Спосіб одержання білково-вітамінного концентрату з тваринницьких відходів

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к технологии приготовления кормовых добавок сельскохозяйственным животным из нетрадиционного сырья. Известен способ переработки навоза и растительных отходов в белковый продукт для подкормки скота и птиц (патент США № 4526791, 1985), включающий обработку навоза в анаэробный мезафильных или термофильных условиях в течении 8-14 суток. Растительные отходы предварительно обрабатывались 0,5%иым раствором щелочи при 121°С в течении 20 минут. Массу обработанного навоза и растительного сырья смешивают, стерилизуют, доводят значение рН до 5-7 и засевают культурой гриба. Ферментацию ведут в ферментерах в аэробных условиях с подачей стерильного воздуха при температуре 30-40°С в течении 10-12 часов. Недостатком данного способа является длительность процесса, трудоемкость процесса выращивания микроорганизмов, энергоемксть оборудования, получение продукта с незначительным содержанием витаминов. Известен также способ получения кормового обогатителя из каныги, включающих переработку каныги в горизонтальных варочных котлах (Чудля Л. И., Стефанов А. Ф, Опыт Московского мясокомбината по выработке кормового обогатителя из каныги. - Мясная индустрия СССР. -1980. - Nt 7-С.24) Рациональное использование содержимого преджелудков жвачных животных является одной из актуальных проблем. Каныга содержит значительное количество аминокислот, минеральных солей и витаминов, синтезируемых микрофлорой преджелудков (рубец, сетка и книжка). Химический состав каныги крупного рогатого скота примерно следующий (в %): влага -88, сухой остаток12, в том числе протеин (по общему азоту) - 1,6, жир - 0.7, зола - 1,6. Безазотисные экстрактивные вещества 3,9, клетчатка - 4,2, рН - 7,2-8,0 содержание витамина Ві2~ 150-200 мкг/кг. Содержание витамина В12 в сырой каныге и после ее обработки в кормовом обогатителе определяли микробиологическим методом. Разработанная технология производства кормового обогатителя из каныги позволяет при удалении почти всей влаги и обеспечении санитарного благополучия продукта сохранить биологически активные вещества, в том числе и витамины (особенно витамин В12). Кормовой обогатитель вырабатывают по следующей те хнологии. Содержимое преджелудков (каныга) из цеха первичной переработки скота поступает по спуску в блоутанк субпродуктового цеха, из которого сжатым воздухом его передувают в приемный бункер цеха технических фабрикатов. Транспортировать каныгу можно и другими способами. Не допускается разбавление каныги водой. Сырье сушат в горизонтальных вакуумных котлах, в термоаппарате непрерывного действия и др. В вакуум-горизонтальных котлах (котлах Лаабса) биомассу сушат при более низкой чем для сухи х кормов температуре. 1 800-2 500 кг каныги загружают в котел вместимостью 4,8 м . Обезвоживание, стерилизацию и сушку сырья в вакуум-горизонтальных котлах проводят при постоянном перемешивании массы. Пооперационный режим переработки следующий. После стерилизации и сушки массу выгр ужают из котла в отцеживатель или специальную тележку, охлаждают до температуры окружающей среды и упаковывают в джутовые или крафтовые мешки. Сушк у сырья в термоагрегате непрерывного действия проводят по следующей те хнологической схеме. Из бункера сырье при помощи шнека подают в термоагрегат. Попадая в разогретую зону, оно тщательно перемешивается дисковой мешалкой и одновременно стерилизуется. Затем с помощью лопаты высушенная масса продвигается в сторону разгрузки. Следующая порция каныги попадает в разогретую секцию, в результате ускоряется процесс стерилизации и сушки. Сырье равномерно заполняет аппарат до уровня его оси (полого вала) и при перемешивании омывает поверхность аппарата и диски мешалки, получая тепло от большой обогреваемой площади. При этом внутри аппарата каныга распределяется по отдельным зонам между дисками мешалки. Влага, выделяемая сырьем в начале процесса, не растекается по всему аппарату, а собирается и испаряется в первых зонах. Пары удаляются с помощью вакуумной системы. Примерный химический состав кормового обогатителя из каныги следующий (в %): протеин (по общему азоту) - 19,5, белок (по белковому азоту)- 16, жир-4, зола- 18, клетчатка - 28, безазотистые экстрактивные вещества - 27,5. Кроме того, в состав кормового обогатителя входят витамины (мкг/кг): В12 - 500-900, Βι - 1,8. В2 - 16,2, Вз и Вб, провитамин А (каротин) - 5,2, токоферол, а также микроэлементы (г/кг): кальций -8,1, фосфор - 14,4. Выход готовой продукции - 12% к массе каныги. Стоимость производства 1 τ кормовой добавки 80 руб. На кормовой обогатитель из каныги разработаны технические условия. При средней суточной переработке 1000 голов крупного рогатого скота можно получить сверх вырабатываемых сухи х кормов около 1000 τ кормовой муки в год. Кормовой обогатитель из каныги можно вырабатывать на любом мясокомбинате, имеющем вакуум-горизонтальные котлы или другой сушильный аппарат. Откорм свиней с добавлением к суточному рациону 40-70 г кормового обогатителя дает дополнительно сраднесуточный привес около 50 г на каждого животного по сравнению с откормом без обогатителя. Однако недостатком данного метода является низкое содержание протеина и витамина В, а также содержание клетчатки в трудноусвояемой форме в конечном продукте. Известен способ получения корма из каныги, включающий щелочной гидролиз каныги в присутствии мочевины и перманганате калия, последующую нейтрализацию, выпаривание и гранулирование (Михайлик С. С, Измайлова Л. Ф., Ванина А. М., Новак Ε. Η. Новая технология переработки каныги на корм крупному рогатому скоту. - В кн.: Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции "Основные направления комплексного использования сырья в отраслях пищевой промышленности и увеличения выпуска продукции из единицы сырья" - 1983, Винница. - С. 46-47). Разработанная новая технология производства корма из каныги для крупного рогатого скота, заключающаяся в гидроба-ротермической обработке содержимого преджелудков щелочными компонентами (гидроокись) кальция - 1% или гидроокись натрия - 0,5% к массе сырья (в присутствии мочевины и перманганатэ калия) соответственно 0,5 и 0,01 %)20%-ного раствора к массе каныги. Предлагаемая щелочная обработка разрушает лигнин - углеводный комплекс "сырой" клетчатки каныги, в результате чего она превращается в доступн ую для переваривания животными форму. Мочевина и перманганат калия являются интенсификаторами процесса разрушения лигнинцеллюлозных связей сырой клетчатки, кроме того, еще и соответственно источником небелкового азота и дезодорантом корма. Опыты по определению биологической ценности разработанного корма из каныги, проведены Украинским НИИ кормов, на молодняке крупного рогатого скота показали более высокое продуктивное действие рационов в состав которых был введен корм из обработанной щелочью каныги (112 г ежесуточного дополнительного прироста живой массы на одну голову по сравнению со вскармливанием кормового обогатителя). Питательность корма возрастает с 0,46 до 0,83 корм, ед,, или на 80%. Недостатком указанного способа является недостаточный выход продукта и низкое его качество. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа получения белково-витаминного концентрата из животноводческих отходов, в котором в качестве сырья используется жидкий навоз, каныга, солома, даны новые технологические режимы их совместной обработки, при этом получается кормовая добавка с высоким содержанием клетчатки, легкоусвояемых белков, протеина, углеводов, обогащенных витамином Віз. и за счет этого увеличивается вы ход концентрата и повышается его качество. Поставленная задача решается тем, что в способе получения белково-витаминного концентрата из животноводческих отходов, включающем'щелочной гидролиз каныги с последующей нейтрализацией добавляется выпаривание и гранулирование получаемого БВК, Согласно изобретению, к жидкому навозу, предварительно обработанному метановым брожением на стадии гидролиза добавляют 20-40% каныги и 515% соломы, а дальнейший гидролиз проводят при рН 10-12 и при температуре 95-100°С в течение 25-35 мин с последующей нейтрализацией и дезодорацией концентрированной уксусной кислотой. Каныга - это содержимое преджелудков свиней. Выход каныги составляет около 10% предубойного веса крупного рогатого скота и 1 % живой массы свиней. По биологической ценности она приравнивается к белку, входящему в корм животных. Предлагаемое количество каныги - 20-40% и соломы-5-15%. Использование каныги ниже 20%, а соломы ниже 5% приводит к снижению количества протеина и углеводов в белково-витаминном концентрате. Снижается также содержание витаминов группы В. Предлагаемое количество каныги и соломы является оптимальным и обходимым для получения максимального выхода белково-витаминного концентрата, а также для обеспечения его высокого качества. Щелочной гидролиз смеси навоза, каныги и соломы - решение новое. Проведение совместного гидролиза сброженного навоза, каныги, соломы является необходимым, так как смесь содержит значительное количество клетчатки, в которой ее трудноусвояемый углеводный комплекс - лигнин составляет свыше 30%. Для превращения лигнина клетчатки, смеси в доступную до переваривания животными форму гидролиз производят при рН 10-12. Белок, содержащийся в смеси указанных компонентов, представляет водорастворимую, щелочерастворимую и нерастворимую фракции. При применении данного способа увеличивается выход белково-витаминного концентрата за счет смешивания каныги, навоза и соломы и улучшается качество концентрата за счет его обогащения белками и витаминами группы В, являющимися составной частью так называемого фактора животного белка, наличие которого в корме улучшает усвояемость белков растительного происхождения организмами животных. Кроме того, получаемый белок по своей биологической ценности приравнивается к белку кормов животного происхождения. Проведение щелочного гидролиза при рН 10-12 способствует растеплению нерастворимых и. щелочерастворимых белковых (белковых) фракций, состоящих из глобулинов и нуклепротеинов, до аминокислот, которые легко перевариваются организмом животных. Гидролиз при рН ниже 10 является неполным, а при рН выше 12 проц. Проведение гидролиза при температуре 95-100°С обеспечивает эффективный гидролиз клетчатки и протеина смеси. При температуре ниже 95° не достигается полный гидролиз, а также не происходит полное уничтожение патогенной микрофлоры, яиц гельминтов, а температура выше 100°С разрушает витамины группы В, особенно витамин B12. Предлагаемая температура 95-100°С и время 25-35 минут обеспечивают эффективный гидролиз клетчатки и протеина смеси и позволяют полностью обеззаразить получаемый продукт от яиц гельминтов и патогенной микрофлоры. Нейтрализация и дезодорация полученного в результате щелочного гидролиза продукта производится при помощи концентрированной уксусной кислоты до рН 6,5-7,0. Способ осуществляется следующим образом. Жидкий навоз сбраживают в метантенке в течение 6-8 суток при температуре 50-55°С. Дальнейший гидролиз проводим в гидролиз-аппарате с добавлением каныги и соломы в указанных количествах. Процесс гидролиза проводим при рН 10-12, температуре 95-100°С в течение 25-35 минут. Полученная смесь подается в нейтрализатор, где обрабатывается концентрированной уксусной кислотой до рН 6,5-7,0 с одновременной дезодорацией продукта. Затем полученный продукт подается в вакуум-выпарной аппарат, где производится высушивание его до содержания 81—83% сухи х ве ществ, после чего продукт направляется в гранулятор, в котором получают гранулы необходимых размеров, а также дополнительно высушивают белково-витаминный концентрат до содержания 90-93% сухи х веществ. Пример 1. Берем 10 кг сброженного навоза, 2 кг каныги (20%) и 0,5 кг соломы (5%), при помощи раствора концентрированной гидроокиси натрия доводим рН смеси до 10, выдерживаем при температуре 95°С в течение 25 минут, после чего нейтрализуем до рН 6,5-7,0 и дезодорируем продукт при помощи концентрированной уксусной кислоты. После высушивания и гранулирования полученный продукт содержит: Пример 2. Берем 10 кг сброженного навоза, 3 кг каныги (30%) и 1 кг соломы (10%), при помощи раствора концентрированной гидроокиси натрия доводим рН смеси до 11, выдерживаем при температуре 98°С в течение 30 минут, после чего нейтрализуем до рН 6,5-7,0 и дезодорируем продукт при помощи концентрированной уксусной кислоты. После высушивания и гранулирования полученный продукт содержит: Пример 3. Берем 10 кг сброженного навоза, 4 кг каныги (40%) и 1,5 кг соломы (15%), при помощи раствора концентрированной гидроокиси натрия доводим рН смеси до 12, выдерживаем при температуре 100°С в течение 35 минут, после чего нейтрализуем до рН 6,5-7,0 и дезодорируем продукт при помощи концентрированной уксусной кислоты. После высушивания и гранулирования полученный продукт содержит: Пример 4. Берем 10 кг сброженного навоза, 4,5 каныги (45%) и 2,0 кг соломы (20%) при помощи раствора концентрированной гидроокиси натрия доводим рН смеси до 13, выдерживает при температуре 105°С в течение 40 мин., после чего нейтрализуем до рН 6,5-7,0 и дезодорируем продукт при помощи концентрированной уксусной кислоты. После высушивания и гранулирования полученный продукт содержит: Из результатов примера 4 видно, что увеличение количества соломы и каныги приводит к увеличению в конечном продукте содержания клетчатки. Такое содержание клетчатки отрицательно сказывается на корме сельскохозяйственных животных. Кроме того, температура 105°С и время экспозиции 40 мин, приводит к частичному распаду витамина В12. Πример 5. Берем 10 кг сброженного навоза, 1,5 каныги (15%) и 0,3 кг соломы (3%), припомощи раствора концентрированной гидроокиси натрия доводим рН смеси до 9, выдерживаем при температуре 90°С в течение 20 мин., после чего нейтрализуем до рН 6,5-7,0 и дезодорируем продукт при помощи концентрированной уксусной кислоты. После высушивания и гранулирования полученный продукт содержит: Как видно из полученных данных примера 5, изменение количества каныги, соломы, а также проведение гидролиза при температуре 90°С в течение 20 мин. приводит к образованию такого количества протеина и витамина В12, которые недостаточны для обогащения кормов животных. Процесс гидролиза клетчатки идет медленно. Кроме того, гидролиз при заданном режиме не позволяет полностью уничтожить патогенную микрофлору и обезвредить получаемый продукт от яиц гельминтов. Пример 6. Берем 10 кг сброженного навоза, 1,5 каныги (15%), 0,3 кг соломы (3%), при помощи раствора концентрированной щелочи доводим рН смеси до 13, выдерживаем при температуре 105°С в течение 40 мин, после чего нейтрализуем до рН 6,5-7,0 и дезодорируем продукт при помощи концентрированной уксусной кислоты. После высуши вания и гранулирования полученный продукт содержит: Проведение гидролиза при температуре свыше 100°С в течение 40 мин приводит к частичному распаду витамина В12. Снижение концентрации каныги и соломы не позволяет получить продукт с необходимым содержанием протеина, обогащенного витамином В12. Πример 7. Берем 10 кг сброженного навоза, 4,5 кг каныги (45%) и 2,0 кг соломы (20%), при помощи раствора концентрированной гидроокиси натрия доводим рН до 9, выдерживаем при температуре 90°С в течение 20 мин, после чего нейтрализуем до рН 6,5-7,0, дезодорируем продукт при помощи концентрированной уксусной кислоты. После высушивания и гранулирования полученный продукт содержит: Полученный таким образом белково-витаминный концентрат имеет избыточное содержание клетчатки, что отрицательно влияет на корм животных, кроме того, низкая температура гидролиза и время ниже 25 мин не позволяют полностью освободиться от патогенной микрофлоры и провести обеззараживание яиц гельминтов, что также препятствует использованию такого продукта. Таким образом, использование предлагаемого способа позволит увеличить выход белково-витаминного концентрата за счет одновременного применения животноводческих отходов: каныги, соломы, сброженного навоза, а также получить продукт с высоким содержанием легкоусвомемых белков и углеводов, обогащенных витамином В12.