Активирование отходов зернового производства как способ повышения их биологической и питательной ценности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

АКТИВИРОВАНИЕ ОТХОДОВ ЗЕРНОВОГО ПРОИЗВОДСТВА КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИХ БИОЛОГИЧЕСКОЙ И ПИТАТЕЛЬНОЙ ЦЕННОСТИ

05.18.01--технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

Алексеева Зинаида Николаевна

Красноярск--2011

1. Общая характеристика работы

Актуальность настоящей работы заключается в разработке нового кормового средства, получаемого из отходов зернового производства (пшеничные отруби, зерноотходы) по особой технологии. Разработанные корма названы активированными, поскольку способны активно взаимодействовать с гидролитическими ферментами желудочно-кишечного тракта животных за счет увеличения площади контакта «субстрат - фермент» кормовых частиц малых размеров. В промышленном кормопроизводстве кормовые частицы имеют размеры 600-900 мкм, тогда как величина растительных клеток составляет 20-50 мкм, поэтому при крупном помоле опорные структуры клетчатки недостаточно разрушаются, что препятствует доступу пищеварительных ферментов желудочно-кишечного тракта животных к основным питательным веществам (Carre B., 2004; Carre B. et al., 2007; Тester R.F. et al., 2004; Hetland H. et al. 2004).

Над вопросами разрушения опорных структур клетчатки работают многие исследователи. Предлагаются физические, механические, химические, микробиологические способы ее разрушения. В настоящее время лучшими признаны экструзия и экспандирование зерна, при которых происходит разрыв клеточных стенок и высвобождение питательных веществ корма (Парфенов В., 2002; Бойко Л. и др., 2002). Однако отруби и зерноотходы в силу особенностей их строения указанными способами не разрушить. Запасы белка зерновых культур содержатся в их оболочке, в так называемом алейроновом слое, отсекаемом с отрубями (Кретович В.Л., 1958; Александров В.Г., 1966). В настоящей работе использована идея деструкции клетчатки механическим путем, за счет тонкого помола (Скрябин В.А. и др., 2002; Сивильгаев А.В., 2003).

Переработка отходов зернового производства путем тонкого помола сырья с дальнейшей его грануляцией позволит, с одной стороны изменить принципиальный подход к подготовке и использованию кормов в рационах сельскохозяйственной птицы и моногастричных животных; с другой - способствует решению проблемы рационального использования отходов зернового производства.

Предлагаемая к рассмотрению разработка может быть использована в комбикормовой промышленности, где технические отруби составляют 10-15 % от общего объема зернового сырья, а также в фермерских хозяйствах и малых предприятиях, занятых производством мяса птицы и свинины.

Цель и задачи исследований. Цель работы заключается в разработке технологии переработки отходов зернового сырья в активированный корм и оценке возможности использования его в животноводстве и птицеводстве.

Для этого представлялось необходимым решить следующие задачи:

1. Определить питательную ценность и химический состав частиц активированного корма в зависимости от их размера.

2. Оценить влияние тонины помола на протеолитическую активность кормовых частиц.

3. Определить переваримость питательных веществ кормовых частиц в зависимости от их размера у разных видов сельскохозяйственной птицы и установить нормы замены зерновой части активированными кормами в рационах сельскохозяйственной птицы.

4. Сравнить степень влияния тонины помола зернового сырья и ферментных препаратов на переваримость питательных веществ активированного корма.

5. Разработать технологию переработки отходов зернового сырья и дать экономическую оценку производства активированного корма. Выявить значение модельных параметров степени открытия заслонки и частоты вращения шнека, обеспечивающие выбор эффективных режимов производства активированного корма из пшеничных отрубей и зерноотходов.

6. Увеличить биологическую ценность активированного корма за счет введения в состав натуральных органических добавок, содержащих биологически активные вещества и серебряного нанобиокомпозита.

7. Определить возможность замены зерновой части рационов сельскохозяйственной птицы и поросят-отъемышей активированными кормами и оценить их влияние на морфологические показатели крови и качество мяса.

8. Дать экономическую оценку использования активированных кормов в птицеводстве и свиноводстве.

Научная новизна работы.

Доказана целесообразность деструкции кормовых частиц зернового сырья с повышенным содержанием сырой клетчатки до размеров 200 мкм, составляющих свыше 70 % от размолотой биомассы, что способствует разрушению опорных структур клетчатки и высвобождению питательных веществ корма.

Изучены питательная ценность, химический состав и протеолитические свойства частиц активированного корма в зависимости от их размера.

Определена переваримость питательных веществ кормовых частиц в зависимости от их размера у разных видов сельскохозяйственной птицы.

Доказана возможность исключения использования ферментных препаратов при выращивании сельскохозяйственной птицы на активированных кормах

Выявлены ингредиенты, способствующие повышению биологической ценности активированных кормов (мука зародышей ржи, личинок синантропных мух, серебряный нанобиокомпозит).

Разработана теоретическая модель технологических процессов производства активированного корма из отходов зернового сырья.

Оценена возможность замены зерновой части рационов для разных видов сельскохозяйственных животных активированными кормами.

Практическая значимость работы.

Разработана технология переработки отходов зернового производства для получения активированного корма, подтвержденная патентом «Способ производства активированных кормов» № 2376864 от 27.12.2009 г.

Обобщенные результаты исследований представлены в монографии «Активированные корма из отходов зернового производства» (2009).

Получен патент «Биологически активная кормовая добавка» № 2402918 от 10.11.2010 г

Разработаны рекомендации полной замены дорогостоящего зерна активированным кормом в рационах сельскохозяйственной птицы и поросят-отъемышей, подтвержденные актами производственных проверок.

Доказана экономическая целесообразность производства активированного корма и его использования в кормлении сельскохозяйственных животных

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Питательная ценность, химический состав и протеолитическая активность кормовых частиц в зависимости от их размера.

2. Переваримость питательных веществ кормовых частиц, в зависимости от их размера у разных видов сельскохозяйственной птицы и нормы замены зерновой части активированным кормом в рационах сельскохозяйственной птицы.

3. Влияние тонины помола зернового сырья и ферментных препаратов на переваримость активированного корма.

4. Технологические принципы переработки зернового сырья для получения активированных кормов и экономичность их производства.

5. Повышение биологической ценности активированного корма за счет введения в состав муки зародышей ржи, личинок синантропных мух и серебряного нанобиокомпозита

6. Эффективность использования активированных кормов в птицеводстве и свиноводстве

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на заседаниях ученого совета Биолого-технологического факультета Новосибирского государственного аграрного университета в 2003-2009 гг., на координационных совещаниях по проблемам птицеводства во ВНИТИП (г. Сергиев Посад Московской области, 2003-2007 гг.); на IV украинской конференции по птицеводству с международным участием (г. Алушта, 2003 г.); на конференции по птицеводству (Зеленоград, Московская область, 2003 г.); на межрегиональной научно-практической конференции аграрных вузов Сибири (Новосибирск, 2005 г.); на Международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию УГАВМ «Технологические проблемы производства продукции животноводства и растениеводства (Троицк, 2005 г.); на II международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию зооинженерного факультета Новосибирского государственного аграрного университета (Новосибирск, 2006 г.); на Международной научно-практической конференции «Проблемы развития животноводства в новых экономических условиях», посвященной 85-летию К.Д. Миронова (ФГОУ ВПО БГСА, г. Улан-Уде 2006); на Международной научно-практической конференции «Аграрная наука -- сельскому хозяйству» (г. Барнаул, 2007 г.); на Международной научно-производственной конференции «Роль молодых ученых в реализации национального проекта «Развитие АПК» (Москва, 2007 г.); на Сибирской межрегиональной научно-практической конференции (Новосибирск, 2008 г.); на семинаре «Инновационные технологии в птицеводстве» (Новосибирск, 2008 г.); на I сибирской межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы адаптации сельскохозяйственных животных Сибири» (Новосибирск, июнь 2009 г.), на региональной научно-практической конференции «Химия и жизнь» (Новосибирск, 2009), на VI Международной научно-практической конференции «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Барнаул, 3-4 февраля 2011 г.)

Публикация результатов исследований. Основные положения диссертации опубликованы в 32 работах, в том числе в трех монографиях и 13 в журналах, рекомендованных ВАК для докторских диссертаций. Получены 2 патента.

2. Материал и методы исследований

Научно-исследовательская работа проведена на базе учебно-научного центра «Птицевод» ФГОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет», ФГУП учебно-опытного хозяйства «Тулинское» НГАУ, ЗАО птицефабрика «Алмаз», ООО птицефабрика «Бердская» Искитимского района Новосибирской области, ОАО НПХ «Краснозёрское» Краснозёрского района Новосибирской области, мелькомбинат №1 г.Новосибирска, Сибирского филиала государственного научного учреждения Всероссийского научно-исследовательского института зерна и продуктов его переработки. Работа выполнялась в период с 1998 по 2010 гг. согласно государственной программы № 01200958378 «Разработать активированные корма из отходов зернового производства для использования в животноводстве и птицеводстве».

Активированные корма, получаемые из разного растительного сырья, имеют разные названия. Из пшеничных отрубей - активированная высокобелковая добавка (АВД), из зерноотходов - активированный высокоферментативный корм (АВК). Основные направления исследований отражены на рисунке 1.

В структурной схеме исследований представлены 3 подсистемы. Подсистема 1 предполагает изучение и анализ исходной информации о содержании питательных веществ в отходах зернового производства и причины, ограничивающие их использование в животноводстве. На этом этапе рассматриваются методы переработки зернового сырья, способствующие увеличению их питательной ценности, разрабатываются методики исследований и планирования эксперимента.

Подсистема 2 - проведение экспериментов, статистической обработки экспериментальных данных и получение математических моделей, характеризующих активированный корм в зависимости от тонины помола зернового сырья: по фракционной структуре, питательной ценности, химическому составу, протеолитической активности и переваримости питательных веществ.

Рис. 1 Структурная схема исследований

Для определения свойств активированного субстрата, полученного после размола на мельнице, муку просеивали через систему решет разного диаметра, что позволило разделить общую массу на пять фракций: с размерами частиц до 200-300-400-500-600 мкм и установить их соотношение при разных способах помола. Работа выполнялась на базе лаборатории анализов Новосибирского мелькомбината № 1 и Сибирского филиала государственного научного учреждения Всероссийского научно-исследовательского института зерна и продуктов его переработки. Полученные фракции оценивали по питательности и химическому составу. Оценка проводилась в лаборатории качества кормов и продуктов животноводства ФГОУ ВПО НГАУ и в Новосибирской областной ветеринарной лаборатории. Использовано 416 образцов.

Протеолитическую активность активированного корма и его фракций определяли в научно-исследовательском институте молекулярной биологии, ГНЦ вирусологии и биотехнологии «Вектор» Минздрава РФ.

В исходном сырье и активированных фракциях определяли активность протеолитических ферментов, в том числе гемоглобинолитическую, казеинолитическую, а также активность расщепления экстрагируемых из разных фракций корма белков (активность автолиза) и гидролиза N-а-бензоил-L-аргинин-n-нитроанилида.

Переваримость активированных кормов в зависимости от размера кормовых частиц оценивали у разных видов сельскохозяйственной птицы: цыплят-бройлеров, мускусных и пекинских утят согласно методическим рекомендациям ВНИИТИП (2000) по постановке балансовых опытов. Общее количество поголовья составило 372 головы.

Технологию переработки отходов зернового производства отрабатывали в лаборатории новых кормовых средств, созданной на базе учебно-научного центра «Птицевод» НГАУ. Для этого использовали мельницу марки МП-250, гранулятор ПШГ-250, смонтированные через систему бункера-накопителя и шнеков. При оценке получаемых гранул критериями служили их прочность, влажность, температура прессуемой массы на выходе из матрицы.

Экономичность производства 1 т активированного корма оценивали расчетным путем, исходя из затрат на сырье, электроэнергию, оплату труда.

Активированные корма обогащали за счет введения в их состав муки личинок синантропных мух и муки зародышей ржи из расчета 2,5 г на 97,5 г корма. Личинки получены из лаборатории разведения синантропных мух БТФ НГАУ, зародыши ржи -- из Сибирского филиала государственного научного учреждения Всероссийского научно-исследовательского института зерна и продуктов его переработки. Эффективность действия улучшенной формы активированного корма оценивали на мускусных утятах, добавляя указанные ингредиенты в состав АВК.

Серебряный нанокомпозит на чистом цеолитовом носителе вводили в рацион с АВК в дозах 1 и 3%. Указанное средство использовали в опытах при выращивании мускусных утят с целью определения воздействия его на жизнеспособность и продуктивность птицы.

Возможность замены зерновой части рациона активированным кормом оценивали на базе учебно-научного центра «Птицевод» НГАУ, ЗАО «Птицефабрика Алмаз» и ООО «Птицефабрика Бердская» на цыплятах-бройлерах, молодняке мускусной и пекинской уток; на поросятах-отъемышах в учебно-опытном хозяйстве «Тулинское» путем постановки научно-хозяйственных и производственных.

В разных опытах использовали рационы с заменой зерновой части на 2,5; 5; 7,5; 10; 15; 25; 50; 75; 100% активированными кормами. Опыты проводили серийно на протяжении 10 лет как при напольном, так и клеточном содержании птицы. Согласно методическим требованиям, отбирали группы-аналоги, сроки выращивания составляли 30; 35; 42; 70; 90 дней в зависимости от вида животного и поставленной цели.

Критериями оценки использования в рационах активированных кормов служили показатели живой массы, сохранности, среднесуточного и валового приростов живой массы, конверсии корма, рентабельности производства.

Для выполнения данных исследований использовано 9300 голов сельскохозяйственной птицы и 520 голов поросят-отъемышей.

При сравнительных опытах по определению влияния на продуктивные показатели птицы активированного субстрата и ферментных препаратов испытывали: ровабио, кормозим-1, кормозим-2 в рекомендуемых дозах.

Морфологические показатели крови птицы, выращиваемой на активированных кормах, оценивали по общепринятым методикам:

- гемоглобин -- по методу Г.В. Дервиза;

- эритроциты -- методом А.И. Воробьева;

- лейкоциты -- по Брулу.

Химический состав мяса, полученного при выращивании на активированных кормах, определяли в лаборатории качества кормов и продуктов животноводства ФГОУ ВПО НГАУ. Исследовали грудные мышцы у цыплят-бройлеров, пекинских и мускусных утят. Оценку вели по показателю биологической ценности мяса: отношению триптофана к оксипролину (Митюшников В.М., 1985).

Подсистема 3 - выполнение экономических расчетов и разработка практических рекомендаций.

Экономическую эффективность замены зерновой части рационов активированными кормами у разных видов животных определяли по продуктивным показателям: средняя живая масса, среднесуточный и валовой приросты, сохранность поголовья, затраты корма на 1 кг прироста живой массы, себестоимость кормов и продукции.

Результаты исследований обработаны методами вариационной статистики (Плохинский Н.А., 1961) с использованием компьютерной программы «Microsoft Excel».

3. Результаты исследований

3.1 Фракционная структура, питательная ценность и химический состав корма в зависимости от тонины помола зернового сырья

Предпосылкой для изучения возможности использования отходов зернового производства как конкурентного кормового средства послужили данные питательной ценности и химического состава пшеничных отрубей и зерноотходов в сравнении с пшеницей являющейся основной составной частью рационов птицы и моногастричных животных.

По содержанию основных питательных веществ пшеничные отруби и зерноотходы превышают пшеницу. Так, сырого протеина в пшеничных отрубях больше в 1,3 раза; сырого жира в 1,9 раза; лизина в 2,3 раза. Зерноотходы сопоставимы с пшеницей по обменной энергии, сырому протеину, лизину и превышают её по содержанию жира в 1,4 раза. Высокое содержание в отрубях и зерноотходах сырой клетчатки (в 3,4 - 2,7 раза превышающее таковое в пшенице) препятствует гидролизу основных питательных веществ зернового сырья. Устранение данного препятствия решается путем тонкого помола.

При размоле грубоволокнистых субстанций, таких как отруби и зерноотходы на мельнице МП - 250 основная часть сырья имеет размеры кормовых частиц до 200 мкм - «тонкая фракция» остальная свыше 200 мкм, называемая нами «крупная фракция». Фракционный состав зависит как от способности сырья к измельчению, так и от степени открытия заслонки, регулирующей его поступление на мельницу.

Установлено, что выход тонкой фракции при прочих равных условиях при размоле пшеничных отрубей либо имеет тенденцию к снижению, либо достоверно ниже, чем при размоле зерноотходов. Доля тонкой фракции при 100 %-ном открытии заслонки в пшеничных отрубях и зерноотходах составляет 50,0 - 52,2 %; при 75 %-ном - 72,3 - 75,6 %; при 50 %-ном - 81,4 - 84,5 %.

Отсутствие сведений о влиянии размера кормовых частиц на их физиологические свойства определило интерес на изучение питательной ценности, химического состава, протеолитической активности и переваримости корма в зависимости от размеров его частиц.

Питательная ценность кормовых частиц характеризуется многими показателями, и в первую очередь, содержанием протеина, отвечающего за формирование белка в организме.

В свою очередь полноценность протеина во многом зависит от наличия в нем незаменимых (критических) аминокислот: лизина и метионина. Содержание сырого жира, являющегося источником энергии также рассматривается как компонент повышающий ценность корма, тогда как высокое содержание сырой клетчатки снижает питательную ценность корма при использовании его в кормлении моногастричных животных. В какой степени величина размеров кормовых частиц пшеничных отрубей сказывается на их питательной ценности отражено в таблице 1.

Таблица 1. Питательная ценность различных фракций активированного корма из пшеничных отрубей (АВД), %

Показатель	Отруби пшеничные	Фракция АВД, мкм
		200	300	400	500	600
Обменная энергия, МДж	1,03±0,02	1,15±0,02	1,12±0,01	1,12±0,02	1,10±0,02	1,10±0,03
Сухое вещество	86,30±3,02	86,40±2,80	86,4±1,13	86,3±2,14	86,41±1,81	86,6±2,70
Сырой протеин	13,80±0,58	16,90±0,70	14,8±0,80*	12,3±0,61	10,32±0,43*	6,60±0,54**
Сырой жир	3,40±0,11	4,10±0,25	3,7±0,21*	3,2±0,32**	2,81±0,22**	2,70±0,10**
Сырая клетчатка	8,90±0,25	6,70±0,20	8,1±0,34*	8,2±0,46*	9,31±0,51*	10,90±0,30*
Лизин	0,60±0,002	0,90±0,001	0,80±0,001*	0,64±0,002*	0,35±0,001*	0,30±0,001*
Метионин	0,30±0,001	0,40±0,001	0,29±0,001*	0,26±0,001*	0,23±0,001*	0,21±0,001*

Примечание. Сравнение с фракцией «200 мкм». * р<0,05, **р<0, 01, ***<0,001 (здесь и далее).

Содержание обменной энергии и сухого вещества в зависимости от тонины помола практически не изменяются в диапазоне от 200 до 600 мкм, тогда как снижение сырого протеина и сырого жира соответственно увеличению размерности фракций выглядят следующим образом: сырой протеин снижается в сравнении с фракцией до 200 мкм в 1,1-1,4-1,6 -2,6 раза; сырой жир в 1,1-1,3-1,4-1,5 раза. Содержание незаменимых аминокислот лизина и метионина также распределяется в соответствии с тониной фракций. Лизин с увеличением крупности снижается соответственно в 1,1-1,4-2,6-3,0раза; метионин в 1,4-1,5-1,7-1,9 раза. Напротив, прямая положительная связь наблюдается в распределении сырой клетчатки: чем крупнее фракция, тем соответственно выше её содержание в 1,2-1,3-1,4-1,6 раза.

Аналогичная закономерность влияния крупности кормовых частиц на питательную ценность корма отмечается и при размоле зерноотходов (табл. 2).

Таблица 2.- Питательная ценность различных фракций активированного корма из зерноотходов (АВК), %

Показатель	Зерно- отходы	Фракция АВК, мкм
		200	300	400	500	600
Обменная энергия, Дж	1,10±0,01	1,10±0,01	1,12±0,01	1,12±0,02	1,08±0,01	1,02±0,01
Сухое вещество	87,80±1,60	87,20±2,70	87,10±3,04	87,0±2,83	87,4±1,91	87,6±3,10
Сырой протеин	12,50±0,50	13,80±0,20	12,6±0,31*	10,1±0,82**	9,7±0,57**	8,80±0,30**
Сырой жир	3,00±0,01	4,00±0,01	3,3±0,02**	2,8±0,01**	2,4±0,02**	2,20±0,01**
Сырая клетчатка	7,20±0,10	5,40±0,01	6,4±0,04*	7,8±0,2*	8,00±0,3*	8,70±0,01*
Лизин	0,74±0,001	0,92±0,001	0,84±0,001**	0,80±0,001**	0,72±0,002**	0,60±0,002**
Метионин	0,60±0,001	0,90±0,001	0,79±0,003*	0,60±0,004**	0,42±0,007**	0,30±0,004***

Идентичная динамика по содержанию основных питательных веществ в зависимости от крупности кормовых частиц. Количество сырого протеина снижается, и в соответствии с размерностью 300-400-500-600 мкм это снижение составляет 1,1-1,3-1,4-1,6раза в сравнении с фракцией 200 мкм.

С увеличением крупности частиц падает и содержание сырого жира в последовательности: 1,2-1,4-1,7-1,8 раза, при этом в крупных фракциях увеличивается содержание клетчатки в 1,2-1,4-1,5-1,6 раза. Отмечено снижение содержания лизина в 1,3, метионина в 3,0 раза.

Принимая во внимание тот факт, что содержание питательных веществ в исходном сырье есть величина детерминированная, можно предположить, что в размолотой биомассе происходит перераспределение как питательных, так и химических веществ корма в силу различного удельного веса их молекул.

Влияние тонины помола зернового сырья на содержание некоторых жизненнонеобходимых макро- и микроэлементов отражено в таблице 3.

Таблица 3. - Содержание химических веществ в разных фракциях активированного корма

Показатель	Размеры фракций, мкм
	зерноотходы	пшеничные отруби
	200	300	400	500	600	200	300	400	500	600
Кальций, г	0,17± 0,001	0,13± 0,002	0,09± 0,0001*	0,06± 0,0003*	0,05± 0,0002*	0,32± 0,01	0,26± 0,01	0,18± 0,002*	0,13± 0,002**	0,11± 0,0001**
Фосфор, г	0,65± 0,002	0,61± 0,002	0,42± 0,003	0,36± 0,004*	0,36± 0,0004*	0,61± 0,03	0,42± 0,008*	0,36± 0,003*	0,28± 0,004**	0,20± 0,0003**
Магний, г	0,27± 0,001	0,20± 0,001	0,17± 0,001*	0,14± 0,0002*	0,11± 0,0007*	0,37± 0,05	0,25± 0,003*	0,22± 0,0007*	0,19± 0,001**	0,14± 0,0001**
Медь, мг	0,63± 0,03	0,89± 0,003	1,12± 0,007*	1,42± 0,005*	1,65± 0,007**	0,52± 0,04	0,63± 0,006	0,83± 0,004*	0,95± 0,01**	1,17± 0,07**
Цинк, мг	0,32± 0,004	0,27± 0,003*	0,23± 0,001*	0,21± 0,001*	0,17± 0,0001**	9,23± 0,1	7,41± 0,4**	6,01± 0,08**	5,24± 0,09***	4,63± 0,04***
Марганец, мг	1,68± 0,01	0,21± 0,008*	1,02± 0,003*	0,89± 0,003**	0,69± 0,004**	12,32± 0,6	10,67± 0,2*	8,16± 0,2***	7,32± 0,06***	5,54± 0,07***

Примечание. Сравнение с фракцией 200 мкм.

По всем показателям макро- и микроэлементов за исключением меди содержание их снижается по мере увеличения размера кормовых частиц. Так, кальция, фосфора и магния во фракции «600 мкм» в зерноотходах в 3,4; 1,8; 2,4 раза меньше, чем во фракции 200 мкм; в отрубях в 2,9; 1,8; 1,9 раза соответственно. В то же время содержание меди напротив увеличивается с увеличением тонины помола. В крупной фракции из зерноотходов количество меди в 2,6 раза выше, чем в мелкой; из пшеничных отрубей-в 2,2 раза. По-видимому, это связано с локализацией данного микроэлемента в грубой клетчатке (стебель, семенные и плодовые оболочки зерна), которая и составляет основную биомассу фракции. Цинк и марганец распределяются согласно обратной зависимости: чем крупнее кормовые частицы, тем меньше их содержание, независимо от того из какого исходного сырья получены фракции-аналоги. Во фракции 600 мкм из зерноотходов снижение содержания цинка и марганца по сравнению с фракцией 200 мкм составляет 1,9; 2,4 раза; из пшеничных отрубей-2,0; 2,2 раза.

Таким образом, установлено, что при тонком измельчении лучшими показателями питательной ценности и химического состава обладает фракция с размерами кормовых частиц 200 мкм.

3.2 Влияние тонины помола зернового сырья на протеолитическую активность кормовых частиц

Тониной помола определяется активность протеолитических ферментов растительного сырья, что было прослежено на пшеничных отрубях и их фракциях (табл. 4).

Таблица 4.-Влияние тонины помола пшеничных отрубей на протеолитическую активность кормовых частиц

Показатель	Отруби пшеничные	Фракция размером, мкм	Не разделенная на фракции активированная форма
		200	600
Экстрагируемый белок, мг/г	54,300±1,070	71,200**±1,640	65,700*±1,840	68,45±1,2*
Протеолитическая активность, Е/г по гемоглобину, рН 3,1	0,403±0,018	0,769±0,033**	0,574±0,027*	0,671±0,03*
автолиз, рН 3,1	0,018±0,001	0,054±0,019**	0,025±0,001	0,039±0,001*
по казеину, рН 5,4	0,095±0,005	0,240±0,011***	0,143± 0,007**	0,191±0,005*
автолиз, рН 5,4	0,007±0,0003	0,010±0,0001**	0,006±0,000	0,008±0,0001
по казеину, рН 8,4	0,020±0,001	0,041±0,002**	0,023±0,001	0,032±0,001*

Примечание. Сравнение с исходными отрубями.

Исследования рН-зависимости активности протеаз при разной тонине субстрата показали, что максимальная активность проявляется при помоле с размерами частиц 200 мкм. По сравнению с исходными пшеничными отрубями это увеличение составляло 1,9-3,0 раза при рН 3,4; 1,4-2,5 раза при рН 5,4; 2 раза при рН 8,4. Экстрагируемого белка во фракции с размерами частиц корма 200 мкм было больше, чем в отрубях, в 1,3 раза.

При исследовании рН-зависимости активности протеаз экстрактов отрубей разной степени измельченности выявлено три пика активности. Максимальная активность автолиза и денатурированного гемоглобина отмечена в кислой среде при рН 3,1. С повышением рН активность резко понижается, при рН 5,0 она составляет около 10-20% от максимальной. Сходные результаты получены для протеаз муки из пшеницы (Mc Donald C.E., Chen L.L., 1964), тритикале (Singh B., 1980), ржи (Bries K. et al., 1999). Максимальная гемоглобинолитическая активность отмечена в мелкой фракции при рН 3,1 с последовательным снижением в крупной фракции АВД.

Исследования рН-зависимости скорости гидролиза казеина растворимыми ферментами, экстрагируемыми из отрубей и их фракций (рН 5,0-10,6), выявили два максимума: при рН 5,43 и при рН 8,4. Самая высокая активность отмечена в мелкой фракции, но и в не разделенной на фракции активированной АВД протеолитическая активность была значительно выше, чем в исходном сырье.

Собственная протеолитическая активность корма не имеет значения в питании животных, поскольку активность ферментов желудочно-кишечного тракта весьма велика, для них важен лишь доступ к питательным веществам корма. Животные гидролизуют любое органическое сырье, отвечающее требованиям их ферментативной системы, весь вопрос в полноте этого гидролиза (Таранов М.Т., Сабиров А.Х., 1987). Результаты данной работы позволяют считать, что кормовые частицы размерами до 200 мкм имеют большую контактность с собственными протеазами.

Механизм действия собственных ферментов растения аналогичен действию ферментов желудочно-кишечного тракта животных, поэтому факт усиления протеолитической активности ферментов в зависимости от тонины помола можно принять за критерий оценки взаимоотношений «субстрат -- фермент». Однако эти взаимоотношения извне и внутри организма теплокровных не могут быть абсолютно идентичными (Таранов М.Т. и др., 1987), и реальным доказательством доступности кормового средства может служить переваримость питательных веществ, что оценивалось физиологическими опытами.

3.3 Переваримость питательных веществ в зависимости от размера кормовых частиц и нормы замены зерна активированным кормом

Конкурентоспособность активированного корма оценивалась по переваримости питательных веществ. Переваримость питательных веществ корма у животных является определяющим фактором в решении вопроса дальнейшего использования кормового средства в животноводстве.

Для оценки влияния размера кормовых частиц на переваримость питательных веществ в качестве тест-объекта в балансовых опытах использовали двухнедельных мускусных утят, в рационы которых вводили разные фракции активированных кормов. При этом первой группе скармливали гранулы из не разделенной на фракции активированной муки, второй-третьей-четвертой-пятой-шестой группам соответственно из муки с размерами кормовых частиц до 200-300-400-500-600 мкм. Опыты выполнялись согласно методических указаний ВНИТИП (2000 г.). Обязательным условием являлось соблюдение предварительного 7-дневного кормления и 5-дневного учетного. Полученные результаты отражены в таблице 5.

Таблица 5.- Переваримость питательных веществ активированного корма АВД, получаемого из пшеничных отрубей , %

Показатель	Группа
	1	2	3	4	5	6
Сухое вещество	80,2+1,3	79,8+0,8	81,2+1,1	79,3+1,0	80,1+1,2	78,7+1,4
Органическое вещество	86,6+2,0	86,1+1,7	86,3+1,4	85,4+2,1	84,9+2,7	83,0+1,2
Сырой протеин	81,3+0,5	83,5+1,7	82,8+1,6	81,0+1,4	78,1+0,9*	77,2+1,7*
Сырой жир	88,8+3,4	93,3+2,4	91,4+3,0	89,7+2,1	83,5+1,9*	80,5+2,1*
Сырая клетчатка	49,0+2,3*	58,0+2,8	54,1+3,0*	50,3+3,2	43,6+1,6*	41,4+1,1**

Примечание. Сравнение со второй группой (эталон).

Переваримость сухого и органического вещества не изменялась в зависимости от тонины фракции в указанных пределах. Достоверное снижение переваримости сырого протеина, жира и клетчатки приходилось на 5, 6 группы, где крупность частиц составляла 500 и 600мкм. Разность в сравнении с эталоном составляла соответственно 5,4-6,3%; 9,8-12,8%; 14,4-16,6%. При этом не разделенная на фракции биомасса имела коэффициенты переваримости, сопоставимые с таковыми в мелкой фракции (2-ая группа). Исключение составляла переваримость сырой клетчатки, она была ниже, чем в мелкой фракции на 9,0 %.

Аналогичные закономерности отмечались и при использовании той же схемы кормления кормовым средством АВК.

Таким образом, было установлено, что с увеличением размера кормовых частиц переваримость питательных веществ снижается, либо имеет тенденцию к снижению. При этом не разделенная на фракции биомасса гидролизуется так же, как и мелкая фракция, что объясняется наличием в ней около 70 % состава фракции до 200 мкм. Это послужило основанием для использования в дальнейших экспериментах по оценке максимально возможной нормы замены зерна активированным кормом не разделенную на фракции субстанцию.

Серийные опыты выполнялись на цыплятах-бройлерах, мускусных и пекинских утятах разных возрастов.

При использовании активированных кормов в рационах кормления 37-дневных цыплят-бройлеров были получены следующие результаты по переваримости питательных веществ кормосмесей с 75%-й заменой зерна на АВД и АВК (табл. 6).

Таблица 6. - Переваримость питательных веществ у цыплят-бройлеров при скармливании им в составе кормосмеси активированных кормов, %

Питательные вещества	Группа
	1-я - ОР (контроль)	2-я - ОР с заменой 75% зерна на АВД	3-я - ОР с заменой 75% зерна на АВК
Сырой протеин	81,3±3,0	76,2±2,0	83,2±2,0
Сырой жир	72,4±2,0	69,3±1,0	74,1±3,0
Сырая клетчатка	8,6±0,1	7,7*±0,2	7,7±0,1
БЭВ	84,0±0,9	75,1*±0,8	84,2±1,1

Примечание. Сравнение с контролем.

Активированные корма по переваримости сырого протеина, жира и клетчатки были сопоставимы с контролем. Переваримость безазотистых экстрактивных веществ во 2-й группе значительно ниже, чем в контроле и в 3-й группе (75,1 % против 84,0 и 84,2).

Из двух сравниваемых форм активированного корма (АВД и АВК) большая переваримость сырого протеина и БЭВ отмечена в группе цыплят, содержащихся на АВК (83,2; 84,2 против 76,2; 75,1 -- в группе с использованием АВД). Меньшая переваримость указанных элементов питания АВД, по-видимому, связана с тем, что более 30% массы составляют грубые частицы корма размерами свыше 200 мкм, препятствующие более полному гидролизу (Tester R.F. et al., 2004). Кроме того, переваримость зависит от крупности молекул питательных веществ - легче гидролизуются мелкие молекулы (Эрберсдоблер Г., 1980; Баттерхем Е.С., 1982).

Низкая переваримость сырой клетчатки во всех группах (7,7-8,6%) является характерной особенностью курообразных, у которых недостаточное развитие слепых отростков в желудочно-кишечном тракте исключает синтез ферментов, гидролизующих клетчатку.

Способность к перевариванию одних и тех же питательных веществ у разных видов птицы различна, поэтому переваримость питательных веществ активированных кормов оценивали на 1,5-месячном молодняке пекинской и мускусной уток. Зерновую часть рационов на 75 и 100% заменяли активированным высокоферментативным кормом (АВК), получаемым из зерноотходов.

При этом были получены следующие показатели переваримости питательных веществ при 100% замене зерна на АВК в опытах с пекинскими утятами.

Переваримость сырого протеина составила 83,9% против 79,1 - в контроле, сырого жира 90,5 против 86,3, сырой клетчатки 49,9 против 67,0, сухого и органического вещества 84,4 - 86,6 и 85,5 - 88,6 соответственно.

Аналогичные выводы получены и в опыте с мускусными утятами (табл. 7).

Таблица 7.- Переваримость питательных веществ АВК у молодняка мускусной утки, %

Показатель	Группа
	1-я - ОР (контроль)	2-я - ОР с заменой 75% зерна на АВК	3-я - ОР с заменой 100% зерна на АВК
Сухое вещество	83,2±1,2	79,8±0,2	80,2±1,4
Органическое вещество	86,4±1,6	82,8±1,8	84,6±2,0
Сырой протеин	81,4±1,5	83,2±2,0	82,6±1,9
Сырой жир	73,4±2,9	91,4±4,2*	92,0±4,7*
Сырая клетчатка	62,7±2,9	42,2±1,7*	48,2±3,1*

В данном опыте было установлено, что полная замена зерновой части АВК не снижает переваримость питательных веществ корма в сравнении с контролем. Переваримость сухого и органического вещества варьировала в пределах 79,8-83,2 и 82,8-86,4% соответственно. Сырого протеина 81,4 -- 83,2%. Переваримость сырого жира была выше в опытных группах (91,4 -- 92,0% против 73,4 в контроле), что увязывается с представлением более полного гидролиза жира в связи с его лучшей доступностью. Однако по переваримости сырой клетчатки показатели в обеих опытных группах ниже, чем в контроле, на 20,5-14,5%.

Полученные данные явились основанием рассчитывать на возможность полной замены зерна активированным высокоферментативным кормом из зерноотходов в рационах сельскохозяйственной птицы.

3.4 Влияние тонины помола зернового сырья и ферментативных препаратов на переваримость питательных веществ активированного корма

Введение ферментных препаратов в кормосмеси сельскохозяйственной птицы связано с проблемой разрушения клетчатки, которая сдерживает гидролиз питательных веществ корма.

По использованию в птицеводстве ферментных препаратов имеется множество публикаций (Ездаков И.В., 1976; Егоров И. и др., 2002; Околелова Т.М. и др., 2003). Усилиями микробиологов и ведущих ученых птицеводов разработаны и внедрены в широкую практику птицеводства мультиэнзимные композиции (Егоров И., 1976; Околелова Т.М., 2002; Фисинин В.И. и др., 2004).

В наших опытах проведена сравнительная оценка действия ферментных препаратов и активации зернового сырья. На основании результатов балансовых опытов сравнивали переваримость питательных веществ кормосмесей со 100 %-й заменой зерна активированным кормом и с добавлением к нему препарата ровабио, который признается универсальным (табл. 8).

Таблица 8.- Влияние АВК и ровабио на переваримость питательных веществ корма, %

Вид птицы	Группа	Сырой протеин	Сырой жир	Сырая клетчатка	Сухое вещество	Органическое вещество
Цыплята-бройлеры	1-я - АВК 100%	74.9±3,2	85,3±2,4	8,9±0,2	72,8±2,9	75,6±2,9
	2-я - АВК 100% + ровабио	77,6±3,0	83,3±2,4	10,2*±0,5	75,6±3,0	79,6±3,2
Пекинские утята	1-я - АВК 100%	83,9±3,4	90,5±3,6	49,9±1,4	84,4±4,1	86,6±4,1
	2-я - АВК 100% + ровабио	82,8±2,8	90,6±3,2	55,6*±1,8	86,2±3,6	88,2±3,0
Мускусные утята	1-я - АВК 100%	82,6±1,9	92,0±2,6	48,2±1,9	80,2±1,4	84,6±2,0
	2-я - АВК 100% + ровабио	83,1±3,7	91,8±3,1	53,3±1,9	81,1±3,3	84,9±3,7

Кормосмеси с полной заменой зерновой части на АВК имеют высокие показатели переваримости сырого протеина, жира, клетчатки, сухого и органического вещества. Так, в зависимости от вида птицы переваримость сырого протеина варьирует от 74,9 до 83,9 %, сырого жира - 83,3 - 92,0, сырой клетчатки - от 8,9 % у цыплят до 55,6; 53,3 у пекинских и мускусных утят. Добавление ферментного препарата ровабио увеличивало лишь переваримость сырой клетчатки у цыплят-бройлеров на 1,3%, у пекинских утят - на 5,7 % у мускусных - на 5,1 %, что не влияло в дальнейшем на показатели живой массы птицы.

Таким образом, результаты опытов позволяют утверждать, что активирование зернового корма путем механического измельчения кормовых частиц до 200 мкм исключает необходимость применения ферментных препаратов.

зерновой корм переваримость питательный

4. Переработка отходов зернового производства для получения активированного корма

Переработка зернового сырья для использования в животноводстве является одним из главных вопросов в комбикормовой промышленности и в хозяйствах, занимающихся животноводством. При этом преследуются две цели: увеличение переваримости корма и получение удобной технологической формы, сочетаемой в комбикормах с другими компонентами.

4.1 Технология получения активированной муки

Производство активированных кормов состоит из 2 этапов: измельчение зернового сырья до размеров кормовых частиц 200 мкм и гранулирование.

Для получения активированного корма необходимо иметь мельницу, гранулятор, сушилку, соединенные системой шнеков и транспортеров, передающих сырье поэтапно (рис. 2).

Исходное сырье из отсека хранилища зернового сырья 3 через норию 4 подается в бункер-накопитель 5, откуда поступает на мельницу 6. После измельчения мука поступает в бункер 7 для подачи в гранулятор 8. Гранулы из-под пресса - гранулятора падают на приемную площадку 10 с решетчатым дном, на которую подается холодный поток воздуха для охлаждения и подсушивания гранул. Готовые и подсушенные гранулы поступают в бункер 12, из него самотеком на сетчатую платформу 14, где подсушивается до 14 %-й влажности 13.

При измельчении сырья задача состоит в том, чтобы деструкция была максимальной, а затраченное на это время -- минимальным. Это достигается путем открытия заслонки, регулирующей поступление сырья на мельницу (табл.9).



Рис. 2. Технологическая схема переработки отходов зернового производства: 1 -- площадка загрузки; 3 -- отсек хранилища исходного сырья; 2, 4 -- нории; 5 -- бункер-накопитель сырья; 6 -- мельница МП-250; 7 -- бункер приема активированной муки; 8 -- гранулятор; 9 -- вентиляционные шахты; 10 -- приемная площадка для гранул; 11 -- шнековая передача; 12 -- бункер приема гранул; 13 -- вентилятор; 14 -- сетчатая платформа для подсушивания гранул

Таблица 9.-Влияние степени открытия заслонки на технологические показатели производства активированной муки из отходов зернового производства

Технологический показатель	Открытие заслонки, %
	100	75	50
Пшеничные отруби (10кг)
Время размола, с	32,20±0,03	41,80±0,02	177,00±0,02
Выход муки, кг	9,90±0,01	9,75±0,01	9,60±0,02
Соотношение частиц, %	50:50	72:28	81:19
Зерноотходы (10 кг)
Время размола, с	32,00±0,04	40,40±0,03	162,30±0,05
Выход муки, кг	10,00±0,01	9,90±0,01	9,70±0,01
Соотношение частиц, %	52:48	75:25	84:16

Примечание. Соотношение фракций до 200 к свыше 200

Получить однородную по размеру частиц муку достаточно трудно. В случае размола исходного сырья при полном открытии заслонки в деструктурированной массе 50% частиц крупнее 200 мкм; 75%-е открытие заслонки позволяет почти на треть увеличить выход мелкой фракции 72-75 %; 50%-м открытием удается добиться еще большего процента выхода мелкой фракции: 81-- пшеничные отруби, 84 -- зерноотходы. Выход мелкой фракции при размоле зерноотходов был несколько выше, чем при работе с отрубями, что связано с морфологическими особенностями пшеничных отрубей и зерноотходов. Пшеничные отруби содержат на 2,5-3,0% больше сырой клетчатки, чем зерноотходы. При этом длинноволокнистые семенные оболочки отрубей, легкие по массе, хуже поддаются перемалыванию, чем семена округлой формы, составляющие большую часть зерноотходов.

При изучении свойств кормовых частиц нами было установлено, что питательная ценность и протеолитическая активность выше во фракциях с минимальными размерами частиц, однако переваримость питательных веществ активированных кормов, не разделенных на фракции, также была достаточно высокой. Оптимальным вариантом выбора представлялась мука из пшеничных отрубей с соотношением частиц корма 72:28, из зерноотходов 75:25, что обеспечивается 75%-м открытием заслонки.

При этой переработке отходов зернового производства временные затраты, связанные с потреблением электроэнергии и производительностью продукции, немногим уступают показателям при 100%-м открытии заслонки.

Активированную муку нецелесообразно рекомендовать к широкому использованию в животноводстве, так как отмечаются большие потери пылевидных частиц корма и физиологически сложно животным « ухватывать» корм. Получение гранул являлось реальной необходимостью, однако сам процесс промышленного гранулирования сопряжен с опасностью разрушения молекул незаменимых аминокислот, так как гранулообразование происходит под действием высоких температур и давления

Предварительная оценка гранулируемости активированной муки, полученной при разном открытии заслонки, показала, что при любой степени открытия заслонки полученная биомасса гранулируется «отлично», исходя из пятибалльной.

Дальнейшая работа проводилась с мукой, в которой соотношение тонкой к крупной фракций составляло в отрубях 72:28, в зерноотходах -- 75:25%. При хорошей гранулируемости данной субстанции она выигрывает по показателям временных и технических потерь.

4.2 Технология получения активированных гранул

Второй этап - гранулирование, к этому процессу предъявляются особые требования. Здесь важно не только создать гранулы хорошего качества по форме, однородности и прочности, но и сохранить качественное состояние аминокислот, которые весьма чувствительны к жесткому термическому воздействию (Дмитроченко А.П. и др., 1974; Птак И., 1974; Таранов М.Т., 1976; Эрберсдоблер Г., 1980).

Критериями оценки получаемых гранул являлись показатели прочности, температуры и влажности их на выходе из матрицы. Отрабатывались технологические режимы получения гранул диаметрами 3--5--8 мм при разных скоростях подачи сырья и использовании разного объема холодной воды (20°С) в единицу времени.

Технологические условия производства гранул как из пшеничных отрубей, так и из зерноотходов во многом аналогичны. С технологических позиций лучшее качество гранул диаметром 3 мм можно получить при малых скоростях подачи сырья в гранулятор (25-30 об/мин) как при использовании воды в объеме 580 мл/мин, так и при увеличении его до 680 мл/мин. Однако во втором случае, при большем объеме воды, клейстеризация отмечается уже при скорости движения транспортера 35 об/мин. С позиций биологических требований наш интерес был направлен на снижение температуры, создающейся при трении матрицы. В случае приготовления гранул диаметром 3 мм больший объем воды способствует некоторому снижению температуры (на 4...8°С), но при этом повышается влажность гранул, что требует дополнительных затрат на сушку готового продукта.

Хорошие и отличные по прочности гранулы диаметром 5 мм удается получить в диапазоне скоростей подачи сырья от 25 до 35 об/мин, при этом влажность гранул низкая (16-17%), температура гранул 60...86°С независимо от объема воды.

Соответствие как технологическим, так и биологическим требованиям лучше всего реализуется при изготовлении гранул активированного корма диаметрами 5-8 мм. При этом диапазон скоростей, от которых зависит производительность труда, при объеме воды 580 мл/мин 25-40 об/мин, а при объеме воды 680 мл/мин увеличивается до 50 об/мин, температура на выходе варьирует от 40 до 78°С, влажность получаемых гранул 14-23,5%.

Выход готовых гранул в единицу времени по массе полностью зависит от скорости подачи активированного сырья: чем выше скорость, тем больше производительность. Однако это должно согласовываться с требованиями, предъявляемыми к качеству гранул. Можно утверждать, что для получения гранул отличного и хорошего качества разного диаметра требуются разные режимы. Так, при использовании объемы воды 680 мл/мин и скорости 25-30 об/мин удается получить за 1 ч работы 96 кг активированных гранул диаметром 3 мм; при 25-40 об/мин -- 132 кг гранул диаметром 5 мм; при 45-50 об/мин -- 156 кг гранул диаметром 8 мм.

Предлагаемая технология производства активированных кормов из отходов зернового сырья содержит два отличительных момента от принятого в комбикормовой промышленности производства гранул.

Первый состоит в подготовке исходного сырья путем тонкого помола (до 200 мкм), что в дальнейшем способствует лучшей «атакуемости» корма протеолитическими ферментами желудочно-кишечного тракта животных за счет увеличения площади контакта «субстрат-фермент».

Второй положительный момент заключается в том, что при гранулировании используется холодная вода (20°С) вместо пара. С биологических позиций жесткое физическое воздействие оказывает негативное влияние на молекулы аминокислот, а также витамины и биологически активные вещества. При рекомендуемой технологии этого удается избежать, либо свести к минимуму негативные последствия.

4.3 Экономическая эффективность производства активированного корма

Затраты на производство 1 т активированной муки, получаемой из зерноотходов отражены в таблице 10.

Таблица 10.-Экономичность производства активированной муки

Показатель	Тонина помола
	крупная (52:48)	средняя (75:25)	мелкая (84:16)
Время, затраченное на производство 1 т муки	54 мин	1 ч 10 мин	4 ч
Затрачено электроэнергии, кВт.	14	15,4	56,0
руб.	20,0	22,0	80,1
Зарплата (из расчета 60 руб./ч), руб.	55,0	75,0	240,0
Стоимость сырья за 1 т (зерноотходы), руб.	300	300	300
Прочие прямые и общие затраты (15%), руб.	56,0	59,0	93,0

При производстве активированной муки с оптимальным соотношением мелкой и крупной фракций (75:25) общие затраты на получение 1 т составляют 456 руб. Приняв эту муку за основу для производства гранул и параметры временных и энергетических затрат при получении гранул разного диаметра, представляем затраты, связанные с приготовлением гранул активированного корма в таблице 11.

Установлено, что наиболее экономично производство крупных гранул диаметром 8 мм, несколько ниже показатель рентабельности производства гранул диаметром 5 мм, еще ниже диаметром 3 мм (287,8; 257,0 и 187,4% соответственно). Стоимость гранул находится в прямой зависимости от их размера: 3 мм -- 1600,8 руб., 5 мм -- 1288,1 руб., 8 мм -- 1186,3 руб. При возможности замены дорогостоящего зерна фуражной пшеницы мукой или гранулами активированного корма можно ожидать существенного повышения рентабельности производства животноводческой продукции.

Таблица 11.-Экономичность производства гранул активированного корма

Показатель	Диаметр гранул, мм
	3	5	8
Стоимость активированной муки (средняя), руб.	456,0	456,0	456,0
Затраты времени на производство 1 т гранул	10 ч 30 мин	7 ч 30 мин	6 ч 40 мин
Затраты электроэнергии, кВт.	200	150	134
руб.	286,0	214,5	191,6
Зарплата из расчета 60 руб./ч, руб.	650,0	450,0	384,0
Прочие прямые и общие расходы (15%), руб.	208,8	168,1	154,7
Итого затрат, руб.	1600,8	1288,1	1186,3
из них на процесс гранулирования	1144,8	832,1	730,3
Выручка от реализации, руб.	4600	4600	4600
Прибыль, руб.	2999,2	3311,4	3413,7
Уровень рентабельности, %	187,4	257,0	287,8

4.4 Моделирование технологических процессов производства активированных кормов

На основе экспериментальных данных технологии переработки отходов зернового производства разработана логическая модель технологических процессов получения активированных кормов.

В качестве целевой функции состояния каждого звена технологической линии предлагается использовать свертку:

, (1)

где , - весовые коэффициенты по пшеничным отрубям и зерноотходам соответственно, а и - частные показатели заполнения объемов пшеничных отрубей и зерноотходов. В частности, при , получаем загрузку линии пшеничными отрубями, при , - зерноотходами.

Обозначим через интенсивность переходных процессов: - интенсивность переноса сырья из звена в звено , - интенсивность переноса сырья из звена в звено , …, - интенсивность переноса сырья из звена в звено .

Обозначим через состояние звена: функцию состояния звена , то есть массу сырья находящегося в звене в момент времени , - функцию соответствия звена в момент времени , …, - функцию состояния звена в момент времени .

Предлагаемая аналитическая модель основана на аппарате теории переходных процессов А.Н. Колмогорова (рис. 2).

, (2)

, (3)

, (4)

, (5)

, (6)

, (7)

, (8)

. (9)



Рис. 2. Схема технологических процессов производства активированных кормов

В момент времени полагаем, что масса сырья накопленная во всех звеньях равна нулю:

, (10)

, , , (11)

, , , (12)

. (13)

Система дифференциальных уравнений (2)-(9) с параметрами , и заданных начальных условиях (10)-(12) образуют задачу Коши.

Функция моделирует количество массы сырья в момент времени при открытии заслонки на . Методом вычисленного эксперимента при различных значениях рассчитаны зависимости выхода активированной муки для варианта пшеничных отрубей (рис. 4) и варианта зерноотходов (рис. 5).

В результате расчетов установлено, что теоретическое значение 99,013% выхода активированной муки из зерновых отрубей при и (аналогично при и ) отличается от значения 99,000%, полученного в опыте не более, чем на 5%.

В случае размола зерноотходов при выход муки 99,983% отличается от значений полученных в опыте 100,000% не более, чем на 5%; аналогично при и (рис 3, 4).

Рис. 3. Зависимость выхода активированной муки из пшеничных отрубей от степени открытия заслонки

Следовательно, предложенную аналитическую модель можно использовать в прогнозных целях.

С учетом экспертной оценки выбрано значение , обеспечивающее эффективный технологический режим активирования отходов зернового производства.



Рис. 4. Зависимость выхода активированной муки из зерноотходов от степени открытия заслонки

5. Повышение биологической ценности активированных кормов

Увеличение биологической ценности активированного корма за счет органических ингредиентов является одним из элементов экологизации животноводческой продукции. Использование муки зародышей ржи и личинок синантропных мух основывалось на сведениях о наличии в них активных ростовых веществ. Так, в зародышах ржи помимо высокого содержания сырого протеина (до 40 %), сырого жира (около 10%), витаминов, содержатся гормоны роста - стероиды (Гребинский С., 1967), а в личинках синантропных мух присутствует ростовой гормон экдизон (Ахраем А.А. и др., 1973).