Совершенствование процессов производства и использования плющеного зерна в комбикормовом производстве тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.12, кандидат наук Мануйлов Владимир Владимирович
- Специальность ВАК РФ05.18.12
- Количество страниц 187
Оглавление диссертации кандидат наук Мануйлов Владимир Владимирович
Введение
Глава 1 Современное состояние производства и использования
плющеного зерна в комбикормовом производстве
1.1 Научные основы процесса плющения
1.2 Обзор технологий по производству плющеного зерна
1.3 Оборудование для увлажнения зерна
1.4. Оборудование для влаготепловой обработки зерна
1.5 Оборудование для производства плющеного зерна
1.6 Оборудование для сушки плющеных хлопьев
1.7 Обзор математических моделей процесса плющения
зерновых культур
1.8 Анализ литературного обзора, формулировка цели
и основных задач исследования
Глава 2 Экспериментальные исследования процесса производства хлопьев из зерна ячменя, овса, пшеницы, кукурузы
и гороха
2.1 Методика исследований и описание экспериментальных
установок
2.1.1. Экспериментальная установка для увлажнения зерна
2.1.2. Экспериментальная установка для пропаривания зерна
2.1.3. Экспериментальная установка для плющения зерна
2.2. Исследование процесса увлажнения зерна ячменя водой
2.3. Исследование процесса пропаривания зерна
2.4. Исследование процесса плющения зерна ячменя
2.5. Производственная проверка технологических режимов производства плющенных хлопьев
Глава 3 Математическое описание процессов плющения и
пропаривания при производстве плющеных хлопьев
3.1 Математическая модель процесса плющения зерна в двухвалковой плющилке
3.2 Разработка методики инженерного расчета кондиционера-пропаривателя
3.3. Статистическая модель процесса плющения зерна ... 115 Глава 4 Оценка эффективности использования комбикормов с
плющеным зерном
4.1 Методика проведения зоотехнических исследований
4.2 Эффективность использования стартерных комбикормов с плющеным зерном в кормлении телят
4.3 Эффективность использования комбикормов с плющеным зерном в кормлении поросят
4.4 Расчет экономической эффективности
Глава 5 Разработка технологической линии и конструкций
оборудования для производства плющенного зерна
5.1. Разработка технологической линии производства плющенных хлопьев из зерна
5.2. Разработка отдельных видов технологического оборудования для комплекта оборудования для выработки хлопьев из зерна
5.2.1. Разработка конструкции кондиционера-пропаривателя
5.2.2. Разработка конструкции плющильной машины
5.2.3. Разработка конструкции сушилки-охладителя
5.3. Рециркуляционная сушилка-охладитель
Выводы и основные результаты
Список литературы
Приложения
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Процессы и аппараты пищевых производств», 05.18.12 шифр ВАК
Научно-практические основы тепловой обработки зерновых компонентов в технологии комбикормов2003 год, доктор технических наук Афанасьев, Валерий Андреевич
Разработка технологий и оборудования для производства высокоусвояемых комбикормов для сельскохозяйственных животных, птицы, пушных зверей и рыб ценных пород2022 год, доктор наук Богомолов Игорь Сергеевич
Научное обеспечение процесса микронизации зерновых культур и разработка технологии производства комбикормов из микронизированного зерна2014 год, кандидат наук Кочанов, Дмитрий Сергеевич
Обоснование параметров и режимов работы устройства для фракционирования и очистки зернового вороха перед плющением2013 год, кандидат наук Исупов, Алексей Юрьевич
Повышение эффективности приготовления соевой белковой добавки путем оптимизации параметров штифтового измельчителя2000 год, кандидат технических наук Иванов, Сергей Анатольевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование процессов производства и использования плющеного зерна в комбикормовом производстве»
Введение
Актуальность избранной темы. Приоритеты развития животноводства обозначены в «Государственной программе развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы».
Прочная кормовая база является необходимым условием успешного развития животноводства и определяется, прежде всего, задачами рационального и биологически полноценного кормления животных, с учетом потребности животных в питательных веществах. Только в этом случае возможна полная реализация биологического потенциала продуктивности и продуктивного долголетия животных.
По данным Росстата общий объем производства комбикормов за последнее десятилетие ежегодно увеличивается на 7-11 %. К примеру, в 2017 году было выработано около 22,0 млн. тонн комбикормов, что на 11,0 % больше, чем в 2016 году. К 2020 году планируется довести производство комбикормов до 30 млн. тонн, а к 2025 г. - до 42 млн. тонн. Объём российского рынка комбикормов за 2008-2072 гг. увеличился на 47 %: с 15,1 млн. тонн до 22,2 млн. тонн. Обеспеченность высококачественными комбикормами во многом определяет уровень развития и экономику животноводства, так как в структуре себестоимости животноводческой продукции стоимость кормов достигает 65-70 %. С учетом поставленных задач по подъему животноводства потребность в полноценных комбикормах в России только для сельскохозяйственных организаций составляет на 2020 г. - 40,7 млн. тонн.
Кроме этого потребность в концентрированных комбикормах и кормах для личных хозяйств населения, крестьянских и фермерских хозяйств только на 2017 г. составляет около 20 млн. тонн комбикормов.
Существующее в России комбикормовое производство не позволяет решить проблему растущих потребностей в обеспечении животноводческих,
птицеводческих и рыбоводческих хозяйств высококачественными комбикормами без внедрения новых технологий и технического переоснащения прогрессивным современным оборудованием.
Анализ материально-технической базы комбикормового производства за 2017 г. показал, что наличие технологического оборудования отечественного производства составляет 76,8 %, импортного - 23,2 %.
Серьезной проблемой, сдерживающей развитие животноводства, являлась несбалансированность кормов, причем основная часть несбалансированных кормов в России приходится на потребление крупного рогатого скота (КРС), свиней и других сельскохозяйственных животных. Для существующих технологий переработки кормов характерны высокие энерго- и металлоемкость оборудования, низкое качество готового продукта и др.
По данным Минсельхоза РФ, поголовье коров мясных пород с 1991 по 2007 годы снизилось с 1,5 млн. до 452000 голов. Главной причиной сложившейся ситуации, по мнению экспертов, является отсутствие экономических стимулов для ведения мясного скотоводства. По данным Минсельхоза РФ, в 2010 году поголовье КРС составило порядка 20 млн. гол., что на 700 тыс. меньше, чем в 2009 г., когда показатель составлял 20, 67 млн. гол (сокращение за год 3 %). За пятилетний период поголовье крупного рогатого скота в хозяйствах всех российских производителей сократилось на 1,65 млн. гол. (до 20 млн. гол.). Сокращение поголовья наблюдается как в сельскохозяйственных организациях, так и в хозяйствах населения. Именно по этой причине и снижалась общая численность поголовья: в этих категориях субъектов хозяйствования содержится 92,6 % общей численности поголовья.
В перспективе, согласно Госпрограмме развития АПК на 2013-2020 гг. и подпрограммы «Развитие мясного скотоводства», к 2020 году поголовье специализированного мясного скота должно достичь показателя 3,59 млн. голов (более чем в два раза).
На протяжении пяти лет (2008-2012 гг.) объем производства комбикор-
мов для крупного рогатого скота колебался на отметке 2 млн. т.(2008 г -1964,6 тыс. т; 2009 г. - 1851,8 тыс. т; 2010 г. - 1923,9 тыс. т; 2011 г. - 2156,1 тыс. т; 2012 г. - 2035, 2 тыс. т). Таким образом, рост производства комбикормов для КРС в 2012 г. к 2008 г. составил лишь 2,9 %. Для сравнения за тот же период производство всех видов комбикормов выросло на 45,2 %, комбикормов для птиц - на 51,7 %, а комбикормов для свиней - на 65,3 %.
На рис. 1 приведен прогноз развития мирового рынка комбикормов; на рис. 2 - прогноз производства комбикормов в России).
Рис. 1. Прогноз развития мирового рынка комбикормов
Основная особенность российского рынка комбикормов - значительная зависимость от зерновой отрасли: так, доля зернового компонента в отечественных комбикормах, по-прежнему, составляет 70-75 %, в Европе - до 45 %. По данным БЕЕ АС для производства комбикормов в ЕС-27 среднем используется 48 % зерновых компонентов, 28 % жмыхов и шротов, 12 % побочных продуктов пищевой промышленности, 3 % минеральных и витаминных добавок, 2 % масла и жира, 1 % бобовых, 1 % молочных продуктов, остальное -прочие компоненты. В то же время в Российской Федерации при производстве комбикормов используется до 68 % зерновых компонентов.
50
40
20
0
Рис. 2. Прогноз производства комбикормов в России, млн. тонн
Одним из основных путей интенсификации животноводства является улучшение качества кормов, сокращение их затрат на производство животноводческой продукции. В современных условиях считается очевидным, что одно из главных условий экономного и эффективного расходования кормов -подготовка их перед скармливанием с целью повышения их усваиваемости.
Перспективным направлением производства комбикормов повышенной усваиваемости и доброкачественности является влаготепловая обработка зерна, доля которого в составе комбикормов не ниже 60-70 %. Как известно, зерно злаковых культур содержит свыше 50 % крахмала [48, 49]. Это ценный углевод, но ферментативная система пищеварительного тракта молодняка сельскохозяйственных животных мало адаптирована к перевариванию растительных кормов. Поэтому возникает необходимость в предварительном расщеплении биополимеров корма и переводе их в соединения, доступные действию пищеварительных ферментов [45-47].
Из всех имеющихся способов наиболее приемлемым и эффективным является обработка, заключающаяся в увлажнении, пропаривании и плющении зерна. Плющеное зерно можно широко использовать в рационах крупного рогатого скота, свиней, лошадей. Влаготепловая обработка зерна с последующим плющением способствует улучшению вкусовых качеств и поедаемости
корма, повышает питательную ценность углеводного и протеинового комплексов, снижает затраты организма на переваривание питательных веществ корма, позволяет инактивировать антипитательные вещества и очистить зерно от патогенной и иной микрофлоры. В процессе плющения происходит расщепления сложных углеводов, крахмал утрачивает первоначальную структуру и легче подвергается воздействию ферментов.
Однако, технология плющения до настоящего времени не нашла широкого применения на комбикормовых предприятиях из-за отсутствия отечественного оборудования. В связи с этим разработка технологии и оборудования для выработки хлопьев из зерна для кормления молодняка сельскохозяйственных животных является актуальной.
Представленный анализ отечественного и зарубежного опыта технических и технологических решений в области получения хлопьев из зерна для кормовых целей методом увлажнения, пропаривания и плющения, является основанием для разработки технологии плющения зерна при производстве комбикормов для молодняка сельскохозяйственных животных.
Степень разработанности темы. Совершенствованию технологии производства плющеного зерна уделяется большое внимание, так как она достаточно энергоемка, а следовательно, в значительной степени определяет стоимость готового продукта и, кроме того, оказывает существенное влияние на качественные показатели товарной продукции.
Теоретические основы процесса увлажнении, пропаривании и плющении зерна и их аппаратурное оформление отражены в работах Сыроватки В.И., Сысуева В. А., Перекопского, А. Н., Афанасьева В. А., Romanski L., Черняева Н. П., Чистякова Д.И., Dobrzanski B., G^ska R., Kolowca J., Kupric J. и др.
При этом особое внимание следует уделить разработке плющилок нового поколения, адаптированных для плющения зерновых культур.
Исследования отечественных и зарубежных ученых процессов увлажнении, пропаривании и плющении зерна посвящены, в основном, решению уз-
коспециализированных задач. Разработанные ими подходы к описанию процессов увлажнении, пропаривании и плющении зерна представляют собой попытки теоретического обобщения экспериментальных данных. Однако в настоящее время не существует единого методологического подхода к решению поставленных задач.
Комплексное исследование процессов увлажнении, пропаривании и плющении зерна отсутствует. В связи с этим разработка универсальных подходов для анализа и поиска решений по повышению эффективности процессов увлажнении, пропаривании и плющении зерна является актуальной задачей. Данное исследование посвящено поиску новых научных подходов и практической реализации процессов увлажнении, пропаривании и плющении зерна.
Цели и задачи. Цель диссертационной работы - развитие научно-практических основ процессов производства и использования плющеного зерна в стартерных комбикормах для телят; разработка рекомендаций по проектированию и внедрению в производство высокоэффективных видов оборудования, разработка перспективной технологии, направленной на повышение усвояемости, поедаемости и доброкачественности комбикормов для молодняка сельскохозяйственных животных.
Для достижения цели решались следующие основные задачи:
- исследование кинетических закономерностей процессов увлажнении, пропаривании и плющении зерна с обоснованием рациональных параметров процессов увлажнении, пропаривании и плющении зерна;
- исследование влияния технологических параметров процессов увлажнении, пропаривании и плющении зерна на изменение белково-углеводного комплекса и санитарное состояние плющеных зерен;
- математическое моделирование процесса плющения зерна;
- разработка методики инженерного расчета кондиционера-пропаривателя;
- разработка конструкции кондиционера-пропаривателя, плющилки,
сушилки;
- научное обоснование выбора рецептурного состава комбикорма с использованием плющеных хлопьев для молодняка сельскохозяйственных животных;
- разработка технологии плющеных хлопьев, технологической линии по производству плющеных хлопьев и нормативно-технической документации;
- проведения зоотехнических испытаний стартерных комбикормов с плющеным зерном в кормлении телят для определения эффективности их потребления и внедрение разработанных технологии и оборудования.
Научная новизна. Разработаны новые подходы в обосновании энергосберегающей технологии флокированных зерен, что достигается моделированием и рационализацией процессов увлажнения, пропаривания и плющения.
Выявлены основные кинетические закономерности процессов увлажнения, пропаривания и плющения и характер влияния длительности пропарива-ния и расхода пара на степень клейстеризации крахмала.
Разработана математическая модель процесса плющения зерна для оценки влияния окружной скорости и диаметра валков на производительность и удельный расход энергии плющилки.
Установлен характер влияния деструкции набухших крахмальных зерен на клейстеризацию и переваримость крахмала, на соотношение белковых фракций, на общую бактериальную обсемененность плющеных хлопьев.
Теоретическая и практическая значимость работы. Определены и обоснованы рациональные технологические режимы процессов увлажнении, пропаривании и плющении зерна при производстве стартерных комбикормов с плющеным зерном в кормлении телят.
Разработана методика инженерного расчета кондиционера-пропаривателя. Разработана конструкторская документация и изготовлены опытные образцы кондиционера-пропаривателя, плющилки и сушилки-охладителя.
Получены рецепты стартерных комбикормов с использованием плющеных хлопьев для молодняка сельскохозяйственных животных, обладающие высокой биологической и энергетической ценностью, и со сбалансированными по питательной ценности компонентами, способствующие росту привесов, сокращению сроков откорма и снижению затрат корма.
Разработана новая технология производства плющеных хлопьев для производства стартерных комбикормов для молодняка сельскохозяйственных животных. На основе экспериментальных исследований разработан стандарт организации СТО 00932117-001-2018 (технические условия) «Комбикорма-концентраты стартерные для телят с использованием плющеных зерен». Разработана технологическая линия по производству плющеных хлопьев для производства стартерных и престартерных комбикормов, способствующих росту привесов, сокращению сроков откорма, увеличению среднесуточного удоя молока, снижению затрат корма.
Достоверность научных разработок подтверждена промышленным производством партии стартерных комбикормов-концентратов для телят и поросят с использованием плющеных зерен на АО «Воронежский экспериментальный комбикормовый завод».
Методология и методы диссертационного исследования. Методологическая база исследования основана на комплексе общенаучных (анализирование и синтезирование, интерпретация полученных результатов, проверка адекватности теоретических выкладок посредством проверки на практике и др.) и частно-научных (абстрактно-логический, эмпирический и вероятностный методы, моделирование и др.) познавательных методов.
Теоретико-методологической основой исследований являются труды отечественных и зарубежных авторов в области теории и техники влаготепло-вой обработки и плющения зерна, в частности, работы Сыроватки В.И., Сысуева В. А., Перекопского, А. Н., Афанасьева В. А., Romanski L., Черняева Н. П., Чистякова Д.И., Dobrzanski B., G^ska R., Kolowca J., Kupric J. и др.
Работа проводилась в соответствии с планом научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ АО «ВНИИКП» и планом госбюджетной НИР кафедры технологии хлебопекарного, кондитерского, макаронного и зерноперерабатывающих производств ФБГОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий».
Цель исследования достигнута благодаря обобщению и анализу классических и новых аналитических и эмпирических методов изучения процессов увлажнении, пропаривании и плющении зерна, на базе известных научных достижений и основополагающих работ в области производства стартерных комбикормов с плющеным зерном в кормлении телят и поросят, положениям которых соответствуют выводы и рекомендации, представленные в работе. Методическое обеспечение и разработанные конструкции пропаривателя-кондиционера, плющилки и сушилки-охладителя не противоречат известным апробированным методикам рационального проектирования и конструирования аппаратов. Исследования и реализация математической модели процессов увлажнении, пропаривании и плющении зерна проводились с использованием современных математических программ, приборов и оригинальных установок.
Положения, выносимые на защиту:
- рецептуры стартерных комбикормов для молодняка сельскохозяйственных животных (телят и поросят) с использованием плющенного зерна и с пониженным содержанием сахара, сухого молока, других белковых компонентов, которые полностью или частично заменялись хлопьями гороха, шелушенного овса и ячменя;
- исследование основных закономерностей процесса увлажнении, про-паривании и плющении зерна, оценка их эффективности и обоснование выбора наиболее рациональных технологических режимов;
- математическая модель процесса плющения зерна для оценки влияния окружной скорости и диаметра валков на производительность и удельный расход энергии плющилки;
- эффективность использования стартерных комбикормов для телят в возрасте от 10 до 75 дней и для поросят в возрасте 9-42 дня с применением плющенного зерна и с пониженным содержанием сахара, сухого молока, других белковых компонентов, которые полностью или частично заменялись хлопьями гороха, шелушенного овса и ячменя;
- технология производства плющеных хлопьев для производства стартер-ных комбикормов для молодняка сельскохозяйственных животных.
На основе исследований разработан стандарт организации СТО 00932117-001-2018 (технические условия) «Комбикорма-концентраты стар-терные для телят и поросят с использованием плющеных зерен».
Степень достоверности. Содержащиеся в работе научные положения, выводы и рекомендации основываются на фундаментальных физических законах и не противоречат им. Они хорошо согласуются с теоретическими концепциями, общепринятыми в данной области исследований. Достоверность исследований и результатов проведенных исследований базируется на использовании апробированных математических методов. Полученные расчетные соотношения подвергнуты тщательной экспериментальной проверке. Расчет средней относительной ошибки не превышает 6,3 %. При этом соискатель опирается на полученные им экспериментальные данные и кинетические закономерности увлажнении, пропаривании и плющении зерна. Все научные положения, выводы и рекомендации, изложенные в диссертации, обоснованы и подтверждены экспериментальными исследованиями и материалами, которые полностью соответствуют данным протоколов опытов.
Достоверность разработанной математической модели исследуемого увлажнении, пропаривании и плющении зерна подтверждается проведением проверки на адекватность реальному эксперименту.
Основные положения, выводы и рекомендации одобрены при выступлениях диссертанта на научно-технических и научно-практических конференциях.
Апробация результатов. Основные результаты исследований по теме
диссертационной работы докладывались на международных и всероссийских, научно-технических и научно-практических конференциях (Уфа, 2017), (Самара, 2017); (Москва, 2017) и на отчетной научной конференции ВГУИТ (Воронеж, 2017).
Результаты работы демонстрировались на выставке «Евразийский деловой союз» (Москва, 2017), по итогам которой работа награждена дипломом.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, получен 1 патент на изобретение.
Автор выражает признательность научному руководителю, профессору Афанасьеву Валерию Андреевичу за оказанную помощь, консультации и ценные замечания, сделанные при выполнении диссертационной работы, а также искренне благодарен коллективам АО «ВНИИКП» и кафедры технологии хлебопекарного, кондитерского, макаронного и зерноперерабатывающих производств ФБГОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий».
Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПЛЮЩЕНОГО ЗЕРНА В КОМБИКОРМОВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
1.1. Научные основы процесса плющения
Плющение используется для повышения питательной ценности зерна при производстве комбикормов для молодняка сельскохозяйственных животных. [7, 105]. В сочетании с плющением известны и нашли применение следующие способы обработки зерна: холодное кондиционирование с отволажи-ванием; горячее кондиционирование с отволаживанием; пропаривание; про-паривание с подсушиванием; «сухой» нагрев; нагрев токами высокой частоты; нагрев инфракрасными лучами [8, 30, 33, 34, 35, 39, 44, 74, 113].
Технология плющения позволяет добиться следующих преимуществ: уменьшение расхода электроэнергии по сравнению с дробилкой в 4 раза; малое количество образующейся муки; снижение слипания корма и улучшение усвояемости его животными; увеличение набухания подготовленной зерновой массы в жидкой среде желудка, что уменьшает время кормления животных; сохраняемость питательных веществ и витаминов в зерне из-за отсутствия сушки зерна; повышение прироста при откорме свиней на 8,5-14,3 %; экономия на 10 % кормов для животных и птицы [1, 90-92, 101, 105, 111, 112].
Согласно сведениям НИИ НАН Беларуси [109, 110], плющеное зерно полнее усваивается сельскохозяйственными животными. При плющении происходит частичное ферментативное расщепление, декстринизация крахмала, «растворение» протеиновых оболочек крахмальных зерен в результате биохимических процессов, происходящих в рубце животного. Доля сахаров в плющеном зерне возрастает в 2-3 раза. Все это способствует улучшению питательной ценности углеводного и протеинового компонентов, уменьшает содержание непитательных веществ, по сравнению с дробленым зерном.
В зерновом сырье основным источником доступной энергии является крахмал. Недостаточная активность амилолитических ферментов у молодняка животных - одна из главных причин его затруднительной переваримости. Возникает необходимость в деструкции крахмала и переводе его в более простые вещества. Как правило, плющению подвергается зерно, предварительно прошедшее гидротермическую обработку [7]. При обработке зерна паром происходит его нагрев и увлажнение. Нагрев осуществляется за счет конденсации пара, а также конвективной теплоотдачи парового потока.
Пропаривание зерна сопровождается увеличением его влажности, причем приращение влажности будет определяться условиями процесса: состоянием слоя обрабатываемого зерна, условиями и характером обтекания зерен потоком пара, параметрами и количеством пара, длительностью воздействия пара. При разработке режимов процесса необходимо стремиться к тому, чтобы вся влага, внесенная паром, была поглощена зерном.
Каждому виду зернового материала соответствует своя оптимальная технологическая влажность для плющения между гладкими валками, которая варьирует в пределах 22-26 %. При влажности зерна менее 16 % выход хлопьев резко падает, так как вследствие недостаточной эластичности эндосперма происходит простое дробление зерна. При нагревании поверхностное натяжение воды уменьшается, и процесс ее проникновения к крахмальным зернам значительно ускоряется [3, 8, 31, 35]. Эффективность увлажнения зерна влажным паром очень высокая, особенно, в начальный период до полного насыщения водой. Увеличение расхода пара незначительно интенсифицирует процесс увлажнения зерна [7, 53, 55, 86].
Под воздействием теплоты и влаги в зерне протекают сложные биохимические процессы, в результате которых происходит деструктуризация углеводного и белкового комплексов, а также изменение липидов зерна [24, 106].
Крахмал подвергается гидролизу, в процессе которого образуются полисахариды - декстрины, по молекулярному весу занимающие промежуточ-
ное положение между крахмалом и олигосахаридами. Процесс декстриниза-ции сопровождается снижением вязкости суспензий, повышением содержания водорастворимых веществ, изменением количества редуцирующих сахаров в водном экстракте [12-14, 18, 22, 23, 52, 53, 55].
Нагрев зерна в присутствии влаги вызывает клейстеризацию крахмала, причем степень клейстеризации возрастает с увеличением продолжительности влаготепловой обработки. Повышение давления пара ускоряет процесс клей-стеризации и способствует накоплению декстринов в зерне и снижению содержания сырой клетчатки [3, 5, 6-10, 40-43, 51, 54].
Под влиянием влаги происходит набухание зерна, усиливающее пластические деформации. В зерновой структуре происходит ослабление молекулярных связей, что уменьшает требуемое усилие на механическую деформацию сжатия при плющении. Процесс плющения пропаренного зерна значительно интенсифицирует процесс клейстеризации и декстринизации крахмала [2, 7, 26]. Причем больший эффект плющения проявляется при непродолжительном пропаривании. По-видимому, при этих условиях в зерне возникают значительные внутренние напряжения, вызванные быстрым нагревом и набуханием, которые при плющении способствуют разрыву оболочек крахмальных зерен. Установлено, что при плющении зерна клейстеризация крахмала увеличивается примерно на 25-30 % и не зависит от начального значения.
Кроме того, на степень клейстеризации крахмала влияет величина зазора между валками плющильного станка. Считается что, при уменьшении зазора на 0,1 мм снижается объемная масса, резко возрастают энергозатраты, а также при этом ухудшаются технологические свойства хлопьев [34, 64].
Исследованиями влияния плющения зерна ячменя между гладкими валками на степень деструкции крахмала установлено, что максимальное разрушение крахмальных зерен происходит при влажности ячменя 16,5-18,5 % и зазоре между валками 0,4-0,5 мм. При дальнейшем уменьшении зазора между валками зерно подвергается дроблению, хлопья получаются хрупкими с не-
удовлетворительными технологическими свойствами. Снижение содержания декстринов в хлопьях при влажности зерна более 18,5 % авторы объясняют увеличением эластичности стенок крахмальных гранул [34]. В работах, посвященных изучению процесса плющения зерна, отмечается повышение переваримости крахмала в 2,0-2,5 раза по сравнению с исходным зерном, увеличение степени клейстеризации крахмала с увеличением длительности пропари-вания зерна, снижение растворимости белка за счет его денатурации без снижения коэффициента переваримости при фиксированной продолжительности пропаривания [4, 11, 35, 38, 73].
Таким же глубинным изменениям подвергается и протеин зерна. По своим физико-механическим свойствам белки многообразны. Они представлены, в основном, альбуминами, глобулинами, проламинами, глютаминами. Исследованиями установлено, что мягкие режимы гидротермической обработки не влияют на содержание общего азота в зерне [8, 127]. Более жесткие режимы вызывают большие изменения азотсодержащих веществ, а также уменьшает их общее содержание за счет образования летучих азотистых соединений в процессе реакции меланоидинообразования.
Похожие диссертационные работы по специальности «Процессы и аппараты пищевых производств», 05.18.12 шифр ВАК
Технология хлопьев быстрого приготовления с использованием биоактивированного зерна ржи2015 год, кандидат наук Афонасенко, Кирилл Валентинович
Повышение эффективности подготовки к скармливанию соевого зерна путем разработки технологии и линии для его проращивания1999 год, кандидат технических наук Бибик, Ирина Васильевна
Повышение эффективности технологий и технических средств очистки и плющения фуражного зерна2021 год, доктор наук Казаков Владимир Аркадьевич
Усовершенствование технологии производства пшеничных хлопьев готовых к употреблению2015 год, кандидат наук Куропаткина, Ольга Викторовна
Совершенствование конструкции и оптимизация конструктивно-технологических параметров питающего устройства плющилки зерна2020 год, кандидат наук Мошонкин Александр Михайлович
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Мануйлов Владимир Владимирович, 2019 год
Библиография
[1] Федеральный закон «О стандартизации в Российской Федерации» от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ
[2] Правила бактериологического исследования кормов, утвержденные Главным управлением ветеринарии Министерства сельского хозяйства СССР 10.06.75 г.
[3] НД № 13-7-2/216 (КУ-94) Инструкция о радиологическом контроле качества кормов. Контрольные уровни содержания радионуклидов цезия-134, -137 и стронция-90 в кормах и кормовых добавках, утвержденные Главным Государственным ветеринарным инспектором России 01.12.1994 г.
[4] НД № 123-4/281-8 Временный максимально допустимый уровень (МДУ) содержания некоторых химических элементов и госсипола в кормах для сельскохозяйственных животных и кормовых добавках, утвержденный Главным управлением ветеринарии Госагропрома СССР 07.08.87 г.
[5] НД № 117-11б Предельно-допустимые остаточные количества пестицидов в кормах для сельскохозяйственных животных, утвержденные Главным управлением ветеринарии Министерства сельского хозяйства СССР 17.05.77 г.
[6] НД № 143-4/78-5а Нормы предельно допустимой концентрации нитратов и нитритов в кормах для сельскохозяйственных животных и основных видах сырья для комбикормов, утвержденные Главным управлением ветеринарии Минсельхоза СССР 18.02.89 г.
[7] НД № 434-17 Максимально-допустимый уровень микотоксинов в кормах, утвержденные Главным управлением ветеринарии Министерства сельского хозяйства СССР 01.02.89 г.
[8] Единые ветеринарные (ветеринарно-санитарные) требования, предъявляемые к товарам, подлежащим ветеринарному контролю (надзору), утвержденные Решением Комиссии Таможенного союза № 319 от 18.06.2010 г.
[9] Технический регламент Таможенного союза «О безопасности упаковки» (ТР ТС 005/2011)
[10] Методические рекомендации по обеспечению расчетов рецептов комбикормовой продукции с целью увеличения потребности в продукции растениеводства, используемой на корм животным, М., 2009
ОКС 65.120 С 14 ОКПД 2
10.91.10.181
ОКПД 2 10.91.10.183
Ключевые слова: комбикорма-концентраты стартерные, телята, поросята, технические требования, массовая доля, органолептические показатели, показатели кормовой ценности, показатели безопасности, приемка, методы испытаний, хранение, транспортирование
УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор АО «Воронежский экспериментальный комбикормовый завод», кандидат технических наук
уЫ. Ю. Ситников « 2У» 18 г.
:
АКТ
о промышленном производстве партии стартерных комбикормов-концентратов для телят и поросят с использованием плющеных зерен
Мы, нижеподписавшиеся, представитель АО «Воронежский экспериментальный комбикормовый завод»: заместитель генерального директора по производственно-технологическому контролю Корчагина Л. Д. и от АО «Всероссийский научно-исследовательский институт комбикормовой промышленности»: заместитель генерального директора по производству Ефремов К. И., старший научный сотрудник технологического отдела Мануйлов В. В., составили настоящий акт в том, что в период с 12 января 2018 г. по 23 апреля 2018 г. на Воронежском экспериментальном комбикормовом заводе были выработаны пробные партии стартерных комбикормов-концентратов с использованием плющеных зерен для телят и поросят.
В результате были выработаны опытные партии стартерных комбикормов-концентратов с использованием плющеных зерен для телят и поросят по следующим рациональным режимам, определенным В.В. Мануйловым:
- температура воды для увлажнения зерна - 40-60 °С; продолжительность - 1-2 минуты до влажности 15-19 % (ячмень, пшеница -15-17 %; овес -15-16 %; кукуруза, горох - 17-19 %); длительность отволаживания пшеницы, шелушенных ячменя и овса, цельного зерна ячменя и овса - 2-4 часа; кукурузы и гороха - 4-6 часов;
- пропаривание увлажненного зерна пшеницы, шелушенных и нешелушенных ячменя и овса осуществлялось в течение 10-20 минут при
температуре 80-100 °С до влажности 19-20 %; кукурузы и гороха - в течение 20-30 минут до влажности 20-21 %;
- величина зазора между валками плющилки составляла - 0,5-0,6 мм для пшеницы, шелушенных и нешелушенных ячменя и овса; 0,8-1,0 мм - для кукурузы и гороха.
Испытания показали, что опытные партии стартерных комбикормов-концентратов с использованием плющеных зерен для телят и поросят, произведенные по рецептам, приведенным в табл. 1 и 2, по своим органолептиче-ским показателям (внешний вид, цвет, запах), по показателям кормовой ценности и крупности комбикорма, по показателям безопасности комбикорма, соответствовали требованиям СТО 00932117-001-2018 «Комбикорма-концентраты стартерные для телят и поросят с использованием плющеных зерен» (технические условия).
Таблица 1 - Рецепты стартерных комбикормов-концентратов
для телят в возрасте от 10 до 75 дней __В процентах
Наименование компонентов Номера рецептов
КР-1-1 КР-1-2 КР-1-3 КР-1-4
Ячменные хлопья измельченные 40,0 - - -
Овсяные хлопья измельченные 11,4 - - -
Ячменные хлопья не измельченные - 40,0 40,0 45,0
Овсяные хлопья не измельченные - 11,4 14,0 7,5
Гороховые хлопья измельченные 5,0 - - -
Гороховые хлопья не измельченные - 5,0 10,0 17,9
Шрот соевый 8,9 8,9 13,9 16,5
Дрожжи кормовые 5,0 5,0 5,0 5,0
Сухое молоко 18,0 18,0 9,0 -
Травяная мука 4,0 4,0 4,0 4,0
Сахар 4,0 4,0 - -
Трикальций фосфат 0,9 0,9 0,9 0,9
Соль поваренная 0,5 0,5 0,5 0,5
Мел кормовой 1,3 1,3 1,7 1,7
Премикс П 62-1 1,0 1,0 1,0 1,0
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.