СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛНОЖИРОВОГО ЖМЫХА РАСТОРОПШИ Российский патент 2025 года по МПК A23K10/30 

Изобретение относится к области переработки кормового сырья и может быть использовано при производстве экструдированного полножирового жмыха расторопши для животных и птиц.

Молочная продуктивность крупного рогатого скота с каждым годом увеличивается, но при этом остро стоит проблема заболеваемости, продолжительности хозяйственного использования и качества молока в аспекте безопасности для человека. Животные выбывают из-за незаразных заболеваний, которые чаще всего связаны с дегенеративными изменениями в печени - центральном органе метаболизма, от состояния которого зависит обмен веществ, здоровье и продуктивные качества. Основной причиной патологии печени является несоответствие кормления физиологическим требованиям организма животного. Поэтому поиск путей как профилактики патологии печени, так и нормализации ее функций крайне актуален. Одним из вариантов решения проблемы является использование расторопши пятнистой, (Коновалов А. В. и др., Кормление коров с использованием жмыха расторопши, журнал «Ветеринария и кормление», №4-2018, с. 4-6, Интернет-ресурс https://vetkorm.ru/wp-content/uploads/2020/09/2018-4.pdf)

Особенность получения жмыха полножировой расторопши - это проведение переработки зерна расторопши без отбора масла в отличие от получения жмыха, где масло отделяют путем прессования или экструзии с маслосъемной головкой, и в отличие от шрота, где масло отделяют с помощью растворителя.

Масло расторопши является ценным продуктом, содержащим большое количество непредельных жирных кислот, в основном линолевую кислоту (С18:2) 34,8±3,0% и олеиновую кислоту (С18:1) 25,7±3,5%. Масло расторопши нормализует липидный обмен, при введении внутрь повышает содержание общего белка в крови, снижает процессы трансаминирования и уровня мочевины, стимулирует процессы эритропоэза, способствует заживлению повреждений эпителия, язв желудочно-кишечного тракта (В.А. Куркин и др. Жирнокислотный состав масла плодов расторопши пятнистой, культивируемой в Самарской области, журнал «Химия растительного сырья», 2017, №3, с. 101-105).

Таким образом, использование именно полножирового жмыха расторопши в составе кормов позволяет обеспечить полноценное кормление, соответствующее физиологическим требованиям организма животного и птиц.

Однако производители при изготовлении кормов столкнулись с проблемой переработки сухих зерен расторопши пятнистой. Дело в том, что до начала процесса экструдирования необходимо предварительно подготовить сухое зерно, обеспечив такое его состояние, которое не портит части оборудования, сохраняя его долгий ресурс.

Из уровня техники известен способ производства экструдированных продуктов (патент РФ №99283, опубликовано 20.11.2010), принятый за наиболее близкий аналог к предлагаемому решению, заключающийся в том, что расторопшу и вспомогательные вещества, измельченные в дробилке, перемешивают в смесителе и доводят влажность смеси до уровня 14-18%, далее проводят экструзию смеси с жирностью продукта до 50%. При этом экструдирование смеси проводят при температуре более 120°С и давлении в зоне головки экструдера более 50 атм.

После выхода сырья из головки пресс-экструдера в результате резкого спада наружного давления происходит взрыв на клеточном уровне. Пар, возникший при расплаве сырья, испаряется и отсасывается с помощью вытяжки. При этом получается продукт, расстояние между клетками которого равняется порядка 20 нм.

Однако недостатком рассмотренного способа является неустойчивость процесса экструзии при указанной повышенной температуре и давлении, что перегружает мотор экструдера и создает рывки в его работе. В таком случае на объемы исходного сырья, распложенные в разных частях экструдера, воздействуют разные параметры, что после выхода из машины не позволяет получить равномерно экструдированный качественный монопродукт. Также с течением времени части оборудования все больше изнашиваются, что ухудшает функциональность экструдера и приводит к необходимости его ремонта или замены. Все это свидетельствует о недостаточной надежности такого способа производства.

Кроме того, данный способ предполагает наличие такой стадии, как предварительное измельчение зерна расторопши. Только после этого измельченное зерно увлажняют и подают в экструдер для получения жмыха. При этом процесс измельчения требует использования дополнительного оборудования, что усложняет процесс производства.

Технической проблемой настоящего изобретения является создание способа производства полножирового жмыха расторопши, позволяющего получить качественный питательный продукт для полноценного питания животных и птиц, а также расширение линейки имеющихся способов производства в уровне техники.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы оборудования при производстве полножирового жмыха расторопши с обеспечением равномерно протекающих процессов, необходимых для получения готового продукта.

Технический результат достигается при использовании способа производства полножирового жмыха расторопши, заключающегося в том, что предварительно увлажняют зерно расторопши до достижения влажности зерна 13-14%, далее увлажненное зерно расторопши подают в экструдер при температуре 110-120°С и давлении 25-30 атмосфер.

В частном случае, зерно расторопши подают в экструдер, постепенно увеличивая скорости подачи до 19 кг/мин.

В частном случае, до увлажнения зерна расторопши его анализируют на содержание влаги экспресс-методом.

Экспресс-метод производят в соответствии с ГОСТ Р 57059-2016.

Обеспечение влажности зерен расторопши на уровне 13-14% до начала процесса экструдирования позволяет получить такое распределение влаги в объеме зерна, что его возможно сразу использовать для процесса экструдирования, минуя предварительный процесс измельчения. В таком случае в процессе экструзии исключается неравномерное трение сухого зерна о части оборудования, а сам процесс протекает равномерно без скачков давления и температуры.

Проведение экструдирования предварительно увлажненного зерна расторопши при температуре 110-120°С и давлении 25-30 атмосфер также обеспечивает равномерное протекание процесса без рывков в работе оборудования, которые могут вывести его из строя. Данные значения температуры и давления были получены опытным путем.

При увеличении давления свыше 30 атмосфер и повышении температуры свыше 120°С наблюдались рывки и толчки в работе оборудования, связанные с неравномерно происходящими взрывами зерен расторопши в экструдере, что приводило к быстрому изнашиванию его частей.

При уменьшении давления ниже 25 атмосфер и снижении температуры ниже 110°С экструдирование увлажненных зерен расторопши занимало больше времени для получения однородной массы жмыха расторопши, что также приводило к большему трению о части оборудования с их более быстрым изнашиванием.

Таким образом, диапазон по давлению 25-30 атмосфер и диапазон температур 110-120°С при работе экструдера выбраны как наиболее оптимальные и позволяющие в итоге обеспечить долгий срок службы оборудования, а также получить однородную массу полножирового жмыха расторопши, которая, благодаря наличию масла расторопши, привносит в кормовые смеси для животных и птиц необходимые витамины и питательные вещества.

Постепенное увеличение скорости подачи до 19 кг/мин увлажненных зерен расторопши в экструдер также дополнительно способствует постепенному выходу экструдера на рабочий режим с обеспечением равномерности, плавности и контролируемости процесса переработки зерна без рывков и толчков.

Более подробно заявляемый способ производства полножирового жмыха расторопши реализуют следующим образом.

Сухое зерно расторопши анализируют на содержание общей влаги с помощью экспресс-влагомера (в среднем он составляет 5-8%).

Далее в зерна расторопши добавляют воду в соотношении 10% от массы зерен расторопши. Зерно расторопши порциями по 100 кг перемешивают с водой и расфасовывают в биг-беги.

Далее выдерживают увлажненное зерно не менее 12 часов и проверяют его влажность с помощью экспресс-влагомера. Достижение влажности зерна расторопши 13-14% считают удовлетворительным, после чего зерно отправляют на последующую переработку.

12-часовое выдерживание увлажненного зерна позволяет влаге равномерно распределиться по всему объему сухих зерен, обеспечивая податливость его волокон для переработки.

Увлажненное зерно из бункера-накопителя через транспортер, оборудованный сеткой 10 мм и магнитным уловителем, подают в экструдер, постепенно увеличивая скорость подачи. При подаче 19 кг/мин выходят на рабочий режим.

При этом устанавливают температурный режим экструдера 110-120°С и поддерживают давление 25-30 атм. Контроль тока осуществляют на уровне 99-105 А.

В итоге, получают однородный продукт, обладающий необходимыми гранулометрическими и органолептическими свойствами для ввода в комбинированные кормовые смеси для сельскохозяйственных животных и птиц.

Пример 1

С помощью производственного оборудования был получен экструдированный полножировой жмых расторопши необходимой однородной структуры, приемлемый для добавления в корм для коров.

Опыт проводили в течение 5 месяцев на базе ООО «Сельцо» Волосовского района Ленинградской области на молочном стаде из 600 коров голштинской породы. Содержание коров в коровнике привязное.

Кормление осуществлялось общесмешанным рационом (ОСР), доение 3 раза в день. За 30 дней до предполагаемой даты отела 20 стельных коров более чем с 1 отелом и баллом упитанности 3,4-3,6 были случайным образом распределены в контрольную (10 коров) и опытную (10 коров) группы.

За 21 день до ожидаемой даты отела и до 21 дня после отела коровы в опытной группе получали основной рацион с добавлением корма с полножировым жмыхом расторопши, полученным заявляемым способом, в количестве 250 г на 1 голову в день, животные в контрольной группе - только основной рацион. Корм давали вволю, без ограничений. Адаптация к послеродовой диете произошла в течение 7 дней до ожидаемой даты отела.

Контроль молочной продуктивности осуществлялся методом контрольных доений с отбором образцов молока на исследование молочного жира и белка. Образцы крови отбирали утром до кормления с 16 по 24 день лактации. Плазму получали центрифугированием при 3000 об/мин в течение 15 мин при 10°С и замораживали при -20°С до проведения анализа.

Оцениваемые параметры плазмы анализировали в Испытательном центре ФГБУ «Ленинградская МВЛ»: общий белок, альбумин, амилаза, кальций, фосфор, резервная щелочность, АЛТ, АСТ, общий билирубин.

Показатели динамики в группах свидетельствуют о большем удое и лучшей устойчивости лактации в опытной группе, которая получала корм с полножировым жмыхом, по сравнению с контрольной группой. Так, в среднем в сутки за учетный период коровы в опытной группе давали молока 39,73±0,98 кг, что на 4,9±0,85 кг молока больше (Р<0,01), чем в контрольной группе (34,82±0,78 кг) (Таблица 1).

Таблица 1 - Динамика среднесуточных удоев подопытных животных по результатам контрольных доек, кг

Группа Месяц 1й месяц 2й месяц 3й месяц 4й месяц 5й месяц Опытная 40,56±1,67 42,56±1,30 42,22±2,06 37,33±1,88 37,44±1,94 Контрольная 38,40±2,82 35,40±2,05 34,50±2,2 32,40±1,02 32,40±2,43

Также выявлены достоверно более низкие значения билирубина крови в опытной группе (1,51±0,31 мкмоль/л) сравнении с контрольной группой (2,13±0,31 мкмоль/л; Р<0,05), и достоверно более высокие значения уровня альбумина в опытной группе (37,39±0,89 г/л) в сравнении с контрольной группой (34,69±0,75 г/л; Р<0,01), что свидетельствует о лучшем функционировании печени, и косвенно, о лучшей устойчивости гомеостаза в начале лактации в опытной группе (Таблица 2).

Достоверно более высокий (в пределах физиологической нормы) уровень амилазы в опытной группе коров (35,64±2,61 МЕ/л) может свидетельствовать о более активной панкреатической функции у них в сравнении с контрольной (27,46±2,29 МЕ/л; Р<0,01)

Таблица 2 - Биохимические показатели крови животных в группах в первые 18-24 дня лактации

Показатель Норма Группа Контрольная группа Опытная группа Общий белок крови, г/л 72-86 72,74±1,62 67,01±1,55* Кальций ммоль/л 2,5-3,13 2,29±0,03 2,37±0,02* Фосфор, ммоль/л 1,45-1,94 2,00±0,03 1,90±0,08 Резервная щелочность, об% СО₂ 46-66 57,00±0,98 52,6±1,00** Общий билирубин, мкмоль/л 0,2-5,1 2,13±0,31 1,51±0,31* АЛТ, МЕ/л 6,9-35,3 19,68±2,22 17,78±1,07 АСТ, МЕ/л 45-110 68,63±5,40 74,98±4,76 Альбумин, г/л 27,5-39,4 34,69±0,75 37,39±0,89** Амилаза, МЕ/л до 98,3 27,46±2,29 35,64±2,61** *Р<0,05; **Р<0,01

Таким образом, введение в кормовые смеси полножирового жмыха расторопши, полученного заявляемым способом, позволяет увеличить удои молока, а также необходимым образом поддерживает здоровье животных. При этом производственное оборудование, за счет подобранных режимов его работы, позволяет получать качественный питательный продукт без сбоев в течение длительного срока эксплуатации.

Изобретение относится к области переработки кормового сырья и может быть использовано при производстве экструдированного полножирнового жмыха расторопши для сельскохозяйственных животных и птиц. Способ характеризуется тем, что зерно расторопши предварительно увлажняют и выдерживают не менее 12 часов до достижения влажности зерна 13-14%. Увлажненное зерно расторопши подают в экструдер при температуре 110-120 °С и давлении 25-30 атмосфер, постепенно увеличивая скорость подачи зерна до 19 кг/мин. Использование изобретения позволит повысить надежность работы оборудования при производстве полножирового жмыха расторопши с обеспечением равномерно протекающих процессов, необходимых для получения готового продукта. 1 пр., 2 табл.

Способ производства полножирового жмыха расторопши, характеризующийся тем, что зерно расторопши предварительно увлажняют и выдерживают не менее 12 часов до достижения влажности зерна 13-14%, затем увлажненное зерно расторопши подают в экструдер при температуре 110-120 °С и давлении 25-30 атмосфер, постепенно увеличивая скорость подачи зерна до 19 кг/мин.