способ производства сухих кормов для животных

Формула изобретения

1. Способ производства сухих кормов для животных, включающий раздельное измельчение крахмалосодержащих и не содержащих крахмала ингредиентов корма, их смешивание и увлажнение полученной смеси с последующим экструдированием и сушкой полученного продукта, отличающийся тем, что экструдирование крахмалосодержащих ингредиентов корма ведут в два этапа, причем первичное экструдирование при температуре 120-160°С и давлении 6-17 МПа в течение 2-15 с с последующей сушкой полученного экструдата до влажности 4-8% и измельчением до размера частиц 0,3-2 мм, а на втором этапе полученный экструдат смешивают с не содержащими крахмала ингредиентами корма, увлажняют до 19-24% и экструдируют при температуре 110-140°С и давлении 2-10 МПа в течение от 2-20 с с последующей сушкой до влажности 4-10%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что доля крахмалосодержащих ингредиентов составляет 31-89% от общего веса продукта.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что измельчение крахмалосодержащих ингредиентов осуществляют до размера частиц 1-3,2 мм.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что крахмалосодержащие ингредиенты корма перед первичным экструдированием увлажняют до влажности 15-22%.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в состав ингредиентов, не содержащих крахмала, включен жир, который вводят в экструдат крахмалосодержащих ингредиентов корма в количестве 1-10% к общему весу продукта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к комбикормовой промышленности, производству кормов для животных, в частности домашних животных.

Известен способ производства сухих кормов, включающий формирование мучной смеси, из мучного крахмалосодержащего зернового материала 30-65% и белкового материала 25-40% к весу мучной смеси, сбалансированной по питательности, частичная желатинизация мучной смеси увлажнением до 28-31% и нагреванием, чтобы вызвать набухание крахмальных зерен и ее механическая обработка и расширение путем экструдирования из зоны высокого давления и температуры существенно выше 100,8С к зоне более низкого давления, формируя таким образом указанную смесь в расширенную пористую структуру с более низкой плотностью и уменьшая ее влажность на 2-5%, а также сушка продукта при температуре ниже 149С, охлаждение продукта и покрытие его поверхности жиром в количестве 1,5-4% к весу и сухим соусоформирующим материалом, способным к быстрому восстановлению в воде.

(См. патент США № 3119691. Новое мучное животное продовольствие, приоритет 23.04.1962. НКИ 99-2).

Одним из недостатков вышеуказанного способа являются неполная и нестабильная степень желатинизации крахмала, содержащегося в крахмалосодержащих ингредиентах, и незначительная его деструкция. Это вызвано тем, что параметры экструдирования крахмалосодержащих ингредиентов в составе смеси в разной степени отличаются от условий, позволяющих достичь максимальной степени их желатинизации и деструкции при экструзионном способе приготовления. К таким условиям можно отнести низкую влажность, высокое давление, высокую температуру и низкое содержание балластных веществ, особенно жиров, и высокую степень расширения экструдата при выходе из отверстия матрицы экструдера.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ производства корма, включающего крахмалосодержащую часть и часть, не содержащую крахмал, который заключается в следующем: измельченную до размера частиц менее 0,42 мм крахмалосодержащую часть корма увлажняют с использованием воды и/или пара до влажности 15-30% в течение 1-5 мин при температуре 71-93С, затем проводят термообработку без потери влаги в течение 10-60 минут при той же температуре. После чего крахмалосодержащую часть и предварительно измельченную не содержащую крахмал часть смешивают, полученную смесь увлажняют до 15-30% и обрабатывают в экструдере в течение 1-5 мин при температуре 116-149С и давлении от 10 до 50 p.s.i.g (6,9-344,7 кПа). Полученный расширенный экструдат сушат, охлаждают, сортируют и упаковывают (См. патент США 3438780, Процесс для создания кормов, приоритет 08.11.1963, МПК А 23 К 1/10).

Одним из недостатков способа является невысокая и нестабильная деструкция крахмала вследствие относительно низкого давления при экструдировании и изменения характеристик смеси в зависимости от ингредиентного состава части, не содержащей крахмал.

Кроме того, длительность высокотемпературной обработки крахмалосодержащей части 11-65 минут и длительность экструзионной обработки всей смеси 1-5 минут приводит к потерям питательных веществ в корме, увеличивает длительность процесса.

В то же время в данном способе требуется измельчение крахмалосодержащей части корма до состояния муки, что приводит к увеличению затрат на подготовку сырья.

Целью настоящего изобретения является получение высокой и стабильной степени желатинизации крахмала, содержащегося в корме, и оптимальной его деструкции, увеличение питательной и энергетической ценности корма, улучшение его вкусовых качеств, удешевление процесса производства корма.

Сущность изобретения состоит в том, что экструдирование крахмалосодержащих ингредиентов корма ведут в два этапа, причем первичное экструдирование при температуре 120-160С и давлении 6-17 МПа в течение 2-15 секунд с последующей сушкой полученного экструдата до влажности 4-8% и измельчением до размера частиц 0,3-2 мм, а на втором этапе полученный экструдат смешивают с не содержащими крахмала ингредиентами корма, увлажняют до 19-24% и экструдируют при температуре 110-140С и давлении 2-10 МПа в течение от 2-20 сек с последующей сушкой до влажности 4-10%.

Это позволяет достичь высокой степени желатинизации и деструкции крахмала в крахмалосодержащих ингредиентах корма до того, как они смешаны с не содержащими крахмала ингредиентами корма.

Таким образом, независимо от того, с какими ингредиентами и в каком соотношении экструдат крахмалосодержащих ингредиентов корма смешивают перед экструдированием смеси, параметров этого экструдирования и требований к структуре конечного продукта, предлагаемый способ позволяет получать стабильно высокую степень желатинизации и деструкции крахмала в корме.

Экструдирование крахмалосодержащих ингредиентов корма отдельно от остальных ингредиентов при вышеуказанных условиях позволяет получить высоко желатинизированный экструдат с оптимальной деструкцией крахмальных зерен, достигаемой в том числе и за счет высокой степени расширения экструдата.

Предлагаемый способ получения сухого корма для животных осуществляется следующим образом.

Крахмалосодержащие ингредиенты корма измельчают до размера частиц 1-3,2 мм, увлажняют до 15-22% и проводят первичную экструзионную обработку при максимальной температуре 120-160С и максимальном давлении 6-17 МПа в течение 2-15 секунд. Полученный экструдат режут, сушат до влажности 4-8%, измельчают до размера частиц 0,3-2 мм и смешивают с не содержащими крахмала ингредиентами корма.

В состав не содержащих крахмала ингредиентов корма включены, например, жиры, и измельченный сухой экструдат смешивают сначала с жирами, находящимися в жидком состоянии, а затем с остальными ингредиентами, включенными в состав не содержащих крахмала ингредиентов корма. Полученную смесь увлажняют до 19-24% и экструдируют в течение 2-20 секунд при максимальной температуре 104-140С и максимальном давлении 2-10 МПа. Выходящий из матрицы экструдера экструдат представляет собой кормовой продукт, который затем режут, сушат до влажности 4-10% и просеивают от мелких частиц. Далее на гранулы корма наносят покрытие, включающее вкусо-ароматические или иные добавки, продукт охлаждают и упаковывают.

Пример 1.

Ингредиенты в общем количестве 70 кг были подготовлены для изготовления сбалансированного по питательным веществам полнорационного корма для кошек, вес.%:

Цельное зерно пшеницы 44,18

Шрот соевый 29,86

Мука мясокостная 9,79

Дрожжи кормовые 6,85

Жир растительный 3,63

Мука рыбная 2,94

Жир куриный 1,86

Витамины, минеральные добавки и пр. 0,89

В указанном составе пшеница и соевый шрот являются крахмалосодержащими ингредиентами корма. Цельное зерно пшеницы было раздроблено на вальцовой мельнице до размера частиц менее 3,2 мм. Соевый шрот, из которого жир был экстрагирован растворителем, содержащий 49% протеина и 0,7% жира, был предварительно просеян на сите 5 мм от некормовых примесей. Дробленое цельное зерно пшеницы и соевый шрот были смешаны между собой в указанном выше соотношении и перемешаны с добавлением воды, чтобы влажность смеси достигла примерно 21%. До смешивания с водой смесь содержала примерно 30% крахмала и 1,4% жира.

Затем смесь подавали в одношнековый экструдер со скоростью вращения шнека 300 об/мин и экструдировали при температуре 160 С и давлении перед матрицей 10,3 МПа. Время нахождения смеси в экструдере составило около 3 сек. Расплав экструдата выдавливали через прямоугольную отверстие в матрице экструдера размером 26 мм с получением при выходе на атмосферное давление непрерывной пористой расширенной ленты, которую затем разрезали на части длиной 3-4 мм. При выходе из отверстия матрицы экструдера экструдат имел влажность около 14% и насыпную плотность примерно 0,24 г/см³.

Затем экструдат сушили в окружающем воздухе до влажности примерно 6%, измельчали в молотковой дробилке до размера частиц менее 1 мм и перемешивали с заранее подготовленной в указанном выше соотношении смесью растительного и растопленного куриного жиров в течение 1 мин.

Полученный продукт затем перемешивали с остальными ингредиентами и подавали в двухшнековый экструдер с однонаправленным вращением шнеков, где смесь была увлажнена до влажности примерно 19% и экструдирована при скорости вращения шнеков 280 об/мин, температуре около 135С и давлении перед матрицей примерно 9,5 МПа. Время нахождения смеси в экструдере составило около 5 сек. Расплав экструдата выдавливали из двух круглых отверстий в матрице экструдера диаметром 4 мм с получением непрерывного расширенного жгута экструдата, который затем разрезали на части длиной 13-14 мм. При этом не наблюдалось выдавливание жира из отверстий матрицы экструдера.

Гранулы досушивали до конечной влажности 8% при температуре около 80С и имели насыпную плотность 0,35 г/см³.

Полученные кормовые гранулы имели приятный светло-коричневый цвет, достаточно гладкую поверхность и хорошо текстурированную пористую внутреннюю структуру. При этом гранулы были в достаточной степени твердые и показывали незначительную крошимость при механическом воздействии. При погружении в водную среду гранулы ограниченно набухали без потери формы, но увеличиваясь в размерах.

Полученный корм имел типичный для сухих кормов состав, %:

Белок 32

Жир 9

Влага 8

Зола 7

Клетчатка 3

Углеводы 41

Для определения степени деструкции крахмала в полученном корме были проведены его сравнительные анализы на содержание свободных углеводов с промышленными кормами, доступными в свободной коммерческой продаже и изготовленными уже известными способами.

Пример 2.

Следующие ингредиенты в общем количестве 70 кг были подготовлены для изготовления сбалансированного по питательным веществам полнорационного корма для собак, вес.%:

Цельное зерно пшеницы 32,06

Отруби пшеничные 42,85

Мука мясокостная 12,24

Дрожжи кормовые 6,51

Жир растительный 3,88

Жир говяжий 1,46

Витамины, минеральные добавки и пр. 1,00

В указанном составе пшеница и пшеничные отруби являются крахмалосодержащими ингредиентами корма. Цельное зерно пшеницы было раздроблено на вальцовой мельнице до размера частиц менее 3,2 мм и смешано с отрубями в указанном выше соотношении. Затем смесь была перемешана с добавлением воды, чтобы влажность смеси достигла примерно 18%. До смешивания с водой смесь содержала примерно 33% крахмала и 2,7% жира.

Смесь была экструдирована на том же одношнековом экструдере и при тех же параметрах, что и в примере 1. При выходе из отверстия матрицы экструдера экструдат имел влажность около 14% и насыпную плотность примерно 0,26 г/см³.

Затем экструдат высушивали в окружающем воздухе до влажности около 8%, измельчали в молотковой дробилке до размера частиц менее 1 мм и перемешивали с заранее подготовленной в указанном выше соотношении смесью растительного и растопленного говяжьего жиров в течение 1 мин.

Полученный продукт затем перемешивали с остальными ингредиентами и обрабатывали в том же двухшнековом экструдере и при тех же параметрах, что и в примере 1.

Гранулы досушивали до конечной влажности 9% при температуре около 80С и имели насыпную плотность 0,4 г/см³.

Полученные кормовые гранулы имели приятный светло-коричневый цвет, достаточно гладкую поверхность и текстурированную, но менее пористую, чем гранулы из примера 1, внутреннюю структуру. При этом гранулы были в достаточной степени твердые и показывали незначительную крошимость при механическом воздействии. При погружении в водную среду гранулы ограниченно набухали без потери формы, но увеличиваясь в размерах.

Полученный корм имел типичный для сухих кормов состав, %:

Белок 21

Жир 10

Влага 9

Зола 6

Клетчатка 5

Углеводы 49

Для определения степени деструкции крахмала в полученном корме были проведены его сравнительные анализы на содержание свободных углеводов с промышленным кормом, доступным в свободной коммерческой продаже и изготовленным уже известным способом.

Заявляемый способ производства сухих кормов для животных позволяет получать высокую и стабильную степень желатинизации и деструкции крахмала в корме независимо от его ингредиентного состава.

Более высокая степень желатинизации и деструкции крахмала, достигаемая этим способом, позволяет получить кормовой продукт, имеющий разнообразный внешний вид, структуру и плотность. Это позволяет существенно сократить затраты на производство кормов.