способ приготовления сырого корма из побочных продуктов крахмалопаточного производства

Формула изобретения

Способ приготовления сырого корма из побочных продуктов крахмалопаточного производства, включающий смешивание мезги и сгущенного кукурузного экстракта с предварительной нейтрализацией его кислотности реагентами гидроксидом кальция и гидроксидом натрия, отличающийся тем, что нейтрализацию кислотности осуществляют в жидком кукурузном экстракте одновременно с выделением белковой массы, используемой для смешивания с мезгой, при этом выделение белковой массы проводят при температуре 44 46°С в два этапа, на первом из которых значение рН доводят до 6 и выделяют скоагулированную белковую массу, на втором - значение рН доводят до 8 и также выделяют белковую массу посредством коагуляции, а оставшуюся жидкость направляют на повторное использование в крахмалопаточном производстве.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам приготовления сырых кормов из побочных продуктов крахмало-паточного производства при переработке кукурузы для крупного рогатого скота.

Известен способ приготовления сырого корма из побочных продуктов крахмало-паточного производства, предусматривающий смешивание мезги, сырого зародыша и экстракта. (Романенко В.Н., Филиппова Н.И. Комплексное использование сырья в крахмало-паточном производстве. - М.: Агропромиздат, 1985. 138-139 с.) Способ позволяет из побочных продуктов крахмало-паточного производства получать сырой корм с достаточной питательной ценностью и большим содержанием белка, углеводов и клетчатки.

Недостатком сырого корма, приготовленного из побочных продуктов крахмало-паточного производства, является его низкое качество, обусловленное повышенной кислотностью, что является следствием присутствия кукурузного экстракта с низким значением pH (pH экстракта 4.2 4.4). Использование кормов с высокой кислотностью негативно сказывается на здоровье животных, так как при этом нарушается кислотно-щелочной баланс и содержание кальция в организме, разрушается костная ткань, рождается ослабленное потомство, снижается качество получаемой продукции, а также у дойных коров повышается кислотность молока.

Наиболее близким к предлагаемому способу приготовления сырого корма из побочных продуктов крахмало-паточного производства является способ, предусматривающий смешивание мезги и сгущенного кукурузного экстракта с предварительной нейтрализацией его кислотности. (Патент РФ № 2336722 МПК A23K 1/00; 1/16, опубликованный 2006.01.)

Недостатком сырого корма приготовленного по способу предложенному в патенте РФ № 2336722 является то, что сгущение кукурузного экстракта проводят выпариванием, это приводит к потере питательных веществ вследствие разложения углеводбисульфитных соединений с выделением сернистого ангидрида и сопровождается коррозией рабочих органов выпарных устройств. Кроме того, процесс выпаривания требует значительных энергетических затрат, что приводит к соответствующему увеличению себестоимости сырого корма.

Кукурузный экстракт получается в результате замачивания кукурузы в слабокислом растворе сернистой кислоты. Экстракт содержит растворимые белки и углеводы, витамины, азотистые и минеральные вещества, стимуляторы роста. Жидкий экстракт имеет влажность - 91 95%, в зависимости от метода замачивания, pH - 4,2 4,4. После замачивания из экстракта удаляют взвешенные вещества и выпаривают его на вакуумных выпарных установках до влажности 60 65%.

При выпарке кукурузного экстракта теряется большое количество питательных веществ, кроме того, затрачивается много энергии. После сгущения экстракта его pH 4,2 4,4, поэтому использовать его в кормах возможно в ограниченных количествах.

В настоящее время сгущение экстракта проводят на вакуумных выпарных установках. Сгущение экстракта данным способом связано с большими энергозатратами. Жидкий экстракт имеет pH 4,2 4,4.

Задача предлагаемого изобретения заключается в создании способа приготовления сырого корма, позволяющего повысить его питательную ценность и снизить энергозатраты.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении качества и снижении энергозатрат приготовляемого сырого корма из побочных продуктов крахмало-паточного производства. Для повышения качества сырого корма и снижения энергозатрат сгущение кукурузного экстракта проводят физико-химическим методом в два этапа.

Указанный результат достигается тем, что в способе приготовления сырого корма из побочных продуктов крахмалопаточного производства, включающем смешивание мезги и сгущенного кукурузного экстракта с предварительной нейтрализацией его кислотности реагентами - гидроксидом кальция и гидроксидом натрия, нейтрализацию кислотности осуществляют в жидком кукурузном экстракте с одновременным выделением белковой массы, используемой для смешивания с мезгой, при этом выделение белковой массы проводят при температуре 44 46°C в два этапа, на первом из которых значение pH доводят до 6 и выделяют скоагулированную белковую массу, на втором - значение pH доводят до 8 и также выделяют белковую массу посредством коагуляции, а оставшуюся жидкость направляют на повторное использование в крахмалопаточном производстве.

Известно, что присутствующие в кукурузном экстракте белки коагулируют при повышении pH до различных значений, а при повышении температуры денатурируют.

Для определения оптимальных значений pH жидкого кукурузного экстракта и температуры его нагревания, с целью определения выделения максимального количества белка, были проведены исследования.

Выделение белковой массы из жидкого кукурузного экстракта проводили в два этапа. Первый этап - доводили pH от 6,0 до 7,0, второй этап - от 7,5 до 8,5, с шагом 0,5. Температуру изменяли от 40 до 55 градусов.

На первом этапе, используя реагент (гидроксид кальция + гидроксид натрия), готовили три одинаковых образца (объема) жидкого кукурузного экстракта с pH 6,0; 6,5; 7,0. Далее из каждого приготовленного образца жидкого кукурузного экстракта с pH 6,0; 6,5; 7 отбирали по четыре пробы и нагревали их до температуры 40, 45, 50, 55 градусов, соответственно. После отстоя декантировали жидкую фракцию экстракта и определяли количество скоагулированной белковой массы, выпавшей в осадок.

На втором этапе из декантированных жидких фракций кукурузного экстракта, полученных на первом этапе, приготавливали образцы с pH 7,0; 7,5; 8,0, которые нагревали до той же температуры 40, 45, 50, 55 градусов, соответственно. Декантировали жидкую фракцию и определяли количество скоагулированной белковой массы.

Полученные в результате исследования данные приведены в таблице, а также построены графики зависимости количества выделяемой скоагулированной белковой массы от pH и температуры (фиг.1).

Анализируя полученные результаты исследования, данные таблицы и графические зависимости, сделан вывод, что максимальное количество выделяемой скоагулированной белковой массы получают при условии ее выделения в два этапа. Первый этап - доведение pH жидкого кукурузного экстракта до 6 и нагревание его до 44 46 градусов, второй этап - доведение pH, полученной после первого выделения жидкой фракции, до 8 и нагревание до температуры 44 46 градусов, что наглядно представлено на графической зависимости - pH 6,0 pH 8,0, на верхнем графике.

Исходя из полученных результатов исследований предложен способ для приготовления сырых кормов из побочных продуктов крахмало-паточного производства, который поясняется технологической схемой, представленной на фиг.2.

Технологическая линия для приготовления сырых кормов из побочных продуктов крахмалопаточного производства включает емкость - 1 для выделения белковой массы первого этапа, емкость - 2 для выделения белковой массы второго этапа, бункер-дозатор - 3 для временного накопления белковой массы, бункер-дозатор мезги - 4, смеситель - 5 сырого корма.

Способ осуществляется следующим образом: емкость - 1 для выделения белковой массы заполняют жидким (W-95 97%) кукурузным экстрактом, в который вводят реагент (оксид кальции и гидроксид натрия в соотношении 2,083:1) для доведения pH=4,2 4,4 до pH=6. Происходит коагуляция белковой массы и выпадение ее в осадок. Жидкая фракция кукурузного экстракта после первого этапа декантируется в емкость - 2 для выделения белковой массы второго этапа. Белковую массу после коагуляции и выпадения в осадок удаляют из емкости - 1 для выделения белковой массы первого этапа в бункер-дозатор - 3 для накопления белковой массы. Затем в емкость - 2 для выделения белковой массы второго этапа вводят реагенты - оксид кальция и гидроксид натрия в соотношении 2,083:1 для доведения pH до 8. Полученную жидкость из емкости - 2 для выделения белковой массы второго этапа декантируют и повторно используют в производстве для замачивания кукурузы, а осажденную скоагулированную белковую массу удаляют в бункер-дозатор - 3 для временного накопления белковой массы.

Белковую массу из бункера-дозатора - 3 одновременно с мезгой из бункера-дозатора - 4 подают в смеситель - 5. В результате смешивания в смесителе - 5 белковой массы и кукурузной мезги получают в окончательном виде готовый сырой корм высокого качества с наименьшими энергозатратами. В качестве подтверждения эффективности заявленного способа проведем экономический расчет в сравнении его с наиболее близкими вакуумными выпарными установками.

При существующем способе на сгущение одной тонны экстракта расходуется:

газа - 450 м³/т; электроэнергии - 29,5 кВт·ч.

Время сгущения составляет - 10 часов.

Исходя из вышеуказанных затрат энергии и учитывая что стоимость газа - 2,6 руб/м³, а электроэнергии - 3,2 руб/кВт·ч затраты на сгущение одной тонны кукурузного экстракта составят:

затраты по расходу газа - 450 м³/т×2,6 руб/м³=1170 руб;

затраты по расходу электроэнергии;

29,5 кВт·ч×10 часов×352 руб/кВт·ч=944 руб.

Итого общие затраты составят - 1170 руб+944 руб=3058 руб.

В предложенном способе сгущения экстракта основные затраты приходятся на реагенты гидрокид кальция и гидрооксид натрия.

Стоимость гидроксида кальция - 16 руб/кг, гидроксида натрия - 29,5 руб/кг.

Расход реагентов, гидроксида кальция - 27 кг/т, гидроксида натрия - 14 кг/т.

Затраты по предложенному способу:

29,2 кг/т×16 руб/кг=467 руб; 14 кг/т×29,5 руб/кг=413 руб.

Итого общие затраты составят - 467 руб+413 руб=880 руб.

Исходя из проведенных расчетов экономия средств на сгущение одной тонны кукурузного экстракта составит - 3058 руб-880 руб=2178 руб.

Кроме этого, в процессе сгущения кукурузного экстракта не участвуют выпарные установки, поэтому не будет необходимости в их использовании.

Способ приготовления сырых кормов из побочных продуктов крахмало-паточного производства

Таблица.
Результаты исследований
I этап	II этап	t, °C	m1 осадка	m2 осадка	m
		40	3,86	16,40	20,26
pH-6,0	pH=7,5	45	12,50	18,00	30,50
		50	2,12	18,40	20,52
		55	3,76	18,30	22,06
		40	4,86	17,10	21,96
pH=6,0	pH=8,0	45	12,50	19,70	32,20
		50	2,12	18,90	21,02
		55	3,76	20,60	24,36
		40	3,86	17,30	21,16
pH=6,0	pH=8,5	45	12,50	19,30	31,80
		50	2,12	18,90	21,02
		55	3,76	17,90	21,66
		40	8,78	9,70	18,48
рН=6,5	рН=7,5	45	14,80	11,5	26,30
		50	12,76	9,80	22,56
		55	10,76	12,14	22,90
		40	7,78	9,23	17,01
pH=6,5	pH=8,0	45	14,80	7,60	22,40
		50	11,26	9,20	20,46
		55	10,76	9,90	20,66
		40	7,78	13,50	21,28
pH=6,5	pH=8,5	45	14,80	13,50	28,30
		50	12,26	13,60	25,86
		55	10,76	13,80	24,56
		40	16,60	2,30	18,90
pH=7	pH=7,5	45	16,30	3,10	19,40
		50	14,20	4,40	18,60
		55	17,00	4,80	21,80
		40	16,60	5,00	21,60
pH=7	pH=8,0	45	16,30	4,90	21,20
		50	14,20	6,00	20,20
		55	16,50	6,10	22,60
		40	16,60	5,70	22,30
pH=7	pH=8,5	45	16,30	6,00	22,30
		50	14,20	6,30	20,50
		55	16,50	7,30	23,80