СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КОРМОВОЙ ДОБАВКИ ИЗ СЫРЬЯ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК A23K1/10 

Изобретение относится к производству кормовых добавок из отходов кожевенного производства и может быть использовано для изготовления белкового продукта с высокой питательной ценностью.

Известен способ получения белково-жировой кормовой добавки из измельченных отходов мехового сырья, включающий гидролиз сырья смесью мочевины и гидроксида кальция с последующей сушкой полученной кормовой добавки. Гидролиз ведут при 105-110^oС в течение 1,25-1,75 часа при постоянном помешивании (см. а. с. СССР 1718774, кл. А 23 К 1/10, заявл.9.11.89, опубл. 15.03.92 "Способ получения белково-жировой кормовой добавки").

При обработке в соответствии с данным способом сырье подвергается разварке и сушке с образованием продукта, в котором за счет длительного теплового воздействия снижена усвояемость белка. Следовательно, в результате длительных энергоемких манипуляций получают кормовую добавку с низкой питательной ценностью и высокой себестоимостью. Это и является недостатком данного способа.

Наиболее близким по технической сущности, достигаемому эффекту и выбранным в качестве прототипа является способ производства кормовой добавки из сырья животного происхождения, в качестве которого используют предварительно измельченные мягкие отходы кожи - мездру, краевые участки шкур. Сырье в соответствии со способом подвергают термообработке в червячном прессе, снабженном устройством обогрева, при 180-250^oС и 0,1-50 МПа в течение 0,5-5 мин с одновременным перетиранием в слое толщиной 0,2-30 мм. После термообработки продукт сушат до содержания влаги с маc. долей 8-10% (см. а.с. СССР 1506639, кл. А 23 К 1/10, заявл. 6.04.87, опубл. 27.10.97 "Способ производства кормовой добавки из сырья животного происхождения").

Данная технология позволяет сократить время термообработки сырья, снизив за счет этого себестоимость получаемого продукта и повысив его питательную ценность.

Однако в соответствии с данной технологией сырье подвергается сначала предварительному механическому обезвоживанию, что приводит к потере питательных веществ, присутствующих в сырье в водорастворимой форме, а затем досушиванию после термообработки в червячном прессе, что отрицательно влияет на усвояемость получаемого белкового продукта и приводит к его удорожанию.

Кроме того, данная технология не позволяет утилизовать такой токсичный материал, как отходы хромовых кож, объемы которых составляют значительную часть кожевенных отходов. Эти отходы содержат в пересчете на белок до 65% питательных веществ, в то время как в мясокостной муке (наиболее распространенной кормовой добавке) содержание белка составляет 40%. Хромовые кожи не используются для дальнейшей переработки из-за высокой токсичности соединений хрома, присутствующих в них. При попытке переработки хромовых кожевенных отходов в соответствии со способом - прототипом токсичные соединения хрома остаются конечном продукте, что исключает возможность использования этого продукта как кормовой добавки.

Таким образом, недостатком прототипа является непригодность его для переработки отходов хромовых кож в кормовую добавку.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности переработки отходов хромовых кож в кормовую добавку.

Техническим результатом, получаемым при осуществлении изобретения, является технологически просто выполнимое обеспечение протекания гидролизной реакции, приводящей к переходу соединений хрома в малотоксичную водорастворимую форму, и устранение этих соединений из готового продукта в виде паровой смеси.

Указанная задача решается за счет того, что в известном способе производства кормовой добавки из сырья животного происхождения, предусматривающем его термообработку под давлением с одновременным перетиранием, согласно изобретению обработку сырья ведут путем экструдирования при 100-300^oС и 1-40 МПа в течение 2-160 с, а в качестве сырья используют отходы хромовых кож.

Сырье может дополнительно содержать нитрат и/или нитрит натрия при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Нитрат и/или нитрит натрия - 0,1-3,0
Отходы хромовых кож - Остальное
или нитрат и/или нитрит натрия и продукты растительного происхождения при следующем содержании компонентов, мас.%:
Нитрат и/или нитрит натрия - 0,1-3,0
Продукты растительного происхождения - 1,0-50,0
Отходы хромовых кож - Остальное
Сырье может также дополнительно содержать только продукты растительного происхождения при следующем содержании компонентов, мас.%:
Продукты растительного происхождения - 1,0-99,0
Отходы хромовых кож - Остальное
При этом продукты растительного происхождения могут быть выбраны из группы, включающей зерно, стебли, листья, хвою, водоросли.

Исследования по источникам патентной и научно-технической информации показали, что заявляемый способ не известен и не следует явным образом из изученного уровня техники, т. е. соответствует критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Способ может быть использован на любом специализирующемся в данной отрасли предприятии, т. к. для этого требуются известные компоненты и стандартное оборудование, выпускаемое отечественной и зарубежной промышленностью. Кормовая добавка, получаемая по способу, может быть широко использована в животноводстве. Таким образом, заявляемый способ является промышленно применимым.

Технология экструзии позволяет за счет тепла и давления, создаваемых в процессе прохождения сырья через компрессионные диафрагмы в стволе экструдера, за короткий промежуток времени получить готовый продукт - экструдат. Это полностью обеззараженный (стерильный) однородный рыхлый белковый продукт, белок которого находится в легко усваиваемой форме. При этом тепло, необходимое для осуществления гидролизной реакции, выделяется вследствие интенсивного деформирования сырья и внешнего трения, а не подводится извне как в способе-прототипе.

Численные значения диапазонов температуры, давления и времени выбраны исходя из следующего. Нижние границы диапазонов обеспечивают полноту протекания реакции гидролиза в стволе экструдера, т.к. при неполном гидролизе снижается усвояемость конечного продукта. Верхние границы обеспечивают сохранение полученных при гидролизе питательных веществ, т.к. чрезмерное увеличение температуры, давления, времени обработки влечет за собой их разрушение.

За счет устранения таких операций как предварительное обезвоживание сырья и сушка получаемого продукта удается упростить получение продукта. Продукт получается дешевым из-за экономии средств, которые в случае отказа от переработки токсичных хромовых отходов были бы потрачены на их захоронение.

При этом заявляемый качественно-количественный состав сырья как с добавками, так и без добавок приводит к стремительной гидролизной реакции, обеспечивающей переход нерастворимого в воде гидроксида хрома, содержащегося в хромовых отходах, в водорастворимый триоксид хрома. Образующаяся при гидролизе паровая смесь этого водорастворимого соединения хрома выбрасывается из экструдера в виде пара и улавливается посредством вытяжки.

Введение нитрата и/или нитрита натрия, выступающего в качестве катализатора процесса, интенсифицирует протекание гидролизной реакции.

Введение в состав сырья дополнительно к нитрату и/или нитриту натрия продуктов растительного происхождения позволяет получить кормовую добавку, питательность которой по пепсину, источником которого являются отходы кожи, подобрана в соответствии с кормовыми потребностями конкретного вида животного. При этом совместное экструдирование отходов кожи и растительных продуктов приводит к получению однородного высококачественного продукта.

Использование сырья с добавкой только продуктов растительного происхождения позволяет интенсифицировать гидролизную реакцию за счет повышения трения в стволе экструдера.

Таким образом, совокупность существенных признаков позволяет достичь заявленного технического результата - гидролизной реакции, приводящей к переходу соединений хрома в малотоксичную водорастворимую форму, большая часть которых выбрасывается из готового продукта в виде паровой смеси.

Производство кормовой добавки из отходов хромовых кож осуществляют следующим образом.

Отходы хромовых кож используют в чистом виде или смешивают в смесителе, например лопастном, с добавкой, в качестве которой используют нитрат и/или нитрит натрия и/или продукты растительного происхождения. В качестве таких продуктов могут быть использованы, например, зерновые продукты - гречка, просо, пшеница и т.п.; хвоя, листья и стебли растений в виде сена или зеленой массы, водоросли. Конкретный вид добавки и ее количественный состав определяют в зависимости от назначения производимого корма в соответствии с видом выкармливаемого животного. При этом совместное экструдирование отходов кожи и растительных продуктов позволяет получить однородный стерильный высококачественный продукт.

Перед смешиванием для интенсификации процесса экструдирования отходы хромовых кож могут быть измельчены в измельчителе, например роторном, до размера частиц 1-5 мм. При использовании в качестве отходов стружки хромовых кож, которая уже имеет размер частиц 1-5 мм, измельчение не производят. Из измельчителя сырье поступает по транспортеру в загрузочную воронку экструдера. Продвигаясь в зазоре между стенкой экструдера и каналом рабочего органа экструдера-червяка, сырье сжимается, разогревается и подвергается гидролизу. В результате этого за время продвижения сырья через ствол экструдера получают экструдат и паровую смесь водорастворимых соединений хрома, которые выбрасываются из экструдера и улавливаются посредством вытяжки.

Для определения степени токсичности кормовой добавки, полученной в соответствии с заявленным способом, были проведены эксперименты. Группы контрольных животных (мышей, кроликов и аквариумных рыбок - гуппи) получали в качестве основного рациона в течение фиксированного промежутка времени кормовую добавку, полученную при различных параметрах обработки.

Результаты эксперимента представлены в табл. 1.

В табл. 2 приведены результаты скармливания кормовой добавки в составе комбикорма в количестве 5% взамен мясокостной муки.

Опыты показали, что из токсичного сырья удается получить дешевый высококачественный энергетически ценный белковый продукт.

Изобретение предназначено для использования в кормопроизводстве. Способ производства кормовой добавки из сырья животного происхождения предусматривает обработку сырья - отходов хромовых кож путем экструдирования при 100-300^oС и 1-40 МПа в течение 2-160 с. Сырье может дополнительно содержать нитрат и/или нитрит натрия и продукты растительного происхождения. Способ позволяет получить дешевый высококачественный энергетически ценный полностью обеззараженный однородный белковый продукт. 4 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. Способ производства кормовой добавки из сырья животного происхождения, предусматривающий его термообработку под давлением с одновременным перетиранием, отличающийся тем, что обработку сырья ведут путем экструдирования при 100-300^oС и 1-40 МПа в течение 2-160 с, а в качестве сырья используют отходы хромовых кож. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сырье дополнительно содержит нитрат и/или нитрит натрия при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Нитрат и/или нитрит натрия - 0,1-3,0
Отходы хромовых кож - Остальное
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сырье дополнительно содержит продукты растительного происхождения и нитрат и/или нитрит натрия при следующем содержании компонентов, мас. %:
Нитрат и/или нитрит натрия - 0,1-3,0
Продукты растительного происхождения - 1,0-50,0
Отходы хромовых кож - Остальное
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сырье дополнительно содержит продукты растительного происхождения при следующем содержании компонентов, мас. %:
Продукты растительного происхождения - 1,0-99,0
Отходы хромовых кож - Остальное
5. Способ по пп. 1,3 и 4, отличающийся тем, что продукты растительного происхождения выбраны из группы, включающей зерно, стебли, листья, хвою, водоросли.