Технология переработки отходов масложировой промышленности РФ
ART 85455
В.
Н. ВасиленкоБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Василенко
В.
Н.,
Фролова
Л.
Н.,
Драган
И.
В. Технология переработки отходов масложировой промышленности РФ // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2015. – Т. 13. – С.
2271–2275. – URL:
http://e-koncept.ru/2015/85455.htm.
Аннотация. Предлагается создание высокоэффективных энергосберегающих технологий получения биопрепаратов с заданными свойствами на основе комплексной переработки отходов масложировой промышленности с соответствующим аппаратурным оформлением на основе анализа основных закономерностей исследуемых процессов совместно с физико-химическими и структурно-механическими характеристиками исследуемых видов вторичного сырья.
Текст статьи
Василенко Виталий Николаевич,доктор технических наук, декантехнологического факультета, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», г. Воронежvvn_1977@mail.ru
Фролова Лариса Николаевна,кандидат технических наук, доцент,ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», г. Воронежfln84@mail.ru
Драган Иван Вадимович,аспирант,ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», г. Воронежfln84@mail.ru
Технология переработкиотходов масложировой промышленности РФ
Аннотация.Предлагаетсясозданиевысокоэффективных энергосберегающих технологий получения биопрепаратов с заданными свойствами на основе комплексной переработки отходов масложировой промышленности с соответствующим аппаратурным оформлением на основе анализа основных закономерностей исследуемых процессов совместно с физикохимическими и структурномеханическими характеристиками исследуемых видов вторичного сырья.Ключевые слова: отходы, технология, биопрепараты, псевдокапсулирование.
В перечне критических технологий РФ важное место принадлежит производству и переработке сельскохозяйственного сырья, что связано с продовольственной безопасностью России.Говоря о влиянии окружающей среды на здоровье человека, нужно понимать, что экологической проблемы в чистом виде не существует. Она всегда связана с политикой, экономикой, новыми технологиями с общей культурой человека и общества, с уровнем зрелости экологического сознания. Все факторы, влияющие на экологическую проблему, взаимодействуют между собой, усиливая или ослабляя ее остроту. Экономическая выгода в условиях нецивилизованнойрыночной экономики нередко приводит к тому, что производятся и продаются недоброкачественные пищевые продукты, с высоким уровнем содержания вредных веществОдним из наиболее важных вопросов современного животноводства является увеличение рентабельности и конкурентоспособности. Однако в практическом аспекте успешное их решение нередко тормозится проблемой отрицательного влияния загрязнения окружающей среды на здоровье человека и животных, которая становится все более острой, а также низкогокачества кормового сырья, так как большинство промышленных кормосмесей для животных могут изначально содержать сразу несколько контаминантов естественного и антропогенного происхождения. Микотоксины, бактериальные токсины, метаболиты амбарных вредителей; продукты перекисного окисления, тяжелые металлы, радионуклиды, нитраты, гербициды, пестициды и ряд других высокотоксичных агентов далеко не полный список потенциальноопасных веществ, вызывающих отравления сельскохозяйственных животных.Современные индустриальные технологии выращивания сельскохозяйственных животных и птицы, как в нашей стране, так и за рубежом предполагают широкое применение антибиотиков. Они используются не только для лечения и профилактики различных болезней бактериальной этиологии, но как эффективные кормовые добавки, стимулирующие рост и развитие молодняка, повышения сохранности и продуктивности. При их применении существенно улучшается экономика и конкурентоспособность производства мяса, молока, яиц и другой животноводческой продукции, хозяйства получают немалую дополнительную прибыль. Это вызывает повышенный интерес и безальтернативное использование антибиотиков со стороны агробизнеса, руководителей и специалистов животноводческих предприятий.За последние годы производство и применение антибиотиков вкормлении животных и птицы в мире росло высокими темпами. В настоящее время используются сотни тысяч тонн кормовых антибиотиков. Лидирующие позиции занимает США, где расходуется свыше 15 тыс. тонн кормовых антибиотиков, далее идут КНР, Бразилияи другие страны, которые производят продукцию животноводства не только для внутреннего потребления, но и в больших объемах экспортируют ее в другие страны, включая Россию. Причем, по действующим в ряде стран стандартам, нормы ввода антибиотиков в корма при производстве продукции животноводства для внутреннего потребления существенно ниже, чем при производстве экспортируемой продукции.В нашей стране наблюдается аналогичная картина —использование антибиотиков динамично растет. Россия уверенно выходит в число ведущихстран по их применению в кормлении сельскохозяйственных животных, практически не имея своего производства. По оценке экспертов ВТО российский рынок кормовых антибиотиков будет характеризоваться ростом в 23 раза в год и достигнет к 2018 г или ранее, объема США. Собственное производство кормовых антибиотиков в 2011 г в России составило всего 47,4 тонны.Нарушения физиологических, иммунологических механизмов защиты организма животных создают условия для развития инфекционных процессов, вызываемых его собственной патогенной микрофлорой и бактериямисапрофитами из окружающей среды.В нашей стране пока нет, каких бы то ни было ограничений, хотя применение их регламентировано, установлен перечень разрешенных антибиотиков в животноводстве. Однако, по целому ряду причин
антибиотики применяются бессистемно,
с нарушениями инструкций по их применению. Все это отрицательно сказывается на качестве и безопасности продуктов питания и определяет актуальность внедрения альтернативных методов профилактики заболеваний животных, птицы и рыбы.В настоящее время во всем мире, включая Россию, усиленно ведется поиск альтернативных путей замены антибиотиков в животноводстве. Одним из реальных направлений являются биопрепараты на основепробиотиков.Они представляют собой биомассу бактерий в вегетативной или споровой форме с четко выраженной антагонистической активностью к патогенной и условно патогенной микрофлоре. Пробиотики оказывают благоприятное действие на организм, как животного, так и человека.К сожалению, до последнего времени на российском рынке пробиотиков для животноводства и для населения преобладала импортная продукция. Но сейчас это направление деятельности представляет большой интерес для биологической науки и бизнеса и начинает активно развиваться. Появились серьезные отечественные компании, которые инвестируют в пробиотики. Созданы перспективные устойчивые штаммы бактерий, отработаны технологии их хранения, выращивания и производства пробиотических препаратов.Таким образом применение пробиотиков в кормлении и ветеринарии позволяет:повысить экономическую эффективность работы животноводческих предприятий; значительно улучшить эпизоотическую и экологическую обстановку в районах производства животноводческой продукции; получить высококачественную продукцию, свободную от сальмонеллеза, антибиотиков, химиотерапевтических препаратов, следов дезинфектантов, для системы здорового питания населения.Положительное влияние биопрепаратов на основе пробиотиков на организм объясняется тем, что они стимулируют рост собственной микрофлоры. Поэтому главенствующая и конечная цель приёма биопрепаратов восстановление собственной микрофлоры микроорганизма. Таким образом, аспекты использования биопрепаратов на основе пробиотиков в ветеринарии затрагивают довольно широкий круг проблем, начиная от коррекции кишечного биоценоза и распространяясь на коррекцию иммунной, гормональной и ферментной системы как молодняка, так и взрослых животных. В то же время использование биопрепаратов на основе пробиотиков в ветеринарии имеет актуальное значение не только для животноводства, но и для здравоохранения как огромный потенциал по снижению риска заболеваемости людей и повышения экологической безопасности сельскохозяйственной продукции. А в комплексном биопрепарате на основе пробиотиков, наряду с эффективными микроорганизмами, в составе питательной среды в большом количестве присутствуют аминокислоты, ферменты, факторы роста, витамины, углеводы, органические кислоты и другие, полезные для организма животных продукты жизнедеятельности микроорганизмов.Необходимость решения проблем производства экологически чистой, безопасной и вкусной продукции повышенного спроса для населения, открывает большую перспективу в использовании пробиотиков в животноводстве.Актуальной проблемой сельскохозяйственного производства в нашей стране является постоянное и широкое внедрение новых технологий, направленных, в первую очередь, на обеспечение продовольственной безопасности России. Для этого одно из ведущих мест должна занимать высокая продуктивность такой отрасли сельского хозяйства, как животноводство, включающая в себя получение максимального количества продукции, соответствующей требованиям мировых стандартов. Однако одним из главных факторов, препятствующих достижению данных показателей, являются незаразные болезни молодняка сельскохозяйственных животных впервые дни их жизни. Исходя их вышеизложенного, актуальность производства отечественных биопрепаратов для предотвращения незаразных заболеваний у сельскохозяйственных животных и птицы, достаточно велика. Это позволит повысить эффективность работы животноводческих комплексов и сельскохозяйственных организаций, уменьшить затраты на приобретение биопрепаратов, значительно снизить уровень заболеваемости и смертности животных и птицы.Нами, рассматривается влияние не только одиночных биологически активных веществ, но в расчет берется весь комплекс воздействующих на кишечную микрофлору кормовых факторов, который включает наличие натуральных биологически активных незаменимых жиров, активных жирных кислот, неусваиваемого протеина, различных углеводов, а также физическую структуру корма и специфику его выработки.Поэтому цель и задачи наших исследований заключается в разработке ассортимента биопрепаратов для предотвращения незаразных заболеваний молодняка сельскохозяйственных животныхнаправленных на улучшение показателей экологической безопасности, повышения качества готовой продукции, анализ степени биобезопасности используемых комбикормов, общие рекомендации по предотвращению появления микотоксинов в комбикормах, определение экономической эффективности биопрепаратов при выращивании молодняка сельскохозяйственных животных.Нами предлагается линия производства псевдокапсулированных биопрепаратов на основе техногенных отходовмасложировой промышленности (рис. 1). Линия работает в замкнутом цикле рециркуляции воды, где насосом подавали воду на охлаждение экспандера с водяной рубашкой, где за счет охлаждения водяной рубашки вода нагревалась до 80 ºС, далее она направлялась в емкость с водяной рубашкой для отходов масложировой промышленности, для понижения вязкости отходов и далее вода с температурой 50 ºС поступает в емкость оснащенной лопастной мешалкойс водяной, где вода охлаждается до 25 ºС, в результате замкнутого цикла предлагаемая линия можно использовать как энергосберегающую технологию.Предлагаемая линия производства псевдокапсулированных биопрепаратов на основе отходов масложировой промышленности работает следующим образом (рис. 1).
Рис. 1Линия производства псевдокапсулированных биопрепаратов на основе техногенных отходов масложировой промышленности
Исходные шрот, жмых с начальной влажностью 10…14 %, хранящиеся в бункерах 1, 2 подаются роторными дозаторами 8 поступают в рабочую камеру экспандера с водяной рубашкой 9, оснащенный головкой для измельчения экспандата 10, по мере продвижения продукт в зоне смешения экспандера частично перемешивается, в зоне сжатия происходит скачкообразное увеличение давления и уплотнение продукта вследствие резкого уменьшения размеров винтового канала шнеков. В зоне пластификации осуществляется превращение гранул продукта в расплав за счет трения между частицами продукта и витками шнека. Затем происходит дальнейшее сжатие продукта. Далее в зоне гомогенизации происходит превращение размягченных гранул в однородный расплав за счет возрастания давления. Давление расплава продукта в зоне дозирования достигает необходимого значения, обеспечивается окончательное расплавление мелких включений и образуется расплав однородный по структуре и температуре. Затем полученный экспандат направляется в головку для измельчения 10.Обработку осуществляют при следующих параметрах процесса экспандирования: температура продукта перед матрицей 392...412 К и давление в предматричной зоне экспандера 4...8 Мпа.Далее продукт измельчается в головке для измельчения экспандата 10 до размера частиц 1,0...1,5 мм, просеивают на просеивателе 11, где крупная фракция возвращается на доизмельчение в головку для измельчения экспандата, средняя фракция направляется в тарельчатый гранулятор периодического действия, оснащенный системой форсунок для многоступенчатой подачи жидких компонентов 15, из бункера с водяной рубашкой 7 отходы масложировой промышленности, из бункера 5 ферменты, из бункера 6 пробиотики,из бункера 7 витамины направляются на измельчитель 12 и далее в гранулятор периодического действия 15 одновременно подают из бункера с водяной рубашкой 7 отходы масложировой промышленности, которые предварительно смешанны с ферментами,пробиотиками и витаминами в емкости оснащенной лопастной мешалкойс водяной рубашкой 14, откуда поступает в тарельчатый гранулятор, оснащенный системой форсунок для многоступенчатой подачи жидких компонентов 15 где получают биопрепарат и далее подают измельченную лузгу, где происходит псевдокапсулирование в тарельчатом грануляторе периодического действия, оснащенный системой форсунок для многоступенчатой подачи жидких компонентов и расфасовывают.Насосом 16 подавали воду на охлаждение экспандера с водяной рубашкой 9, оснащенный головкой для измельчения экспандата 10, где за счет охлаждения водяной рубашки во нагревалась до 80 ºС, далее она направлялась в бункер с водяной рубашкой 4 с отходами масложировой промышленности, для понижения вязкости отходов масложировой промышленности и далее вода с температурой 50 ºС поступает в емкость оснащенной лопастной мешалкойс водяной рубашкой и потом снова насосом подается в эспандер с водяной рубашкой, оснащенный головкой для измельчения экспандата, в результате замкнутого цикла предлагаемую линию можно использовать как энергосберегающую и экологически безопасную технологию.Предлагаемая технологическая линия производства псевдокапсулированных биопрепаратов на основе отходов масложировой промышленности позволит:получитьвысокую степень биобезопасности биопрепаратов;придать кормам лечебнопрофилактическое действие;дополнительные технологические приемы позволяют реализовать предлагаемую линию как энергосберегающую и экологически безопасную технологию;
расширить ассортимент выпускаемых биопрепаратов.Также для реализации задачи нами рассмотрено совместное влияние процесса экструдирования и ввода в центральную зону экструзионного жгута жировитаминноминеральной начинки с одновременным вводом биопрепаратов на основе пробиотиков. В результате чего происходит предотвращение незаразных заболеваний у крупного рогатого скота, способствует заселению полезной микрофлоры в желудочнокишечном тракте на раннем этапе развития,повышается скорость роста и суточные привесы молодняка животных, сохранность и продуктивность поголовья, предотвращаются проблемы, связанные с нарушением обмена веществ, улучшаются репродуктивные функции. При обосновании выбора компонентов и их соотношения при дозировании учитывали ряд факторов: необходимость получения качественных кормовых добавок пробиотического действия, сбалансированного по питательности и биологической ценности; максимальное обогащение кормовых добавоккомпонентами, ориентированными на различные виды животных, предотвращение незаразных заболеваний, а также увеличение сроков хранения готового продукта.В центральную зону экструзионного жгута насосом для вязких сред подавали жировитаминноминеральную начинку в количестве 15 % к массе исходной смеси, состоящую из 37,0 г на кг жира животного кормового, 55,4 г на кг саопстока, лизина кормового –0,40 г на кг, метионина кормового –0,25 г на кг, биопрепарата –6 г.Предложенные рецептуры производства кормовой добавкипозволят получать обладающий высокими питательными свойствами и биологической ценностью; повысят возможность эффективного использования инновационного сырья в качестве высокобелкового компонента для комбикормовой промышленности; расширять ассортимент выпускаемых видов кормовых добавок, сбалансированных по питательной ценности; увеличат сроки хранения кормовой добавки пробиотического действия за счет антиоксидантной активности компонентов, улучшить качество.Показатели безопасности кормовой добавки пробиотического действия(содержание микотоксинов, пестицидов, солей тяжелых металлов, радионуклидов) определяли аттестованными методиками в аккредитованной испытательной лаборатории готового продукта ФГБОУВПО ВГУИТ. Полученный комбикорм был экологически чистым, отличался повышенной питательностью, усвояемостью и улучшенным санитарным состоянием.Микробиологические показатели кормовой добавкисоответствовали нормам на пищевые концентраты готовые к употреблению (табл.1).Таблица 1Наименование показателейДопустимые значенияСмесь кормовой добавки пробиотического
действияКМАФАнМ, КОЕ/г, не болеемасса продукта (г), в которой не допускаются: БГКП (колиформы),Патогенные, в т.ч. сальмонеллы,Bcereus.Плесени, КОЕ/г, не более1×1Е4
1,0250,1500,4×1Е4
отсутствуют
Таким образом, использование данной технологии позволяет расширить ассортимент выпускаемых многокомпонентных коэкструдированных кормовых добавокзаданной пищевой ценности, адаптированных для различных видов животных путем направленного регулирования за счет применения начинок разного состава, что в свою очередь способствует предотвращению незаразных заболеваний у молодняка животных на раннем периоде развития; увеличения привесов в период роста животных; улучшения усвоения кормов; ферментации и повышения питательной ценности кормов.Нами предложен способ производства амидовитаминноминеральных биопрепаратовдля крупного рогатого скота на основе отходов масложировой промышленности, характеризующийся тем, что зерна ячменя, сои, рапсового жмыха измельчают в дробилке и отсеивают через сито № 2 с целью выравнивания гранулометрического состава от 0,4 до 0,7 мм,тщательно смешивают с рыбной мукой, бентонитом и карбамидом, подготовленную смесь увлажняют до 15…17 %, затем обрабатывают на одношнековом экспандере при температуре продукта перед матрицей 110…120 °С и давлении в предматричной зоне экпандера 3…4 МПа, готовят амидовитаминноминеральные биопрепаратыдля крупного рогатого скота при следующем содержании компонентов, г на кг: ячмень 400,0; соя 200,0; рапсового жмыха 160,0; рыбной муки 40,0; бентонит 50,0; карбамид 150,0(рис. 2).При выборе рецептурного состава зерновой и зернобобовой смеси учитывали необходимость максимального обогащения амидовитаминноминеральных биопрепаратов, содержащих, в основном, небелковые азотистые вещества, белковые, минеральные компоненты для достижения их физиологической дозы. Поэтому наряду с развитой структурой амидовитаминноминеральных биопрепаратовнеобходимо стремиться к получению продуктов, сбалансированных по энергетической,биологической ценностии лечебнопрофилактического действия. Большинство производимых в настоящее время амидовитаминноминеральных концентратов не сбалансированы по аминокислотному, минеральному и витаминному составу, поскольку их основу чаще всего составляет один компонент (пшеница, овес, рис, кукуруза и т. д.)(рис. 3). Перерабатываемая смесь зерновых и зернобобовых продуктов через загрузочный патрубок поступает в рабочую камеру экспандера, где перемещается шнеком к кольцевому зазору. По мере продвижения продукт в зоне смешения частично перемешивается, в зоне сжатия происходит скачкообразное увеличение давления и уплотнение продукта вследствие резкого уменьшения размеров винтового канала шнеков. В зоне пластификации осуществляется превращение гранул продукта в расплав за счет трения между частицами продукта и витками шнека. Затем происходит дальнейшее сжатие продукта. Далее в зоне гомогенизации происходит превращение размягченных гранул в однородный расплав за счет возрастания давления. Давление расплава продукта в зоне дозирования достигает необходимого значения, что обеспечивает окончательное расплавление мелких включений и образование расплава, однородного по структуре и температуре. Это позволяет для нормальной работы экспандера иметь заданную, однородную по всему расплаву продукта и сечению температуру.
Рис. 2 Рецепт 1 для крупного рогатого скотаРис. 3 Сбалансированность рецепта для крупного рогатого скота
40%20%16%4%5%15%ячмень соя рапсового жмыха рыбной муки бентонит карбамид В зоне стабилизации происходит выравнивание давления и температурных полей расплава продукта. Затем он попадает в предматричнуюзону и продавливается через выходное отверстие между дорном и матрицей.После выхода продукта из кольцевого зазора матрицы в результате резкого перепада температуры и давления происходит мгновенное испарение влаги, аккумулированная продуктом энергия высвобождается с большой скоростью, что приводит к образованию пористой структуры и увеличению объема смеси (вспучиванию), который выходит из матрицы в виде жгута. При этом в результате «взрыва» продукта (или «декомпрессионного шока») происходят глубокие преобразования его структуры: разрыв клеточных стенок, деструкция, гидролиз.Необходимость увлажнения смеси (до 15…16 %) обусловлена следующими соображениями. Доказано, что расширение продукта на выходе из отверстий матрицы непосредственно является следствием физических свойств воды. При таких термических условиях (изменение температуры в экструдере может быть в пределах от 130 до 200 oС) и под очень большим давлением вода существует только в жидком состоянии. Когда пластифицированный материал выходит из матрицы и достигает атмосферного давления, вода из состояния перегретой жидкости мгновенно превращается в пар, выделяя значительное количество энергии. Под действием давления пара в продукте образуются поры, а оставшиеся целыми крахмальные зерна разрываются. Экспандер должен работать при давлении продукта в предматричной зоне, не превышающем оптимального значения. Это необходимо, так как величина давления однозначно определяет температуру обработки продукта, от которой в свою очередь зависит качество готового изделия. Установлено, что основные компоненты (углеводы, белки, жиры, витамины и др.) пищевых продуктов имеют различную оптимальную температуру, необходимую для протекания полных и качественных физикохимических изменений при экспандировании.Для эффективного и качественного протекания экспандировании необходимо подобрать такой характер изменения температуры, при котором основные компоненты продуктов подвергались бы, с одной стороны, полной гидротермической обработке, а с другой на них оказывалось «мягкое» (щадящее) температурное воздействие, предотвращающее их термическое разложение.Анализ теоретических и экспериментальных данных показал, что для качественного проведения обработки необходимо плавное повышение температуры продукта с последующей стабилизацией. Экспериментально установлено, что для данныхамидовитаминно минеральных биопрепаратовтемпература перед матрицей Т= 403…408 К позволяет достичь давления в предматричной зоне экспандера Р= 5,5…6,2 МПа.Именно в этом диапазоне температур в смеси происходят полные и глубокие физикохимические изменения белков, углеводов и других компонентов, придающие им свойства, наиболее приемлемые для полного усваивания животным.Полученный,амидовитаминноминеральныебиопрепаратыанализируютпо комплексу показателей, характеризующих пищевую и биологическую ценность готового изделия. Данные анализа представлены в табл. 2.Таблица 2
Наименование показателейНорма по ГОСТ Р 515512000Полученный амидовитаминноминеральный биопрепаратМассовая доля сырого протеина, %, не менее3847,0Массовая доля кальция, %, не более3,74,8Массовая доля фосфора, %, не более3,54,3Массовая доля лизина, %, не менее 1,92,40
Как видно из табл. 2, амидовитаминноминеральный биопрепаратдля крупного рогатого скота, полученный предложенным способом, соответствует нормам дляамидовитаминноминеральных биопрепарат.Если влаги в смеси было менее 15 %, например, 14 %, то ее оказывалось недостаточно и продукт на выходе из экспандера не вспучивался. И, наоборот, если влаги в продукте было более 16 %, например, 19 %, это также приводило к снижению степени вспучивания, таккак при этом формируется более плотная структура продукта с грубой консистенцией. Причина этих изменений заключается в том, что при увеличении влажности повышается пластичность массы, а это обуславливает снижение механических напряжений в экспандате. Следовательно, количество теплоты, выделяемой в результате работы сил вязкого трения, оказывалось недостаточно для получения вспученной структуры.Предложенный способ производства амидовитаминноминеральных биопрепаратовдля крупного рогатого скота позволяет получать амидовитаминноминеральные биопрепаратыс достаточно высокой биологической и энергетической ценностьюи лечебнопрофилактического действия; они сбалансированы по составу незаменимых аминокислот, витаминов и минеральных веществ; использовать в качестве исходных компонентов смеси широко распространенные и недорогие виды сырья; повысить перевариемость продукции; повысить продуктивность сельскохозяйственных животных, сократить количество концентратов на единицу продукции; повысить рентабельность производства; расширить ассортимент выпускаемой продукции.Полученные результаты выполненных научных исследований окажут влияние на развитие научных, научнотехнических и технологических направлений в области создания энергоэффективных и экологически безопасныхтехнологий комплексной переработки техногенных отходов пищевых предприятий. Выполненные на их основе опытноконструкторские разработки позволят выявить новые технологические решения в области создания технологического оборудования нового поколения для различных отраслей пищевой и химической промышленности. Разработанные рекомендации и предложения по использованию результатов могут найти применение в проводящихся инновационных проектах по созданию экструдеров со стабилизацией технологических параметров в предматричной зоне для получения различных видов комбикормов, сушилок, смесителей, а также другого оборудования.Представлена разработка и научное обеспечение подходов, принципов и методов интенсификации и создания высокоэффективных энергосберегающих технологий получения биопрепаратов с заданными фармакотерапевтическими свойствами на основе комплексной переработки отходов с соответствующим аппаратурным оформлением на основе анализа основных закономерностей исследуемых процессов совместно с физикохимическими и структурномеханическими характеристиками исследуемых видов вторичного сырья; разработка научнотеоретических подходов к энергосбережению за счет рекуперации и утилизации вторичных энергоресурсов с применением замкнутых рециркуляционных схем по материальным и энергетическим потокам, проектирование новых компоновочных решений технологии переработки техногенных отходов с использованием тепловых насосов.
Ссылки на источники1.Василенко В.Н.Аналитическое определение температурных полей биополимеров в формующем канале экструдера при коэкструзии[Текст]/ В.Н. Василенко, Л.Н. Фролова, И.В. Драган, К.Ю. Русина // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. –2014. № 1 (серия процессы и аппараты пищевых производств) С. 1319.2.Василенко В.Н.Инновационная технология комбикормов, улучшающих состав мяса КРС[Текст]/ В.Н. Василенко, Л.Н. Фролова, Е.В. Рыжкова // Вестник ВГТА. –2011. №3 (серия пищевая биотехнология), С. 8185.3.Василенко, В.Н.Ресурсосберегающая технология аквакормов, улучшающих состав мяса прудовых рыб[Текст]/ В.Н. Василенко, Л.Н. Фролова, И.П. Осипов, А.В. Накрайникова // Вестник ВГТА. –2010. №3 (серия пищевая биотехнология), С. 7881.4.Василенко, В.Н. Создание полнорационных комбикормов с длительным сроком хранения с использованием естественных антиоксидантов [Текст]/ В.Н. Василенко, Л.Н. Фролова, Е.В. Бабич, И.П. Осипов// Аграрная наука. –2011.№ 1.11.С. 1213.5.Василенко, В.Н. Перспективы использования белкововитаминных концентратов на основе зернобобовых культур в кормлении поросят [Текст]/ В.Н. Василенко, Л.Н. Фролова, И.В. Драган, Е.В. Рыжкова // Хранение и переработка зерна. –2011. № 2(140). –С. 5253.6.Василенко, В.Н.Создание амидовитаминноминерального концентрата направленного действия для крупного рогатого скота[Текст]/ В.Н. Василенко, И.В. Драган, Л.Н. Фролова, Е.В. Зыкова // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. –2012. № 3 С. 104106.7.Остриков, А. Н. Коэкструдированные продукты: новые подходы и перспективы/ А. Н. Остриков, В.Н. Василенко, И.Ю. Соколов. –М: Дели принт, 2009. –288 с.8.Пат. 2422037 Российская Федерация, МПК51 A23 K1/100 «Способ приготовления коэкструдированных комбикормов для пушных зверей», Василенко В.Н., Фролова Л.Н., Осипов И.П. заявитель и патентообладатель Воронеж. гос. технол. акад. № 2009146251/13; заявл. 14.12.2009; опубл. 27.06.2011, Бюл. № 18 –с. 8.9.Пат. 2447672Российская Федерация, МПК51 А23 K1/00 «Способ производства функциональных экспандированных аквакормовдля карповых рыб различных возрастных групп»,ВасиленкоВ.Н., ФроловойЛ.Н., ОсиповаИ.П., ДраганаИ.В.заявитель и патентообладатель воронеж. Гос. Технол. Акад. № 2010118125/13; заявл. 10.11.2011; опубл. 20.04.2012, бюл. № 11–с. 10.10.Пат. 2471361 Российская Федерация, МПК51 A23 K1/00 «Способ производства белкововитаминных концентратов для поросят», Василенко В.Н., Фроловой Л.Н., Копылов М.В., Рыжкова Е.В..заявитель и патентообладатель Воронеж. гос. технол. акад. № 2011126829/13; заявл. 29.06.2011; опубл. 10.01.2013, Бюл. № 1 –с. 7.
Фролова Лариса Николаевна,кандидат технических наук, доцент,ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», г. Воронежfln84@mail.ru
Драган Иван Вадимович,аспирант,ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», г. Воронежfln84@mail.ru
Технология переработкиотходов масложировой промышленности РФ
Аннотация.Предлагаетсясозданиевысокоэффективных энергосберегающих технологий получения биопрепаратов с заданными свойствами на основе комплексной переработки отходов масложировой промышленности с соответствующим аппаратурным оформлением на основе анализа основных закономерностей исследуемых процессов совместно с физикохимическими и структурномеханическими характеристиками исследуемых видов вторичного сырья.Ключевые слова: отходы, технология, биопрепараты, псевдокапсулирование.
В перечне критических технологий РФ важное место принадлежит производству и переработке сельскохозяйственного сырья, что связано с продовольственной безопасностью России.Говоря о влиянии окружающей среды на здоровье человека, нужно понимать, что экологической проблемы в чистом виде не существует. Она всегда связана с политикой, экономикой, новыми технологиями с общей культурой человека и общества, с уровнем зрелости экологического сознания. Все факторы, влияющие на экологическую проблему, взаимодействуют между собой, усиливая или ослабляя ее остроту. Экономическая выгода в условиях нецивилизованнойрыночной экономики нередко приводит к тому, что производятся и продаются недоброкачественные пищевые продукты, с высоким уровнем содержания вредных веществОдним из наиболее важных вопросов современного животноводства является увеличение рентабельности и конкурентоспособности. Однако в практическом аспекте успешное их решение нередко тормозится проблемой отрицательного влияния загрязнения окружающей среды на здоровье человека и животных, которая становится все более острой, а также низкогокачества кормового сырья, так как большинство промышленных кормосмесей для животных могут изначально содержать сразу несколько контаминантов естественного и антропогенного происхождения. Микотоксины, бактериальные токсины, метаболиты амбарных вредителей; продукты перекисного окисления, тяжелые металлы, радионуклиды, нитраты, гербициды, пестициды и ряд других высокотоксичных агентов далеко не полный список потенциальноопасных веществ, вызывающих отравления сельскохозяйственных животных.Современные индустриальные технологии выращивания сельскохозяйственных животных и птицы, как в нашей стране, так и за рубежом предполагают широкое применение антибиотиков. Они используются не только для лечения и профилактики различных болезней бактериальной этиологии, но как эффективные кормовые добавки, стимулирующие рост и развитие молодняка, повышения сохранности и продуктивности. При их применении существенно улучшается экономика и конкурентоспособность производства мяса, молока, яиц и другой животноводческой продукции, хозяйства получают немалую дополнительную прибыль. Это вызывает повышенный интерес и безальтернативное использование антибиотиков со стороны агробизнеса, руководителей и специалистов животноводческих предприятий.За последние годы производство и применение антибиотиков вкормлении животных и птицы в мире росло высокими темпами. В настоящее время используются сотни тысяч тонн кормовых антибиотиков. Лидирующие позиции занимает США, где расходуется свыше 15 тыс. тонн кормовых антибиотиков, далее идут КНР, Бразилияи другие страны, которые производят продукцию животноводства не только для внутреннего потребления, но и в больших объемах экспортируют ее в другие страны, включая Россию. Причем, по действующим в ряде стран стандартам, нормы ввода антибиотиков в корма при производстве продукции животноводства для внутреннего потребления существенно ниже, чем при производстве экспортируемой продукции.В нашей стране наблюдается аналогичная картина —использование антибиотиков динамично растет. Россия уверенно выходит в число ведущихстран по их применению в кормлении сельскохозяйственных животных, практически не имея своего производства. По оценке экспертов ВТО российский рынок кормовых антибиотиков будет характеризоваться ростом в 23 раза в год и достигнет к 2018 г или ранее, объема США. Собственное производство кормовых антибиотиков в 2011 г в России составило всего 47,4 тонны.Нарушения физиологических, иммунологических механизмов защиты организма животных создают условия для развития инфекционных процессов, вызываемых его собственной патогенной микрофлорой и бактериямисапрофитами из окружающей среды.В нашей стране пока нет, каких бы то ни было ограничений, хотя применение их регламентировано, установлен перечень разрешенных антибиотиков в животноводстве. Однако, по целому ряду причин
антибиотики применяются бессистемно,
с нарушениями инструкций по их применению. Все это отрицательно сказывается на качестве и безопасности продуктов питания и определяет актуальность внедрения альтернативных методов профилактики заболеваний животных, птицы и рыбы.В настоящее время во всем мире, включая Россию, усиленно ведется поиск альтернативных путей замены антибиотиков в животноводстве. Одним из реальных направлений являются биопрепараты на основепробиотиков.Они представляют собой биомассу бактерий в вегетативной или споровой форме с четко выраженной антагонистической активностью к патогенной и условно патогенной микрофлоре. Пробиотики оказывают благоприятное действие на организм, как животного, так и человека.К сожалению, до последнего времени на российском рынке пробиотиков для животноводства и для населения преобладала импортная продукция. Но сейчас это направление деятельности представляет большой интерес для биологической науки и бизнеса и начинает активно развиваться. Появились серьезные отечественные компании, которые инвестируют в пробиотики. Созданы перспективные устойчивые штаммы бактерий, отработаны технологии их хранения, выращивания и производства пробиотических препаратов.Таким образом применение пробиотиков в кормлении и ветеринарии позволяет:повысить экономическую эффективность работы животноводческих предприятий; значительно улучшить эпизоотическую и экологическую обстановку в районах производства животноводческой продукции; получить высококачественную продукцию, свободную от сальмонеллеза, антибиотиков, химиотерапевтических препаратов, следов дезинфектантов, для системы здорового питания населения.Положительное влияние биопрепаратов на основе пробиотиков на организм объясняется тем, что они стимулируют рост собственной микрофлоры. Поэтому главенствующая и конечная цель приёма биопрепаратов восстановление собственной микрофлоры микроорганизма. Таким образом, аспекты использования биопрепаратов на основе пробиотиков в ветеринарии затрагивают довольно широкий круг проблем, начиная от коррекции кишечного биоценоза и распространяясь на коррекцию иммунной, гормональной и ферментной системы как молодняка, так и взрослых животных. В то же время использование биопрепаратов на основе пробиотиков в ветеринарии имеет актуальное значение не только для животноводства, но и для здравоохранения как огромный потенциал по снижению риска заболеваемости людей и повышения экологической безопасности сельскохозяйственной продукции. А в комплексном биопрепарате на основе пробиотиков, наряду с эффективными микроорганизмами, в составе питательной среды в большом количестве присутствуют аминокислоты, ферменты, факторы роста, витамины, углеводы, органические кислоты и другие, полезные для организма животных продукты жизнедеятельности микроорганизмов.Необходимость решения проблем производства экологически чистой, безопасной и вкусной продукции повышенного спроса для населения, открывает большую перспективу в использовании пробиотиков в животноводстве.Актуальной проблемой сельскохозяйственного производства в нашей стране является постоянное и широкое внедрение новых технологий, направленных, в первую очередь, на обеспечение продовольственной безопасности России. Для этого одно из ведущих мест должна занимать высокая продуктивность такой отрасли сельского хозяйства, как животноводство, включающая в себя получение максимального количества продукции, соответствующей требованиям мировых стандартов. Однако одним из главных факторов, препятствующих достижению данных показателей, являются незаразные болезни молодняка сельскохозяйственных животных впервые дни их жизни. Исходя их вышеизложенного, актуальность производства отечественных биопрепаратов для предотвращения незаразных заболеваний у сельскохозяйственных животных и птицы, достаточно велика. Это позволит повысить эффективность работы животноводческих комплексов и сельскохозяйственных организаций, уменьшить затраты на приобретение биопрепаратов, значительно снизить уровень заболеваемости и смертности животных и птицы.Нами, рассматривается влияние не только одиночных биологически активных веществ, но в расчет берется весь комплекс воздействующих на кишечную микрофлору кормовых факторов, который включает наличие натуральных биологически активных незаменимых жиров, активных жирных кислот, неусваиваемого протеина, различных углеводов, а также физическую структуру корма и специфику его выработки.Поэтому цель и задачи наших исследований заключается в разработке ассортимента биопрепаратов для предотвращения незаразных заболеваний молодняка сельскохозяйственных животныхнаправленных на улучшение показателей экологической безопасности, повышения качества готовой продукции, анализ степени биобезопасности используемых комбикормов, общие рекомендации по предотвращению появления микотоксинов в комбикормах, определение экономической эффективности биопрепаратов при выращивании молодняка сельскохозяйственных животных.Нами предлагается линия производства псевдокапсулированных биопрепаратов на основе техногенных отходовмасложировой промышленности (рис. 1). Линия работает в замкнутом цикле рециркуляции воды, где насосом подавали воду на охлаждение экспандера с водяной рубашкой, где за счет охлаждения водяной рубашки вода нагревалась до 80 ºС, далее она направлялась в емкость с водяной рубашкой для отходов масложировой промышленности, для понижения вязкости отходов и далее вода с температурой 50 ºС поступает в емкость оснащенной лопастной мешалкойс водяной, где вода охлаждается до 25 ºС, в результате замкнутого цикла предлагаемая линия можно использовать как энергосберегающую технологию.Предлагаемая линия производства псевдокапсулированных биопрепаратов на основе отходов масложировой промышленности работает следующим образом (рис. 1).
Рис. 1Линия производства псевдокапсулированных биопрепаратов на основе техногенных отходов масложировой промышленности
Исходные шрот, жмых с начальной влажностью 10…14 %, хранящиеся в бункерах 1, 2 подаются роторными дозаторами 8 поступают в рабочую камеру экспандера с водяной рубашкой 9, оснащенный головкой для измельчения экспандата 10, по мере продвижения продукт в зоне смешения экспандера частично перемешивается, в зоне сжатия происходит скачкообразное увеличение давления и уплотнение продукта вследствие резкого уменьшения размеров винтового канала шнеков. В зоне пластификации осуществляется превращение гранул продукта в расплав за счет трения между частицами продукта и витками шнека. Затем происходит дальнейшее сжатие продукта. Далее в зоне гомогенизации происходит превращение размягченных гранул в однородный расплав за счет возрастания давления. Давление расплава продукта в зоне дозирования достигает необходимого значения, обеспечивается окончательное расплавление мелких включений и образуется расплав однородный по структуре и температуре. Затем полученный экспандат направляется в головку для измельчения 10.Обработку осуществляют при следующих параметрах процесса экспандирования: температура продукта перед матрицей 392...412 К и давление в предматричной зоне экспандера 4...8 Мпа.Далее продукт измельчается в головке для измельчения экспандата 10 до размера частиц 1,0...1,5 мм, просеивают на просеивателе 11, где крупная фракция возвращается на доизмельчение в головку для измельчения экспандата, средняя фракция направляется в тарельчатый гранулятор периодического действия, оснащенный системой форсунок для многоступенчатой подачи жидких компонентов 15, из бункера с водяной рубашкой 7 отходы масложировой промышленности, из бункера 5 ферменты, из бункера 6 пробиотики,из бункера 7 витамины направляются на измельчитель 12 и далее в гранулятор периодического действия 15 одновременно подают из бункера с водяной рубашкой 7 отходы масложировой промышленности, которые предварительно смешанны с ферментами,пробиотиками и витаминами в емкости оснащенной лопастной мешалкойс водяной рубашкой 14, откуда поступает в тарельчатый гранулятор, оснащенный системой форсунок для многоступенчатой подачи жидких компонентов 15 где получают биопрепарат и далее подают измельченную лузгу, где происходит псевдокапсулирование в тарельчатом грануляторе периодического действия, оснащенный системой форсунок для многоступенчатой подачи жидких компонентов и расфасовывают.Насосом 16 подавали воду на охлаждение экспандера с водяной рубашкой 9, оснащенный головкой для измельчения экспандата 10, где за счет охлаждения водяной рубашки во нагревалась до 80 ºС, далее она направлялась в бункер с водяной рубашкой 4 с отходами масложировой промышленности, для понижения вязкости отходов масложировой промышленности и далее вода с температурой 50 ºС поступает в емкость оснащенной лопастной мешалкойс водяной рубашкой и потом снова насосом подается в эспандер с водяной рубашкой, оснащенный головкой для измельчения экспандата, в результате замкнутого цикла предлагаемую линию можно использовать как энергосберегающую и экологически безопасную технологию.Предлагаемая технологическая линия производства псевдокапсулированных биопрепаратов на основе отходов масложировой промышленности позволит:получитьвысокую степень биобезопасности биопрепаратов;придать кормам лечебнопрофилактическое действие;дополнительные технологические приемы позволяют реализовать предлагаемую линию как энергосберегающую и экологически безопасную технологию;
расширить ассортимент выпускаемых биопрепаратов.Также для реализации задачи нами рассмотрено совместное влияние процесса экструдирования и ввода в центральную зону экструзионного жгута жировитаминноминеральной начинки с одновременным вводом биопрепаратов на основе пробиотиков. В результате чего происходит предотвращение незаразных заболеваний у крупного рогатого скота, способствует заселению полезной микрофлоры в желудочнокишечном тракте на раннем этапе развития,повышается скорость роста и суточные привесы молодняка животных, сохранность и продуктивность поголовья, предотвращаются проблемы, связанные с нарушением обмена веществ, улучшаются репродуктивные функции. При обосновании выбора компонентов и их соотношения при дозировании учитывали ряд факторов: необходимость получения качественных кормовых добавок пробиотического действия, сбалансированного по питательности и биологической ценности; максимальное обогащение кормовых добавоккомпонентами, ориентированными на различные виды животных, предотвращение незаразных заболеваний, а также увеличение сроков хранения готового продукта.В центральную зону экструзионного жгута насосом для вязких сред подавали жировитаминноминеральную начинку в количестве 15 % к массе исходной смеси, состоящую из 37,0 г на кг жира животного кормового, 55,4 г на кг саопстока, лизина кормового –0,40 г на кг, метионина кормового –0,25 г на кг, биопрепарата –6 г.Предложенные рецептуры производства кормовой добавкипозволят получать обладающий высокими питательными свойствами и биологической ценностью; повысят возможность эффективного использования инновационного сырья в качестве высокобелкового компонента для комбикормовой промышленности; расширять ассортимент выпускаемых видов кормовых добавок, сбалансированных по питательной ценности; увеличат сроки хранения кормовой добавки пробиотического действия за счет антиоксидантной активности компонентов, улучшить качество.Показатели безопасности кормовой добавки пробиотического действия(содержание микотоксинов, пестицидов, солей тяжелых металлов, радионуклидов) определяли аттестованными методиками в аккредитованной испытательной лаборатории готового продукта ФГБОУВПО ВГУИТ. Полученный комбикорм был экологически чистым, отличался повышенной питательностью, усвояемостью и улучшенным санитарным состоянием.Микробиологические показатели кормовой добавкисоответствовали нормам на пищевые концентраты готовые к употреблению (табл.1).Таблица 1Наименование показателейДопустимые значенияСмесь кормовой добавки пробиотического
действияКМАФАнМ, КОЕ/г, не болеемасса продукта (г), в которой не допускаются: БГКП (колиформы),Патогенные, в т.ч. сальмонеллы,Bcereus.Плесени, КОЕ/г, не более1×1Е4
1,0250,1500,4×1Е4
отсутствуют
Таким образом, использование данной технологии позволяет расширить ассортимент выпускаемых многокомпонентных коэкструдированных кормовых добавокзаданной пищевой ценности, адаптированных для различных видов животных путем направленного регулирования за счет применения начинок разного состава, что в свою очередь способствует предотвращению незаразных заболеваний у молодняка животных на раннем периоде развития; увеличения привесов в период роста животных; улучшения усвоения кормов; ферментации и повышения питательной ценности кормов.Нами предложен способ производства амидовитаминноминеральных биопрепаратовдля крупного рогатого скота на основе отходов масложировой промышленности, характеризующийся тем, что зерна ячменя, сои, рапсового жмыха измельчают в дробилке и отсеивают через сито № 2 с целью выравнивания гранулометрического состава от 0,4 до 0,7 мм,тщательно смешивают с рыбной мукой, бентонитом и карбамидом, подготовленную смесь увлажняют до 15…17 %, затем обрабатывают на одношнековом экспандере при температуре продукта перед матрицей 110…120 °С и давлении в предматричной зоне экпандера 3…4 МПа, готовят амидовитаминноминеральные биопрепаратыдля крупного рогатого скота при следующем содержании компонентов, г на кг: ячмень 400,0; соя 200,0; рапсового жмыха 160,0; рыбной муки 40,0; бентонит 50,0; карбамид 150,0(рис. 2).При выборе рецептурного состава зерновой и зернобобовой смеси учитывали необходимость максимального обогащения амидовитаминноминеральных биопрепаратов, содержащих, в основном, небелковые азотистые вещества, белковые, минеральные компоненты для достижения их физиологической дозы. Поэтому наряду с развитой структурой амидовитаминноминеральных биопрепаратовнеобходимо стремиться к получению продуктов, сбалансированных по энергетической,биологической ценностии лечебнопрофилактического действия. Большинство производимых в настоящее время амидовитаминноминеральных концентратов не сбалансированы по аминокислотному, минеральному и витаминному составу, поскольку их основу чаще всего составляет один компонент (пшеница, овес, рис, кукуруза и т. д.)(рис. 3). Перерабатываемая смесь зерновых и зернобобовых продуктов через загрузочный патрубок поступает в рабочую камеру экспандера, где перемещается шнеком к кольцевому зазору. По мере продвижения продукт в зоне смешения частично перемешивается, в зоне сжатия происходит скачкообразное увеличение давления и уплотнение продукта вследствие резкого уменьшения размеров винтового канала шнеков. В зоне пластификации осуществляется превращение гранул продукта в расплав за счет трения между частицами продукта и витками шнека. Затем происходит дальнейшее сжатие продукта. Далее в зоне гомогенизации происходит превращение размягченных гранул в однородный расплав за счет возрастания давления. Давление расплава продукта в зоне дозирования достигает необходимого значения, что обеспечивает окончательное расплавление мелких включений и образование расплава, однородного по структуре и температуре. Это позволяет для нормальной работы экспандера иметь заданную, однородную по всему расплаву продукта и сечению температуру.
Рис. 2 Рецепт 1 для крупного рогатого скотаРис. 3 Сбалансированность рецепта для крупного рогатого скота
40%20%16%4%5%15%ячмень соя рапсового жмыха рыбной муки бентонит карбамид В зоне стабилизации происходит выравнивание давления и температурных полей расплава продукта. Затем он попадает в предматричнуюзону и продавливается через выходное отверстие между дорном и матрицей.После выхода продукта из кольцевого зазора матрицы в результате резкого перепада температуры и давления происходит мгновенное испарение влаги, аккумулированная продуктом энергия высвобождается с большой скоростью, что приводит к образованию пористой структуры и увеличению объема смеси (вспучиванию), который выходит из матрицы в виде жгута. При этом в результате «взрыва» продукта (или «декомпрессионного шока») происходят глубокие преобразования его структуры: разрыв клеточных стенок, деструкция, гидролиз.Необходимость увлажнения смеси (до 15…16 %) обусловлена следующими соображениями. Доказано, что расширение продукта на выходе из отверстий матрицы непосредственно является следствием физических свойств воды. При таких термических условиях (изменение температуры в экструдере может быть в пределах от 130 до 200 oС) и под очень большим давлением вода существует только в жидком состоянии. Когда пластифицированный материал выходит из матрицы и достигает атмосферного давления, вода из состояния перегретой жидкости мгновенно превращается в пар, выделяя значительное количество энергии. Под действием давления пара в продукте образуются поры, а оставшиеся целыми крахмальные зерна разрываются. Экспандер должен работать при давлении продукта в предматричной зоне, не превышающем оптимального значения. Это необходимо, так как величина давления однозначно определяет температуру обработки продукта, от которой в свою очередь зависит качество готового изделия. Установлено, что основные компоненты (углеводы, белки, жиры, витамины и др.) пищевых продуктов имеют различную оптимальную температуру, необходимую для протекания полных и качественных физикохимических изменений при экспандировании.Для эффективного и качественного протекания экспандировании необходимо подобрать такой характер изменения температуры, при котором основные компоненты продуктов подвергались бы, с одной стороны, полной гидротермической обработке, а с другой на них оказывалось «мягкое» (щадящее) температурное воздействие, предотвращающее их термическое разложение.Анализ теоретических и экспериментальных данных показал, что для качественного проведения обработки необходимо плавное повышение температуры продукта с последующей стабилизацией. Экспериментально установлено, что для данныхамидовитаминно минеральных биопрепаратовтемпература перед матрицей Т= 403…408 К позволяет достичь давления в предматричной зоне экспандера Р= 5,5…6,2 МПа.Именно в этом диапазоне температур в смеси происходят полные и глубокие физикохимические изменения белков, углеводов и других компонентов, придающие им свойства, наиболее приемлемые для полного усваивания животным.Полученный,амидовитаминноминеральныебиопрепаратыанализируютпо комплексу показателей, характеризующих пищевую и биологическую ценность готового изделия. Данные анализа представлены в табл. 2.Таблица 2
Наименование показателейНорма по ГОСТ Р 515512000Полученный амидовитаминноминеральный биопрепаратМассовая доля сырого протеина, %, не менее3847,0Массовая доля кальция, %, не более3,74,8Массовая доля фосфора, %, не более3,54,3Массовая доля лизина, %, не менее 1,92,40
Как видно из табл. 2, амидовитаминноминеральный биопрепаратдля крупного рогатого скота, полученный предложенным способом, соответствует нормам дляамидовитаминноминеральных биопрепарат.Если влаги в смеси было менее 15 %, например, 14 %, то ее оказывалось недостаточно и продукт на выходе из экспандера не вспучивался. И, наоборот, если влаги в продукте было более 16 %, например, 19 %, это также приводило к снижению степени вспучивания, таккак при этом формируется более плотная структура продукта с грубой консистенцией. Причина этих изменений заключается в том, что при увеличении влажности повышается пластичность массы, а это обуславливает снижение механических напряжений в экспандате. Следовательно, количество теплоты, выделяемой в результате работы сил вязкого трения, оказывалось недостаточно для получения вспученной структуры.Предложенный способ производства амидовитаминноминеральных биопрепаратовдля крупного рогатого скота позволяет получать амидовитаминноминеральные биопрепаратыс достаточно высокой биологической и энергетической ценностьюи лечебнопрофилактического действия; они сбалансированы по составу незаменимых аминокислот, витаминов и минеральных веществ; использовать в качестве исходных компонентов смеси широко распространенные и недорогие виды сырья; повысить перевариемость продукции; повысить продуктивность сельскохозяйственных животных, сократить количество концентратов на единицу продукции; повысить рентабельность производства; расширить ассортимент выпускаемой продукции.Полученные результаты выполненных научных исследований окажут влияние на развитие научных, научнотехнических и технологических направлений в области создания энергоэффективных и экологически безопасныхтехнологий комплексной переработки техногенных отходов пищевых предприятий. Выполненные на их основе опытноконструкторские разработки позволят выявить новые технологические решения в области создания технологического оборудования нового поколения для различных отраслей пищевой и химической промышленности. Разработанные рекомендации и предложения по использованию результатов могут найти применение в проводящихся инновационных проектах по созданию экструдеров со стабилизацией технологических параметров в предматричной зоне для получения различных видов комбикормов, сушилок, смесителей, а также другого оборудования.Представлена разработка и научное обеспечение подходов, принципов и методов интенсификации и создания высокоэффективных энергосберегающих технологий получения биопрепаратов с заданными фармакотерапевтическими свойствами на основе комплексной переработки отходов с соответствующим аппаратурным оформлением на основе анализа основных закономерностей исследуемых процессов совместно с физикохимическими и структурномеханическими характеристиками исследуемых видов вторичного сырья; разработка научнотеоретических подходов к энергосбережению за счет рекуперации и утилизации вторичных энергоресурсов с применением замкнутых рециркуляционных схем по материальным и энергетическим потокам, проектирование новых компоновочных решений технологии переработки техногенных отходов с использованием тепловых насосов.
Ссылки на источники1.Василенко В.Н.Аналитическое определение температурных полей биополимеров в формующем канале экструдера при коэкструзии[Текст]/ В.Н. Василенко, Л.Н. Фролова, И.В. Драган, К.Ю. Русина // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. –2014. № 1 (серия процессы и аппараты пищевых производств) С. 1319.2.Василенко В.Н.Инновационная технология комбикормов, улучшающих состав мяса КРС[Текст]/ В.Н. Василенко, Л.Н. Фролова, Е.В. Рыжкова // Вестник ВГТА. –2011. №3 (серия пищевая биотехнология), С. 8185.3.Василенко, В.Н.Ресурсосберегающая технология аквакормов, улучшающих состав мяса прудовых рыб[Текст]/ В.Н. Василенко, Л.Н. Фролова, И.П. Осипов, А.В. Накрайникова // Вестник ВГТА. –2010. №3 (серия пищевая биотехнология), С. 7881.4.Василенко, В.Н. Создание полнорационных комбикормов с длительным сроком хранения с использованием естественных антиоксидантов [Текст]/ В.Н. Василенко, Л.Н. Фролова, Е.В. Бабич, И.П. Осипов// Аграрная наука. –2011.№ 1.11.С. 1213.5.Василенко, В.Н. Перспективы использования белкововитаминных концентратов на основе зернобобовых культур в кормлении поросят [Текст]/ В.Н. Василенко, Л.Н. Фролова, И.В. Драган, Е.В. Рыжкова // Хранение и переработка зерна. –2011. № 2(140). –С. 5253.6.Василенко, В.Н.Создание амидовитаминноминерального концентрата направленного действия для крупного рогатого скота[Текст]/ В.Н. Василенко, И.В. Драган, Л.Н. Фролова, Е.В. Зыкова // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. –2012. № 3 С. 104106.7.Остриков, А. Н. Коэкструдированные продукты: новые подходы и перспективы/ А. Н. Остриков, В.Н. Василенко, И.Ю. Соколов. –М: Дели принт, 2009. –288 с.8.Пат. 2422037 Российская Федерация, МПК51 A23 K1/100 «Способ приготовления коэкструдированных комбикормов для пушных зверей», Василенко В.Н., Фролова Л.Н., Осипов И.П. заявитель и патентообладатель Воронеж. гос. технол. акад. № 2009146251/13; заявл. 14.12.2009; опубл. 27.06.2011, Бюл. № 18 –с. 8.9.Пат. 2447672Российская Федерация, МПК51 А23 K1/00 «Способ производства функциональных экспандированных аквакормовдля карповых рыб различных возрастных групп»,ВасиленкоВ.Н., ФроловойЛ.Н., ОсиповаИ.П., ДраганаИ.В.заявитель и патентообладатель воронеж. Гос. Технол. Акад. № 2010118125/13; заявл. 10.11.2011; опубл. 20.04.2012, бюл. № 11–с. 10.10.Пат. 2471361 Российская Федерация, МПК51 A23 K1/00 «Способ производства белкововитаминных концентратов для поросят», Василенко В.Н., Фроловой Л.Н., Копылов М.В., Рыжкова Е.В..заявитель и патентообладатель Воронеж. гос. технол. акад. № 2011126829/13; заявл. 29.06.2011; опубл. 10.01.2013, Бюл. № 1 –с. 7.
