ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Номер

02-029-06

Наименование проекта

Способ кавитационного приготовления жидких кормов и установка для его осуществления». Технология приготовления кормов ХХI века.

Назначение

Приготовление кормов высокого качества для откорма свиней, молодняка крупного рогатого скота, а также в качестве кормовых добавок для взрослых животных.

Рекомендуемая область применения

Животноводство

Описание

                 Результат выполнения технологической разработки.

               Предлагаемая технология приготовления жидких кормов, направлена на то, чтобы в условиях животноводческих ферм готовить полноценные, легкоусваиваемые, гомогенизированные, обеззараженные корма из злаков зерновых и зернобобовых культур, минуя фазу приготовления комбикормов, отходов зернопереработки, побочных продуктов зерноперерабатывающих предприятий, пищевых отходов, растительного сырья, грубых и сочных кормов.

            Еще одной задачей предлагаемой технологии является кавитационное приготовление кормовой добавки на основе гуматов (натрия или калия), а также приготовление составляющей корма из растительного сырья, грубых и сочных кормов (солома, сено, силос, сенаж), отходов зернопереработки (шелуха, полова, шроты, жмыхи).

            Состав кормов является комплексным, так как представляет собой, в зависимости от предназначения, комбикормовую, растительную составляющие и кормовые добавки (микро, средние и макродобавки).

            Жидкие корма, приготовленные по предлагаемому способу, могут применяться для откорма свиней, молодняка крупного рогатого скота (КРС), откорма мясных пород КРС, а также для дойного стада КРС.

            Сущность приготовления высокоэффективных жидких кормов достигается тем:

            а) Что в кавитационном способе получения кормовой добавки на основе гуматов (гумата натрия или калия), включающем кавитационную обработку торфа или бурого угля раствором щелочи, согласно изобретению, проводят физико-химическое разложение торфа или бурого угля на молекулярном уровне, для чего пропускают смесь торфа или угля с водой через кавитационный диспергатор. Полученную за счет протекающих кавитационных процессов торфо (угле) – водяную пасту, которая в процессе кавитационной обработки гомогенизируется, разогревается, в ней происходит деструкция и расщепление крупных молекул на радикалы, диспергируют до полного выхода гуминовых кислот. В дальнейшем, для получения гуматов, в пасту добавляют гидроксиды и гидрокарбонаты калия, натрия до полного перевода гуминовых кислот в гуматы калия и натрия, для этого всю массу пропускают через кавитационный диспергатор до тех пор, пока ее температура не достигнет 80-90⁰С и не произойдет «загустевание» суспензии.

            Гуматы, попадая вместе с пищей в желудки животных, повышают проницаемость клеточных мембран и тем способствуют наполнению калия во внутриклеточной жидкости, что ускоряет деление клеток. Одновременно в клетках благодаря дополнительному запасу энергии интенсифицируются физиологические процессы.

            Микроэлементы, содержащиеся в бурых углях, (магний, марганец, медь, молибден, селен, йод, серебро и др.) удовлетворяют потребности организмов животных и способствуют восполнению необходимой энергии для костного образования и общей активации организма (например: марганец участвует в окислительно-восстановительных процессах и является составной частью ферментов, медь принимает участие в процессах окисления, усиливает интенсивность дыхательных процессов, без нее затруднен синтез белка, йод может входить в состав свободных аминокислот и соответственно белков и др.).

            В отношении положительных свойств гумата (натрия или калия) доктор биологических наук Т. Околелова пишет (1996г.), что он обладает общестимулирующим действием на организм и в то же время, безвреден, не обладает аллергенными, анафилактогенными, тератогенными, эмбриотоксигенными свойствами.

            Гуматы, приготовленные из бурых углей, особенно эффективны в водных растворах, т.к. вода является важнейшей частью рациона, обеспечивающей течение обменных реакций, пищеварение, выведение с мочой продуктов   обмена веществ, особенно с имеющимся в данном продукте абсорбентом в виде небольшого количества активированного угля в сочетании с гуминовыми кислотами.

            Содержание основных компонентов в кормовой добавке определяется исходным составом используемого торфа, бурого угля, содержание в котором природно-гидратированных гуминовых кислот должно быть не менее 20%, а зольность не превышать 30%. В случае недостатка отдельных микроэлементов в исходных составах необходимо их пополнить из других источников.

Сущность кавитационного воздействия заключается в следующем.

При прохождении смеси торфа или угля с водой через кавитационный диспергатор, в конструктивно задуманных местах которого существуют зоны пониженного и повышенного давления, смесь подвергается резким знакопеременным нагрузкам. При понижении в смеси давления ниже давления насыщенных водяных паров ( в зависимости от давления и температуры) в смеси интенсивно вскипающая вода образует множество кавитационных пузырьков.

При перемещении смеси в зону повышенного давления пузырьки исчезают, схлопываются, в точках исчезновения которых, как известно возникают локальные зоны с высокими температурами и давлениями. Если пузырьки сохранили на момент исчезновения шарообразную форму, то все коллизии происходят в центре бывшего пузырька, а если форма пузырька была деформирована гидродинамическими воздействиями, то при исчезновении происходит образование высокоэнергичных кумулятивных струек. Порождаемые ими ударные волны обладают энергией превышающей не только Ван-Дер-Вальсовские связи, но и С-С связи в органических соединениях, что обеспечивает дезинтеграцию и деструкцию компонентов торфа и угля, инициируются и интенсифицируются физико-химические процессы переработки исходного сырья.

            б) Что в кавитационном способе приготовления жидких комбикормов из фуражного зерна (зерна злаков и бобовых культур) и отходов зерно переработки (дробленое зерно, семена сорных растений и т.д.), включающем кавитационную обработку зерна, которую проводят путем кавитационного измельчения. Кавитационное диспергирование и деструкция зерна схожи с процессами диспергирования торфа и бурого угля, описанных выше. Энергией ударных волн от схлопнувшихся кавитационных пузырьков осуществляется разрушение клеточных стенок и клеточных структур зерна и бобов, семян растений. В результате многократного воздействия ударных волн зерна. Злаков и бобовых культур размалываются, размягчаются, выделяют в раствор крахмал и клейковину. После разогрева кормовой суспензии до 60-80⁰С происходит «клейстеризация», выражающаяся в том, что суспензия становится желеобразной. При данных температурах начинается гидролиз крахмала, в результате которого он превращается в вещества, которые легко усваиваются животными.

Такими веществами чаще всего бывают моносахариды, дисахариды, трисахариды (глюкоза, фруктоза, сорбоза, мальтоза, галактоза и т.д.).

            в) Что в кавитационном способе приготовления составляющей жидких кормов из растительного сырья, грубых и сочных кормов, включающем кавитационную обработку растительного сырья, грубых и сочных кормов, которую проводят в водной среде и разогревания смеси.

            Известно, что в сложном желудке жвачных животных клетчатка частично переваривается и обрабатывается большими колониями микроорганизмов, населяющих рубец. Животным с таким желудком, для сохранения моторики желудочно-кишечного тракта, часть кормов необходимо сохранять в первозданном или частично обработанном виде, а меньшую часть желательно кавитационно раздробить, разволокнить и перевести часть клетчатки (целлюлозы) в крахмал и сахара.

            У животных, имеющих однокамерные желудки (лошади, свиньи), грубые корма перевариваются хуже, так как переваривание и всасывание основного количества питательных веществ рациона происходит в кишечнике. Для таких животных предварительная кавитационная обработка грубых кормов, с целью перевода питательных веществ в легкоусваяемые формы, приносит значительное повышение продуктивности.

            Сущность кавитационного воздействия на растительное сырье, грубые и сочные корма заключается в следующем: клетчатка (целлюлоза), как и крахмал, является природным полимером. Оказалось, что эти вещества имеют одинаковые по составу структурные звенья и следовательно, одну и ту же молекулярную формулу (С₆Н₁₀О₅)n.

            Молекулы целлюлозы и крахмала различаются структурой. Молекулы крахмала имеют линейную, а чаще всего разветвленную структуру, молекулы же целлюлозы – только линейную структуру. Этим объясняется, что целлюлоза, имеющая значительно большее значении n, образует такие волокнистые материалы, как хлопок, лен, пенька и т.д.

            При кавитационном воздействии длинные молекулы целлюлозы разрываются, образуются разветвленные изомерические крахмальные структуры, а часть молекул подвергается гидролизу, как и крахмал, с образованием сахаров. Суммарно гидролиз целлюлозы может быть выражен тем же уравнением, что и гидролиз крахмала:

(С₆Н₁₀О₅)n + nН₂О > n • С₅Н₁₂О₆

            г) Что в кавитационном способе диспергирования как зерновых злаков и бобовых культур, так и растительного сырья, грубых и сочных кормов, происходит ряд процессов, присущих гидродинамической кавитации, которые оказывают губительное воздействие на семена сорняков, на гнилостные и патогенные микроорганизмы, микотоксины. Микотоксины, чаще всего  содержащиеся в зерне, появляются во всех климатических зонах, а глобальная торговля кормами помогает проблеме распространиться. Часто у животных и птицы наблюдаются типичные симптомы микотоксикозов несмотря не то, что результаты анализа кормов показывают низкую степень загрязнения их микотоксинами. Ученые выяснили, что неожиданная токсичность может быть результатом взаимодействия различных микотоксинов, усиливающих действие друг друга. Наивысший эффект токсического синергизма наблюдается у фузариевых токсинов. Корма прошедшие кавитационную обработку лишены каких-либо бактерий, микроорганизмов и токсинов.

            д) Что разработана технологическая линия для кавитационного приготовления жидких кормов (фиг.-1), включающая: 

u        линию кавитационного приготовления кормовой добавки на основе гуматов (гумата натрия или калия), состоящую из следующего оборудования:

1 – самосвал для подвоза измельченных до 0-10 мм торфа или бурого угля;

2 – весовой дозатор для подачи торфа или бурого угля ;

3 – ленточный конвейер;

4 – смеситель;

5 – кавитационный  диспергатор мокрого помола торфа или бурого угля;

19 – емкость для товарных гуминовых кислот или гуматов.

u        линию кавитационного приготовления жидких комбикормов из фуражного зерна (зерен злаков и зернобобовых культур), состоящую из следующего оборудования:

6 – автомобиль для перевозки зерна и зерноотходов;

7 – весовые дозаторы для подачи зерна;

8 – ленточный конвейер;

9 – смеситель;

10 – кавитационный диспергатор мокрого помола зерен злаков и зернобобовых культур.

u        линию кавитационного приготовления жидких кормов из растительного сырья, грубых и сочных кормов,  состоящую из следующего оборудования:

11 – автомобиль для перевозки растительного сырья, грубых и сочных кормов;

12 – весовые дозаторы подачи кормов;

13 – ленточный конвейер;

14 – смеситель;

15 – кавитационный диспергатор мокрого помола растительного сырья грубых и сочных кормов;

16 – измельчитель грубых кормов;

17 – магнитный железоотделитель;

18 – емкость для хранения и выдачи готового корма;

20 – сборный смеситель;

21 – винтовой конвейер для перегрузки кормов в емкость для хранения.

Преимущества перед известными аналогами

Корма отличаются высокой степенью усвояемости, высокими суточными привесами, не являются источником инфекций и не содержат трипсина, уреазы и других растительных ядов.

Стадия освоения

Внедрено в производство

Результаты испытаний

Технология обеспечивает получение стабильных результатов

Технико-экономический эффект

Снижение расхода кормов на 1 кг привеса в 2-3 раза, снижение расходов на приобретение зерна различных культур вместо комбикормов на 30-40%. Расход электроэнергии на приготовление 1 т жидких кормов составляет 30-43 квт/час.

Возможность передачи за рубеж

Возможна передача за рубеж

Дата поступления материала

14.11.2006