Способ переработки растительных кормов

(51) 23 1/12 (2006.01) 02 9/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ фракции 4 мм, смешивание с водой до влажности 65, гидродинамическое, кавитационное и тепловое воздействие в течении 45 минут до достижения перерабатываемой массы кормов гомогенной структуры и температуры 70 С, с последующим снижением влажности и температуры гомогенизированной массы кормов соответственно до 55 и 55 С посредством повторного добавления измельченных растительных кормов и затем вводом закваски Леснова и осуществление твердофазной ферментацией в течении 4-5 часов.(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНЫХ КОРМОВ(57) Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в кормопроизводстве. Способ переработки растительных кормов включает их предварительное измельчение до Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в кормопроизводстве. Известен способ использования закваски Леснова в кормосмеси (см. патент РФ 2122330, кл. А 23 К 1/12. Дата публ. 27.11.1998),(прототип) включающий измельчение,увлажнение растительного сырья (соломы, грубостебельчатого сена, стеблей и кочерыжек кукурузы, сахарной свеклы, хлопчатника, шелуха зерен, камыша,обрезки садов и виноградников и так далее) водой или паром до 45-75, подогрев до температуре 40 80 С, внесение закваски и выдержку (ферментацию) в течении 12 ч. Закваска Леснова содержит мицелии целлюлозолитических,пектолитических и амилолитических микрогрибов и готовят ее на основе рубцовой жидкости крупного рогатого скота или лося. При этом мицелии не только воздействует на клетчатку корма с последующим разложением на глюкозу и мальтозу, но и в присутствии азота способствует наращиванию микробного белка,который усваивается почти на 20 больше, чем белки растительного или животного происхождения. Оптимальными для ферментации закваской Леснова считаются влажность и температура соответственно 55 и 55 С. В целом данный способ позволяет повысить питательность растительных кормов, а именно увеличить белковую составляющую с незаменимыми аминокислотами в полтора и более раз,снизить количество клетчатки прямо пропорционально увеличению моносахаров,синтезировать витамины группы Д, В, Е, К, И, . Недостатком данного способа является длительность процесса выдержки (т.е. ферментация)- более 10-12 часов. При этом длительность процесса ферментации зависит от содержания клетчатки в растительных кормах. Если в растительном корме содержание клетчатки 2-8, его выдерживают (ферментируют) 3-4 часа если 10-12, то 5-6 часов если 15-25, то 7-8 часов если 30-45, то 10-12 часов (Как конкурировать на открытом рынке российскому животноводству ООО НПО Агрокорминвест/Эффективное животноводство, информационноаналитический журнал. Спецвыпуск Золотая Осень 2012 г., Краснодар, с.46-47). Как известно, в соломе, сене, кочерыжках и стеблях кукурузы, хлопчатника, камыша, обрезках садов и виноградников содержание клетчатки находится на уровне 30 - 45. Например, пшеничная солома с содержанием клетчатки 34, измельченная на агрегатах типа ИСК-3, ИГК, ИРТ ферментируется в течении 10-12 часов (Ж МТС Машино -техническая станция 6 2008 г.,г. Москва, с.51 -54). На длительность процесса ферментации также влияет степень измельчения корма. Способ использования закваски Леснова при ферментации растительных кормов основан на синтезе микробного белка при поверхностном культивировании на твердом субстрате. Поэтому 2 чем меньше размер частиц измельченного растительного корма, тем больше образуются поверхностей для культивирования микроорганизмов и тем самым интенсивнее идет процесс воздействия микроорганизмов на клетчатку корма с последующим разложением ее на глюкозу и мальтозу, а значит интенсивнее идет процесс ферментации, что приводит к сокращению времени ферментации. Одноразовое измельчение растительных кормов на вышеуказанных агрегатах позволяет получать размеры частиц 1-3 см, в результате ферментация частиц с такими размерами осуществляется в течении 10-12 часов. Другим недостатком способа является необходимость наличия пара или горячей воды для увлажнения и подогрева перерабатываемого растительного сырья. Например, для увлажнения до 55 и подогрева до 55 С измельченной соломы массой 200 кг требуется подогреть 200-250 литров воды (например с начальной температурой 15 С) до температуры 95 С. Для подогрева такого количества воды двумя ТЭН- ми по 4 квт потребуется 2,34 часа и 8 квт. электроэнергии (Т час 0,00117/ (200 литров(95 С - 15 С 8 квт./2,34 часа). Для ферментации растительного сырья закваской Леснова используют различные смесителиферментеры, например установки для производства белковых кормов из растительных отходов типа УБК-2, снабженным нагревательными элементами мощностью 15 квт. для нагрева воды до температуры 90-95 С (Производство кормового белка для свиней. Леснов А. и др. Ж. Свиноферма 9 2007 г., Москва, с.27-29). Известен способ приготовления кормов переработкой сельскохозяйственных продуктов(Патент России 2261621, А 23 К 1/14, 23 17/00,В 02 С 9/04, от 10.10.2005 г.) (прототип), согласно которому сельскохозяйственные продукты и вода в определенной пропорции подаются в бункер кавтационной установки и затем подвергаются гидродинамическому, кавитационному и тепловому воздействию до достижения перерабатываемой массы гомогенного состояния и температуры 5070 С. Согласно данного способа, для приготовления корма, например из зерновых культур, в бункер установки наливают, например 13 л воды и добавляют 7 кг зерновой смеси (т.е. соотношение воды и зерна 21) и при этом оптимальный температурный режим обработки зерна с водой составляет 60 С. Для приготовления кормов в качестве исходного сырья, кроме зерновых, используют силос, солому,зеленую массу, корнеплоды и доброкачественные пищевые отходы,которые подвергают предварительному измельчению до размеров частиц 10-18 мм. При таком способе переработки кормов энергия кавитации расходуется на дробление частиц смеси,на их смешивание и нагрев, что приводит к постепенному уменьшению размеров частиц смеси и его гомогенизации, структурным изменениям, 27419 уменьшению содержания клетчатки, уничтожению токсичных грибков. Недостатком данного способа является то, что за счет обеззараживания и более тонкого измельчения(до гомогенного состояния с размером частиц 10-60 мкм) повышается в основном только качество корма и в меньшей мере его питательность, т.к. при таком способе переработки в корме не увеличивается содержание белка и не синтезируются витамины. Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание способа переработки растительных кормов,позволяющего в условиях животноводческих ферм с меньшими затратами времени осуществлять твердофазную ферментацию растительных кормов закваской Леснова для повышения их питательности наращиванием микробного белка и синтеза витаминов. Технический результат достигается тем, что время ферментации измельченных растительных кормов закваской Леснова сокращают за счет интенсификации процесса путем дополнительного измельчения частиц растительных кормов и одновременного их нагрева гидродинамической кавитацией, с последующим доведением влажности и температуры перерабатываемой массы до оптимальных показателей ферментации повторным добавлением измельченных растительных кормов. Использование способа переработки растительных кормов позволяет сократить время ферментации закваской Леснова более чем в 2 раза,что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию изобретательский уровень. Способ переработки растительных кормов осуществляют следующим образом. Исходное сырье,сухие растительные корма(солома, сено, стебли и кочерыжки кукурузы и т.д.) предварительно измельченные до размеров частиц 4 мм. увлажняют водой до влажности 65 и подвергают гидродинамическомой кавитации до получения гомогенной смеси температурой 70 С, а затем посредством повторного добавления сухих измельченных растительных кормов снижают влажность и температуру гомогенизированной смеси соответственно до 55 и 55 С и осуществляют его твердофазную ферментацию закваской Леснова в течение 4-5 часов. Растительные корма (солома, сено, кочерыжки и стебли кукурузы, стебли хлопчатника, камыша,обрезки садов и виноградников и так далее) в процессе заготовки и хранения приобретают влажность 11-13. Для их измельчения до фракции 4 мм, используется, например измельчители модели 650. Измельченные до фракции 4 мм, растительные корма увлажняются до влажности 65 водой с температурой окружающей среды, например водопроводная, колодезная вода или вода из скважины имеет первоначальную температуру 1418 С. Как было отмечено выше, для микроорганизмов закваски Леснова при твердофазной ферментации растительных кормов оптимальными являются влажность и температура соответственно 55 и 55 С. Если измельченные до фракции 4 мм растительные корма увлажнить до влажности 55(оптимальной для последующей ферментации) добавлением воды в соотношении 11,2 , то смесь получается сыпучей и не разжиженной и в результате при гидродинамической кавитации,установка для кавитации работает с перегрузками и быстро выходит из строя. Поэтому измельченные растительные корма,увлажненные до влажности 65,имеют пластическую разжиженную структуру и более мягко воздействуют на рабочие органы кавитационной установки. Если же корма увлажнить, например, до влажности 70, то для последующего снижения влажности гомогенизированного корма до 55 потребуется добавить большее количество измельченных растительных кормов фракцией 4 мм,чем в гомогенизированные корма влажностью 65,а это приведет к большему количеству фракций 4 мм и как результат к увеличению времени ферментации. Поэтому оптимальной является увлажнение измельченных растительных кормов до влажности 65. Увлажненная водой до 65, измельченные растительные корма подвергаются гидродинамическому, кавитационному и тепловому воздействию до достижения перерабатываемой массы корма гомогенного состояния и температуры 70 С. При этом на гомогенизация перерабатываемой массы корма и его нагрев до температуры 70 С осуществляется за 45 минут. При нагреве перерабатываемой массы корма,например до температуры 55 С (оптимальной для ферментации) потребуется меньше времени, однако при добавлении измельченных растительных кормов в перерабатываемую массу корма после кавитации для снижения влажности до 55, температура корма снизится ниже оптимальной - до 45 С, т.к. температура добавляемого корма имеет температуру окружающей среды. При нагреве корма до температуры 75 С потребуется больше времени, энергии и для охлаждения до 55 С - добавление большего количества измельченных растительных кормов, что приведет к увеличению времени ферментации. Поэтому оптимальным является нагрев измельченных растительных кормов при кавитации до температуры 70 С. При таких режимах кавитации, частицы корма размером 4 мм измельчаются до размеров 1-500 мкм и вся масса перерабатываемого корма приобретает гомогенную структуру. При такой структуре, влажности и температуре гомогенизированных кормов, переработка клетчатки и размножение микроорганизмов закваски Леснова происходит более интенсивно и процесс твердофазной ферментации закваской Леснова сокращается в 2 раза по сравнению с прототипом. 3 При этом в ферментированных кормах содержание сырого протеина увеличивается в 1,5 раза и более, синтезируются витамины В, , РР, К,Е, Н и тем самым повышается питательность переработанных растительных кормов. Другим преимуществом способа перед прототипом является то,что отпадает необходимость в нагреве больших объемов воды до температуры 90-95 С для увлажнения и нагрева ферментируемого корма,т.к. в процессе кавитационной обработки одновременно происходит нагрев массы корма до требуемых температур,а это позволяет сэкономить электроэнергию на данном этапе процесса. Примеры конкретного исполнения. Пример 1. Растительный корм - пшеничную солому с содержанием клетчатки 39, сырого протеина 3,5 и влажностью 11, измельчают на измельчителе, например модели 650 до размеров частиц 4 мм. Затем в работающую кавитационную установку, например типа КИП-0,6 заливают воду,например в количестве 303 литров с температурой окружающей среды, засыпают измельченную солому в количестве 197 кг и получают смесь влажностью 65. Влажность смеси определяют влагомером и при недостатке влаги или переувлажнении соответственно добавляют воду или измельченную солому, тем самым корректируют влажность смеси. Многократно проходя через рабочие механизмы кавитационной установки, смесь из воды и измельченной соломы подвергается гидродинамическому, кавитационному и тепловому воздействие. В результате частицы соломы измельчаются до размеров 1-500 мкм и смесь приобретает гомогенную структуру одновременно нагреваясь до заданной температуры. Динамика нагрева смеси постоянно отражается на шкале встроенного в бак кавитационной установки термометра. Через 45 минут, после достижения температуры смеси 70 С, гомогенизированная смесь из пшеничной соломы и воды перекачивается из бака кавитационной установки в емкость, например смесителя-ферментера типа УБК-2, куда повторно добавляется предварительно измельченная солома с размером частиц 4 мм и влажностью 11 в количестве 100 кг. Смесь перемешивается в течении 3 минут и приобретает влажность 55 и температуру 55 С,оптимальную для ферментации закваской Леснова. Влажность и температура измеряется соответственно влагомером и термометром и корректируется вышеописанным способом. Затем в.полученную смесь, где 65 частиц соломы имеет размеры 1-500 мкм и 35 имеют размеры частиц 4 мм, добавляется жидкая закваска Леснова, вся смесь перемешивается в течении 7 минут и в спокойном состоянии выдерживается(ферментируется) в течении 5 часов. После 5 часов ферментации, в ферментированной соломе содержание сырого протеина увеличивается с начальной 3,5 до конечной 7, продукт обогащается витаминами группы Д, В, Е, К, Н, . Пример 2. Растительный корм - сено луговое с содержанием клетчатки 30, сырого протеина 8,9 влажностью 12,5, перерабатывается аналогично как в примере 1, только с той разницей, что ферментацию осуществляют в течении 4 часов. При этом в ферментированном сене содержание сырого протеина увеличивается до 14,5 , продукт обогащается витаминами группы Д, В, Е, К, Н, . ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ переработки растительных кормов,включающий предварительное измельчение,смешивание с водой,гидродинамическое,кавитационное и тепловое воздействие с последующей твердофазной ферментацией закваской Леснова, отличающийся тем, что предварительно измельченные до фракции 4 мм и увлажненные до 65 растительные корма,подвергают гидродинамическому, кавитационному и тепловому воздействию до достижения ими гомогенной структуры и температуры 70 С, а затем повторно добавляют в гомогенизированную массу измельченные растительные корма в количестве,позволяющему снизить влажность и температуру гомогенизированной массы соответственно до 55 и 55 С.