Способ получения кормовой добавки для жвачных животных Советский патент 1986 года по МПК A23K1/22 

Изобретение относится к молочной иромыишенности и может быть использовано при производстве кормовых добавок .

Цель изобретения - сокращение про- должительности процесса, улучшение качества продукта и снижение энергозатрат .

Сущность изобретения заключается в том, что лактозусодержащие. вторич- ные продукты молочной промышленности подвергают молочнокислому брожению до достижения активной кислотности 3,7 - 4,3 рН, смешивают с заданными количествами кислоты и мочевины., cry- щают до массовой доли сухих веществ 40 - 80 % или процесс ведут без сгущения, нагревают до 60 - , выдерживают смесь при этой температуре в течение 1 - 4 ч, после чего ее охлаж- дают до 30 - , вносят затравку в виде сернокислого натрия в количестве, обеспечивающем соотношение серы и небелкового азота 1 : 10 - 15 вес.ч,, а затем нейтрализуют до pFl 2,5 - 7,0„ На 1 ч. лактозы берут 0,15 - 0,5 ч. мочевины, в качестве кислот используют фосфорную, серную или молочную в количестве, обеспечивающем активную кислотность среды 1,5 - 4,0 рН, а сернокислый натрий вносят в виде порошка или суспензии, Кормовую добавку получают в жид-ком, или сгущенном, или сухом виде,

Б результате предварительного молочнокислого брожения кислотность сыворотки повьш1ается до 3,7 - 4,3 рН что приводит к снижению расхода минеральных кислот, а также к ускорени взаимодействия лактозы и мочевины благодаря сочетанию минеральной кислоты и молочной, образующейся при брожении.

Предлагаемые величины активной кислотности при проведении молочнокислого брожения выбраны с таким расчетом, чтобы при достаточном накоплении молочной кислоты снюкение содержания лактозы было минимальным, так как последняя необходима для образования лактозилмочевины. Экспериментальным путем определен диапазон значений активной кислотности (3,7 - 4,3 рН) или титруемой (160 ± 10 - 80 t 5°Т) 1°Т соответствует содержанию в 100 МП сырья 0,009 г молочной кислоты, образующейся в продессе бржения из лактозы. Так как молскуляр- Н1,Й вес лактозы составляет 342,3, а

5

0

0

молочной кислоты 90, то увеличение 1СИСЛОТНОСТИ только на 10 приводит к сяйжению содержания лактозы в 100 14Л сырья на 0,086 г, в связи с чем проведение молочнокислого брожения при значении рН ниже 3,7 нежелательно. Значение рН 4,3 является мак- симапьным для минимального накопления молочной кислоты. При таком значении рН, которое соответствует 66, кондентрация молочной кислоты составляет 0,6 %, повышение значения рН на 0,1 единицы приводит к увеличению расхода минера льной кислоты более чем на 20 %г поэтому использование сыворотки с рН 4,4 нецелесообразно.

Продолзкительность вьщерживания смеси установлена таким образом, чтобы достичь наиболее полного соедине- ния лактозы с мочевиной, Пр.и предельных значениях продолжительности 1 и 4 ч. превращение лактозы в лактозил- мочевину достигает 50 - 80 %. Выдерживание смеси в течение 0,5 ч позволяет превратить только 10 - 15 % лактозы, увеличение продолжительности выдерживания более 4 ч. положительного Э ффекта не дает, так как связывание лактозы остается неизменным.

Внесение кристаллизующих веществ перед нейтрализацией в среду с опти- м-альны ; значением кислотности ускоряет образование лактозилмочевины, сокращая тем самым продолжительность выдерживания смеси. Сокращение продол- лштельности вьщерживания смеси позволяет в 3,7 раза снизить энергозатраты ,

Введение мочевины перед упариванием не только повышает массовую долю сухих веществ смеси, но и предотвращает загустевание массы, облегчая выгрузку ее из аппарата. Упаренная масса даже при массовой доле сухих веществ свьш1е 50 % в нагретом состоянии обладает текучестью из-за свойств мочевины частично расщеплять белковую молекулу и как следствие устранения гелеобразования.

Применение в качестве кристаллизующих веществ серусодержащих солей существенно влияет на повьшюние качества готового продукта, поскольку способствуют введению в его состав серы - элемента, наличие которого в составе корма обеспечивает повышение эффективности использования азота микроорганизмами желудка жвачных животных.

312

Оптимальное соотношение серы и азота мочевины равно 1:15.

Предлагаемые соотношения серы и азота мочевины, примерно равные 1:10- 15, являются благоприятными для ус- воения азота. Снижение соотношения до 1:20 положительного эффекта не дает из-за низкой дозировки серусо- держапшх веществ, а увеличение до 1:5 ухудшает качество продукта из-за их высокого содержания, действующего как слабительное.

В качестве серусодержащих солей используют сернокислый натрий (безводный и десятиводный), недорогое и нетоксичное вещество. В сельском хозяйстве сернокислый натрий в.дозах 15 - 50 г на голову для крупного ро- .гатого скота или 3 - 10 г для мелкого рогатого скота используется как вещество, повышающее аппетит, в больших дозах - как слабительное. Кроме того, предлагаемые количества сернокислого натрия, превосходящие количества затравки по известном спосо- бу, ускоряют образование лактозилмо- чевины и тем самым способствуют сокращению продолжительности выдерживания массы. Улучшается также качество кормовой добавки вследствие соответствия массы сернокислого натрия в су точной дозе кормления дозировке, рекомендованной для повьшгения аппетита. Принятые режимы позволяют снизить в полученном продукте содержание свободных Сахаров и мочевины (см.табл.1) из-за большего образования лактозил- мочевины, что обеспечивает повьшение эффективности использования небелкового азота.

Пример 1. В 100 кг подсырной сыворотки с рН 6,1 (20), плотностью 1,023 10 кг/м, с массой сухих веществ 6 кг (в том числе 4,5 кг лактозы) вносят бактериальную, закваску и вьщерживают при до рН 4,3 () Масса лактозы после брожения снижает.- ся на 0,5 кг и составляет 4 кг. В полученную кислую сыворотку при постоянном перемешивании вносят 0,24 кг 94,7 %-ной серной кислоты, после чего рН среды снижается до 3,5. Затем сыворотку нагревают до и вносят 1,2 кг мочевины. Смесь перемешивают до полного растворения мочевины, при этом массовая доля сухих веществ увеличивается до 7,3%. Обогащенную мочевиной сыворотку сгущают до массовой доли сухих веществ 62 %. Полученная

г

j ю

(j 20 2535

40 55055 30

564

масса отличается текучестью, ее легко сливают из вакуум-аппарата в емкость с паровой рубашкой, где при 60-65°С выдерживают в течение 4 ч, затем охлаждают до 30 С и при перемешивании вносят 0,37 кг натрия сернокисо юго десятиводного ( 10 Hj О) , что соответствует соотношению серы и азота 1:15. Сернокислый натрий вводят в виде суспензии. С этой целью к нему добавляют 2 кг сгущенной массы с температурой 50°С, получая при перемешивании однородную смесь.

Сгущенную массу после внесения сернокислого натрия охлаждают до 20 С, нейтрализуют до рИ 4,5 1 кг 40%-ного раствора едкого натра, получая готовый продукт в виде пасты с массовой долей сухих веществ 60 %.

Содержание в продукте связанной с мочевиной лактозы составляет 55 %.

И р и м е р 2. Процесс осуществляют аналогично примеру 1 за исключением того, что в качестве лактозусодер- жащего сырья используют творожную сыворотку плотностью 1,022 10 кг/м , с массовой долей сухих веществ 5,2 % (5,2 кг,в том числе 3,9 кг лактозы)и рН 4,3 (85°Т),которую сбраживают до рН 3,7,после чего масса лактозы снижается до 3,25 кг.Подкисляют кислую сьг- воротку до рН 2,52,2 кг 40%-ной фосфорной кислоты, вводят 1,625 кг мочевины. При этом массовая доля сухих веществ увеличивается до 7,44%. Обогащенную мочевиной сыворотку при 65- 70°С выдерживают в течение 1 ч, охлаждают до 40°С и вводят 0,276 кг безводного сернокислого натрия (), в виде порошка, что соответствует соотношению серы и азота 1:12. После охлаждения массы до 20°С ее нейтрализуют до рН 5,0 2,9 кг 40 %-ного раствора едкого натра и получают го- . товый продукт - жидкий, с массовой долей сухих веществ 8,5 %.

Содержание связанной с мочевиной лактозы 65 %.

П р и м е р 3 . Процесс осуществляют аналогично примеру 2 за исключением того,что выдерживание обогащенной сыворотки проводят в течение 0,5 ч.

Готовый продукт отличается низким содержанием лактозилмочевины, так как содержание лактозы, связанной с мочевиной, составляет 14 %.

П р и м е р 4. Процесс осуществляют аналогично примеру 2 за исключением того, что смесь выдерживают 5 ч.

Содсржаяне лактозы, связанной с мочевиной, составляет 66 % (увеличение по сравнению с примером 1 лишь на 1%). Процесс энергоемкий.

Пример 5, Процесс осуществляют аналогично примеру 2 за исключением того, что сыворотку сбраживают до рН 3,5 (190), в результате чего масса лактозы снижается до 2,35 кг,а расход компонентов составляет, кг: фосфорная кислота 1,95; мочевина 1,18; Na,, 80 0,2,

В полученном продукте содержание лактозь:, связанной с мочевиной, та- кое же как и по гфимеру 2. Однако сбраживать сыворотку до рН 3,5 нецелесообразно из-за значительного снижения лактозы (на 27,6 %).

Пример 6. Процесс осущест- вляют аналогично примеру 2 за исключением того, что не используют минеральную кислоту, увеличивая выдержку смеси до 3 ч, после чего ее нейтрализуют гидроокисью кальция, при- меняемой в виде суспензии, и получают готовьш продукт, содержащий 50 % лактозы, связанной с мочевиной.

Пример 7. 100 кг творожной сыворотки плотностью 1,023-10 кг/м с массовой долей сухих веществ 6 % (6 кг, в том числе 4,6 кг лактозы) и рН 4,5 (60°Т) выдерживают при до рН 4,3 (80°Т), при этом масса лактозы составляет 4,45 кг. Затем сыворотку подкисляют до рН 2,0 0,545 кг серной кислоты (94,7 %-ная, плотностью 1,83340 кг/м ), вносят 0,67 кг мочевины и при нагревании перемешивают до полного ее растворения. Массовая доля сухих веществ увеличивается до 7,1 %, Обогащенную мочевиной сыворотку сгущают до массово доли сухих веществ 40 %, сливают из вакуум-аппарата, выдерживают при 70° в течение 2 ч, охлаждают до 30°С, вносят в виде порошка 160 г , что соответствует соотношению серы и небелкового азота 1:10, после охлаждения до 18°С нейтрализуют до рН 7,0 0,75 кг углекислого аммония и обез- воживают на распылительной сушилке Ниро Атомайзер при температуре воздуха на входе 130 - 140 С и выходе 75 - . Готовый продукт - светло- кремовый крупинчатый порошок без за- паха, слегка гигроскопичный.

Содержание связанной с мочевиной лактозы 70 %.

Пример 8, В резервуаре с мешалкой смешивают 3000 кг подсырнсй соленой сыворотки с рН 6,0 (18°Т) и 1900 кг сыворотки с рН 3,6 (190°Т), Получают 4900 кг смеси с рН 4,0 (85°Т), плотностью 1,02310 кг/м , с массовой долей сухих веществ 6,4 % (314 кг, в том числе 203 кг лактозы и 19,6 кг хлористого натрия). При постоянном перемешивании в смесь вносят 5 кг фосфорной кислоты массовой долей 40 %,плотностью 1,254-10 кг/м , добиваясь с:1Ш ения кислотности сыворотки до рН 3,8, Затем в реактор закачивают 200 л подкисленной сыворотки, вносят 88 кг мочевины и при нагревании до и перемешивании растворяют ее, после чего полученный раствор возвращают в резервуар, смешивают его с находящейся там сывороткой и подают на сгущение, Массовая доля сухих веществ сыворотки перед упариванием составляет 8,1 %, Сгущение осуществляют до массовой доли сухих веществ 41 . Полученную массу подают в ванну-кристаллизатор, где выдерживают при в течение 2 ч, охлаждают до 40°С, при постоянном перемешивании вносят 37 кг Na SO 10 , что соответствует соотношению серы к небелкового азота 1:11, После охлаждения 20°С, массу нейтрализуют до рН 4,5 8,5 кг. 40 %-ного раствора едкого натра и получают сиропообразный, без запаха продукт с массовой долей сухих веществ 40 %, в котором 60 % лактозы находится в связанном состоянии.

Пример 9. Процесс осуществляют аналогично примеру 8 за исключением того, что в качестве лактозусо- держащего сырья используют 100 кг ультрафильтрата творожной сыворотки плотностью 1,022-10 кг/м , с массовой долей сухих-веществ 4,7 % (4,7кг, в том числе 4 кг лактозы) и рН 4,7 (60°Т), которую выдерживают при 40°С до рН 4,3 (85°Т), в результате чего масса лактозы снижается до 3,7 кг. Подкисление ведут до рН 4,0 0,25 кг фосфорной кислоты, вносят 1,1 кг мочевины, увеличивая массу сухих веществ до 5,8 7„, а после сгущения и вьгдерл;ивания вносят 0,25 кг МЛз 50, 10 Н,;0, что соответствует соотношению серы и небелкового азота 1:20. Нейтрализуют массу до pFl 4,3 смесью едкого натра и диаммоннйфосфата и

получают готовый продукт с массовой долей сухих веществ 40 %.

Снижение количества вносимого сернокислого натрия позволило перевести в связанное состояние только 15 % лактозы, что ухудшает качество готового продукта из-за высокого содержаНИН свободных лактозы и мочевины.

Пример 10. Процесс осуществляют аналогично примеру 9 за исклю- чением того, что вводят 104 г

10

(соотношение серы и небелкового азота 1:5).

В готовом продукте содержится 72% лактозы, связанной с мочевиной. Однако высокое содержание в продукте сернокислого натрия приводит к растрой- ству желудочно-кишечного тракта животного.

Пример 11. Процесс осущест- вляют аналогично примеру 1 за исключением того, что в качестве лактозу- содержащего сырья используют мелассу с массовой долей сухих веществ 21 %

(21,0 кг, в том числе 17 кг лактозы) 25 .ченных по известному и предлагаемо- и рН 5,3 (155°), которую при 4ГС му способам, приведены в таблице.

Основные физико-химические показатели качества кормовой добавки (% к продукту)

Массовая доля воды

Массовая доля свободной мочевины

Массовая доля свободных Сахаров

Массовая доля лак- то зилмочевины или гликозилмочевины

Массовая доля азотистых веществ в 60 %-ной пасте

Плотность, 103 кг/м

В виде кристаллов.

выдерживают до рН 4,3 (280°Т), после чего масса лактозы составляет 15,92к Подкисление до рН 2,0 ведут 1,7 кг 98 %-ной серной кислоты, затем внося 8 кг мочевины, массовая доля сухих веществ при этом увеличивается до 27,9 %. Обогащенную мочевиной мелассу сгущают до массовой доли сухих веществ 80 %. Текучую при 60°С массу легко выгружают из вакуум-аппарата в емкость, где при 70°С выдерживают 2ч и по охлаждении до 40°С вносят 3,76 кг Naj50 10 , что соответствует Соотношению серы и азота 1:10. Смесь тщательно перемешивают и получают готовый продукт, представляющий пастообразную, подобно меду, массу с рН 2,75 и массовой долей сухих веществ 77 %. Содержание в продукте связанной с мочевиной лактозы составляет 77 %.

Основные физико-химические показатели качества кормовых добавок, полу30 - 60

2,5 - 5,3

16 - 23

5 - 20

12 - 24

40

41

1,2-- 1,4

1,2 - 1,4

9123715610

Применение предлагаемого способа лями, снизить трудо-и энергозатраты, позволяет перевести вторичное молоч- связанные с выдерживанием смеси, вы- ное сырье из лактозусодержащего в про- грузкой сгущенной массы, исключить теиновую кормовую добавку, обладающую использование дорогих и дефицитных высокими органолептическими показате- § веществ,