УДК 636.085.5

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОЙ МУКИ ИЗ БИОМАССЫ ЧЕРВЕЙ

Черняев Леонид Алексеевич1, Паталайнен Людмила Сергеевна2
1Петрозаводский государственный университет, кандидат технических наук, доцент
2Петрозаводский государственный университет, инженер

Аннотация
В статье рассматривается проблема дефицита белка в комбикормах для сельскохозяйственных животных. Описаны традиционные и альтернативные белковые добавки. Одной из наиболее перспективных альтернативных белковых добавок является кормовая мука из биомассы червей. Использование кормовой муки из биомассы червей позволяет решить проблемы дефицита белка в комбикормах. Предложена технология получения кормовой муки из биомассы червей.

Ключевые слова: белковые добавки, вакуумное упаковывание, дождевые черви, кормление, кормовая мука, СВЧ-излучение, сельскохозяйственные животные, технология


THE DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY FOR FEED MEAL FROM BIOMASS WORMS

Chernyaev Leonid Alekseevich1, Patalainen Ljudmila Sergeevna2
1Petrozavodsk State University, Candidate of Technical Sciences, associate professor
2Petrozavodsk State University, engineer

Abstract
The article deals with the problem of shortage of protein in complete feeds for farm animals. Traditional and alternative protein supplements are described. One of the most promising alternative protein supplements is feed meal from biomass earthworms. The use of feed meal from biomass earthworms allows to solve the problem of shortage of protein in complete feeds. Technology for producing feed meal from biomass earthworms is proposed.

Keywords: earthworms, farm animal, feed meal, feeding, microwave radiation, protein supplement, technology, vacuum packaging


Рубрика: 06.00.00 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Черняев Л.А., Паталайнен Л.С. Разработка технологии получения кормовой муки из биомассы червей // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 10. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/10/38792 (дата обращения: 03.06.2017).

Обеспечение сельскохозяйственных животных полноценными кормами, сбалансированными по питательным веществам и энергии, – одно из решающих условий высокого качества и конкурентоспособности продукции животноводства и сельскохозяйственных предприятий. При этом также достигается и социально-экономический эффект [1].

Комбикорма являются наиболее распространенными видами кормов для сельскохозяйственных животных. Основу комбикормов составляет зерно хлебных злаков и продукты его переработки, которые богаты углеводами, но сравнительно бедны белком, вследствие чего не покрывают потребности животных в ряде незаменимых аминокислот [2].

Анализ отечественного и зарубежного опыта [3] показывает, что в условиях рыночной экономики рентабельность и конкурентоспособность животноводства может быть достигнута за счёт применения в кормлении сельскохозяйственных животных различных белковых добавок, позволяющих повысить содержание полноценного белка в комбикормах.

В качестве белковых добавок традиционно применяются различные виды кормовой муки животного происхождения: мясо-костной, мясной, кровяной, костной и из гидролизованного пера. Более дешевой и доступной альтернативой традиционным видам кормовой муки является мука из биомассы дождевых червей [4, 5]. По содержанию незаменимых аминокислот кормовая мука из биомассы дождевых червей не уступает традиционным видам. Кроме того, она содержит длинноцепочечные жирные кислоты, минеральные вещества, ряд витаминов и богата никотиновой кислотой.

В настоящее время существуют различные технологии получения кормовой муки из биомассы червей, основными технологическими операциями которых являются бланширование, сушка, измельчение. Наиболее существенными недостатками этих технологий являются:

– наличие большого количества патогенных микроорганизмов в получаемой кормовой муке (вследствие отсутствия операции стерилизация, необходимой для полного уничтожения патогенных микроорганизмов);

– значительные потери питательной ценности получаемой кормовой муки в процессе хранения и малая длительность хранения (вследствие ее незащищенности от воздействия кислорода и солнечного света, ведущих к окислению жиров, денатурации протеинов, разрушению витаминов и активных веществ);

– неудобство транспортирования (вследствие отсутствия операции упаковывание).

На основе анализа недостатков существующих технологий получения кормовой муки из биомассы червей предлагается альтернативная технология, включающая высушивание под воздействием СВЧ-излучения биомассы червей, измельчение высушенной биомассы червей, стерилизацию СВЧ-излучением и вакуумное упаковывание получившейся в результате кормовой муки в непрозрачные полимерные пленки. На предлагаемую технологию подана заявка на патент на изобретение № 2014100825 от 10.01.2014 авторы Т. А. Гаврилов, А. Р. Унжаков, Л. С. Паталайнен.

Предлагаемая технология получения кормовой муки из биомассы червей состоит из следующих операций. Биомассу червей высушивают под воздействием СВЧ-излучения при температуре 30…40 °С до остаточной влажности 7,0…10,0 %. Далее полученный промежуточный продукт измельчают до размера частиц 3…5 мм (оптимальный размер частиц достигается измельчением при соответствующих значениях конструктивно-технологических параметров измельчителей [6–8]), после чего стерилизуют СВЧ-излучением при температуре 100…120 °С в течение 10…20 минут и затем производят вакуумное упаковывание получившейся в результате кормовой муки при величине вакуума 5…7 Торр в непрозрачные полимерные пленки.

Достигаемый предлагаемой технологией результат состоит в уменьшении потерь питательной ценности кормовой муки из биомассы червей, в полном отсутствии патогенных микроорганизмов, увеличении длительности хранения и повышении удобства транспортирования производимой кормовой муки из биомассы червей.

Указанный результат достигается тем, что биомассу червей после операций высушивания СВЧ-излучением и последующего измельчения стерилизуют СВЧ-излучением при температуре 100…120 °С в течение 10…20 минут и получившуюся в результате кормовую муку упаковывают под вакуумом 5…7 Торр в непрозрачные полимерные пленки.

Операция стерилизация биомассы червей СВЧ-излучением при температуре 100…120 °С в течение 10…20 минут позволяет полностью уничтожить патогенные микроорганизмы в получаемой кормовой муке, вследствие того, что при температуре 100…120 °С и выше в течение 10…20 минут происходит полное уничтожение патогенных микроорганизмов, при этом если температура стерилизации превышает 120 °С происходит глубокая деструкция белков кормовой муки [9, 10], приводящая к снижению ее питательной ценности, что неприемлемо при производстве кормовой муки, поэтому предлагаемые параметры стерилизации – температура 100…120 °С и длительность 10…20 минут являются наиболее оптимальными.

Отсутствие патогенных микроорганизмов в кормовой муке является обязательным условием для кормовой муки животного происхождения, к которой можно отнести и муку из биомассы червей. Это регламентируется, в частности, и ГОСТом 17536 «Мука кормовая животного происхождения. Технические условия».

Операция вакуумного упаковывания при величине вакуума 5…7 Торр в непрозрачные полимерные пленки осуществляемая сразу же после стерилизации СВЧ-излучением. Это позволяет предохранить полученную кормовую муку от потерь питательной ценности и возникновения патогенных микроорганизмов в процессе хранения и транспортирования, за счет этого также увеличивается длительность хранения кормовой муки. Величина вакуума менее 5…7 Торр не позволяет упаковать готовую кормовую муку с отсутствием внутри упаковки воздуха, а более 5…7 Торр приводит к снижению прочности непрозрачной полимерной пленки и нарушению герметичности упаковки, поэтому предлагаемый интервал значений 5…7 Торр является наиболее приемлемым.

Механизм предохранения кормовой муки от потерь питательной ценности заключается в том, что непрозрачная полимерная пленка ограждает кормовую муку от воздействия кислорода и солнечного света, а значит, не происходит окисление (прогорклость) жиров, денатурация протеинов, разрушение витаминов и активных веществ в кормовой муке. Также операция вакуумное упаковывание в непрозрачные полимерные пленки повышает удобство транспортирования кормовой муки.

Для подтверждения достигаемого результата был проведен ряд экспериментов по получению кормовой муки из биомассы червей.

Биомассу дождевых червей в количестве 100 г поместили в герметичную камеру, в которой произвели ее сушку СВЧ-генератором, мощностью 1,5 кВт, до остаточной влажности 9,3 %. В процессе высушивания температура сырья составляла 30 °C. Высушенное сырье измельчили на электромельнице. Затем опять поместили в герметичную камеру, в которой произвели стерилизацию СВЧ-генератором при температуре 120 °С в течение 10 минут. После стерилизации полученную кормовую муку обернули в непрозрачную полимерную пленку и поместили в вакуумную камеру, где создали вакуум 5 Торр, и после восстановления в камере атмосферного давления извлекли из вакуумной камеры. Упакованную муку хранили в течение 6 месяцев в темном прохладном помещение и определяли качественные показатели данной муки, а также кормовой муки сразу после ее производства. Повторность опытов 5-ти кратная. Полученные результаты были обработаны общепринятыми методами математической статистики. Результаты представлены в табл.

Таблица – Качественные показатели кормовой муки из биомассы червей

№ п/п

Наименование показателя

Мука сразу после производства

Мука после хранения 6 месяцев

1

Внешний вид

Продукт сыпучий без плотных, не рассыпающихся при надавливании, комков или гранул

2

Запах

Специфический, но не гнилостный и не затхлый

3

Крупность помола – остаток насыпи диаметром5 мм, %

Не имеет

4

Массовая доля влаги, %

7,6

5

Массовая доля протеина, %

59,8

59,6

6

Массовая доля жира, %

5,9

5,8

7

Наличие патогенных микроорганизмов

Не выделено

По данным табл. видно, что полученная кормовая мука сразу после производства и хранившаяся 6 месяцев соответствуют требованиям, предъявляемым к качеству кормовой муки животного происхождения по ГОСТу 17536 «Мука кормовая животного происхождения. Технические условия». Данные таблицы подтверждают заявленный результат: в муке ни первоначально, ни в процессе хранения не выявлено наличия патогенных микроорганизмов, содержание белков и жиров в процессе хранения значительно не изменилось (в пределах погрешности).

 


Библиографический список
  1. Колесников Н. Г. Методика оценки социально-экономического эффекта от внедрения импортозамещающих технологий в регионе. – Математическое моделирование. – 2002. – Т. 14. – № 9. – С. 31.
  2. Базыкин В. И., Гаврилов Т. А., Паталайнен Л. С. Некоторые аспекты потерь сырого протеина говядины в процессе ее измельчения в звероводстве. – Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. – 2013. – № 31. – С. 232–236.
  3. Колесников Н. Г. Приграничность и периферийность как факторы экономического развития региона. – Север и рынок: формирование экономического порядка. – 2012. – Т. 3. –№ 31. – С. 117.
  4. Гаврилов Т. А. Информационные технологии в междисциплинарных исследованиях возможностей ресурсосбережения. – В сборнике: Информационная среда вуза XXI века. – Петрозаводск. – 2013. – С. 48–50.
  5. Гаврилов Т. А., Паталайнен Л. С., Колесников Г. Н. О ресурсосберегающих технологиях экологически безопасной утилизации древесной коры. – Современные научные исследования и инновации [Электронный ресурс]. – 2014. – № 7. – URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/07/36627.
  6. Малинов Г. И., Кондрашов В. Ф., Гаврилов Т. А. Изучение влияния толщины упруговязкого материала на работу измельчения. – Аграрный вестник Урала. – 2013. – № 7 (113). – С. 30–32.
  7. Малинов Г. И., Кондрашов В. Ф., Гаврилов Т. А. Определение углов скольжения лезвия в процессе опорного резания. – Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Серия: Естественные и технические науки. – 2012. – Т. 2. – № 8 (129). – С. 40–42.
  8. Гаврилов Т. А. Экспериментальное исследование процесса измельчения мясного сырья при различных скоростях резания. – Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Серия: Естественные и технические науки. – 2013. – № 8 (137). – С. 98–101.
  9. Гаврилов Т. А., Малинов Г. И., Карпин В. Ю., Кондрашов В. Ф. Исследование температурного режима в режущем механизме измельчителей мясного корма. – Техника в сельском хозяйстве. – 2014. – №1. – С. 29–31.
  10. Гаврилов Т. А. Исследование эффективности работы оборудования для тонкого измельчения мясо-рыбных кормов. – Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2013. – № 87. – С. 112–122.


Все статьи автора «Гаврилов Тиммо Александрович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: