Использование отходов пищевой промышленности на корм скоту
Одна из насущных проблем пищевой промышленности – внедрение эффективных методов переработки вторичного сырья. В пищевой промышленности основную долю вторсырья составляют биологические отходы. При нынешних объемах производства их количество составляет несколько сотен тысяч тонн в год. Производство кормовых добавок из биоотходов значительно увеличивает рентабельность.
Что такое биологические отходы
Биологическими отходами называют органические отходы, которые образуются в процессе пищевого производства и в сельском хозяйстве. К ним относятся отходы пищевого производства, ветеринарные конфискаты, а также трупы сельскохозяйственных животных, допущенные органами ветеринарного надзора к переработке. При разложении биоотходы выделяют токсичные и дурно пахнущие вещества, а также служат питательной средой для различной вредной микрофлоры – микроскопических грибов и бактерий, заражающих почву, воздух, грунтовые воды и водоемы. Но вместе с тем биологические отходы представляют собой ценное вторсырье, которое можно использовать как исходный материал для производства кормов.
Проблема утилизации биологических отходов в России
В настоящий момент в России перерабатывается всего около 20 % биоотходов.
А ведь большая часть их на законодательном уровне запрещена к захоронению!
Нынешние экономические условия, а также ужесточение экологических норм требуют использования высокоэффективных
энергосберегающих технологий, мало- или полностью безотходных. Один из самых актуальных вопросов – внедрение безвредных в экологическом отношении методов производства.
Старых советских цехов, которые производили мясокостную муку и были ранее на крупных предприятиях по переработке, а также ветсанутильзаводов осталось очень мало. Многие подобные заводы давно не функционируют, а оставшиеся с объёмом отходов не справляются. Кроме того, и на таких заводах, и на множестве предприятий с собственным производством животной муки технологии и оборудование морально и физически устарели. Поэтому утилизация биологических отходов очень важна.
Традиционные технологии
Существует технология производства из отходов мясокостной, рыбной и прочей муки. Такая мука получается в результате длительной варки измельченных отходов в вакуумных горизонтальных котлах с последующими сушкой и измельчением.
Когда-то эта технология решала одновременно два вопроса: утилизацию отходов и получение кормовой добавки. Но с годами стали заметны высокий уровень энергозатрат, дополнительная нагрузка на водоочистные сооружения и низкая экологическая безопасность из-за образования стоков и газовых выбросов.
Кроме того, прибавка в весе животного или птицы зависит не только от содержания сырого белка в корме, а и от степени его усваиваемости. По некоторым данным, доля легко усваиваемой формы белка в мясокостной муке не превышает 40 %. Оставшаяся часть из-за длительной варки переходит в трудно расщепляемую форму и в конечном счете увеличивает не привес, а выход навоза, тем самым усугубляя проблему его утилизации.
В последнее десятилетие российская комбикормовая промышленность стала переходить на грануляцию кормов.
Гранулированные корма пользуются достаточно большим спросом, поскольку имеют ряд преимуществ: более легкая транспортировка и хранение, повышение усвояемости
Но поскольку процесс грануляции идет лишь при 80–90 градусах, то, в отличие от экструдированных кормов, крахмал в легко перевариваемые сахара не переводится. По сравнению с экструдированными кормами гранулированные имеют более низкую перевариваемость и меньшую стерильность.
Страны имеющие ядерное оружие – США и Франция.
Утилизация животных – тема, распространенная среди узких специалистов. Подробности в этой статье.
Поражающие факторы ядерного оружия включает в себя несколько ступеней воздействия. Подробности по этой https://greenologia.ru/eko-problemy/vidy-ximicheskogo-oruzhiya.html ссылке.
Экструдированные корма нового поколения
Большинство стран с высокотехнологичным сельским хозяйством перешли на производство кормов нового поколения с
использованием технологий экструдирования. Экструзионная переработка позволяет удвоить питательную ценность корма, благодаря чему растет привес скота и увеличиваются надои, а заболеваемость и случаи внезапной гибели животных резко снижаются.
При экструзии биологических отходов сырье за счет сухого трения подвергается кратковременному воздействию высоких давления и температуры. Такой метод позволяет получить корма, имеющие высокую усвояемость. Конечный продукт, или экструдат, по сути, представляет собой растительный корм, обогащенный белками и жирами в максимально перевариваемой форме. Высокая рабочая температура позволяет получать практически стерильный продукт.
При использовании экструдированных кормов усвояемость пищи увеличивается почти на 40 %. Надои, среднесуточные привесы, яйценоскость и размеры яиц увеличиваются в среднем на 25 %. Кроме того, в результате использования экструдированного корма снижается общее потребление пищи и почти в два раза уменьшается число желудочно-кишечных заболеваний.
Технология экструзионной переработки
В основе работы экструдера лежит выдавливание первичного сырья при высоких давлении и температуре, образующихся за счет сухого трения, через специальные формы в стволе экструдера, называемые формующими фильерами. В стволе экструдера последовательно проходят операции перемешивания, сжатия, измельчения, нагрева, варки, стерилизации и формования конечного продукта.
В экструдере есть несколько рабочих зон. Из зоны загрузки сырье перемещается в зону пластикации, где температура повышается до 80–130 °С, а давление увеличивается. Затем на получившуюся однородную массу вновь действует давление (до 50 атмосфер) и повышенная температура (до 100–150 °С), и желеобразная масса продавливается через матрицу с фильерой.
Когда масса выходит из фильеры экструдера, давление сразу же падает и влага мгновенно испаряется из продукта. Готовый продукт имеет пенистую структуру. Благодаря жесткой термической обработке и высокому давлению клетки микроскопических грибов и бактерий погибают, что обеспечивает стерильность продукта и продолжительность хранения.
Особенность экструзионной технологии: необходимо, чтобы исходная влажность сырья не превышала 25–30 %. Поэтому измельченные отходы смешивают с сухим растительным наполнителем в соотношении один к трем или один к пяти. В результате масса конечного продукта в три – пять раз больше массы исходных биоотходов, а содержание белка в экструдате ненамного выше, чем в растительном наполнителе. Обычно наполнителем является фуражное зерно, но можно также использовать некондиционное зерно и зерновые отходы (отруби), жмых и тому подобное.
Внедрение экструзионной переработки биологических отходов в России
В настоящее время есть несколько российских заводов, выпускающих экструдеры для переработки биологических отходов. В их число входят:
- «Агро-Стимул»,
- «Экспро М»,
- «КМЗ» и другие.
Поставляют подобное оборудование также некоторые европейские и американские компании
Оборудование для экструзионной линии стоит дешевле, чем варочное оборудование для такого же количества отходов. Кроме того, экструдеры многофункциональны. Их используют для переработки не только биоотходов, но и всех видов зерновых культур, сои и жмыхов. Такая технология гораздо более экологична, чем варочная, поскольку не образуются жировые стоки.
Эструдеры различной мощности рассчитаны на переработку от 50 кг до нескольких тонн в час, поэтому их можно использовать при любом объеме отходов. Таким образом, использование экструзионной технологии выгодно малым и средним предприятиям, имеющим ограниченный бюджет и сравнительно небольшой объем отходов.
Источник
Значительным резервом укрепления кормовой базы хозяйств является рациональное использование отходов пищевой, легкой и других видов промышленности, получаемых при переработке сельскохозяйственных продуктов. Включение в состав рационов отходов свеклосахарного, крахмального, маслоэкстракционного, спиртового, пивоваренного и мукомольного производства существенно расширяет ассортимент кормовых средств для сельскохозяйственных животных, способствует повышению их продуктивных качеств и приносит значительный экономический эффект.
Отходы свеклосахарного производства – диффузионные остатки (жом) и кормовая патока (меласса) получаются при производстве сахара из сахарной свеклы. A.M. Венедиктов, П.И. Викторов, Н.В. Груздев и др. (1988) рекомендуют жом высушивать, прессовать или силосовать, а скармливать его вместе с соломенной резкой, концентратами, азотистыми добавками (мочевина, ди-аммонийфосфат), глауберовой солью или мелассой.
Мелассу включают в состав комбикормов и гранул. В состав комбикормов для свиней ее вводят до 5% и для крупного рогатого скота – до 7%.
По сообщению М.Ф. Гайнетдинова (1978), азот карбамида наиболее полно используется жвачными животными при наличии в рационе достаточного количества легкопереваримых углеводов, и для этой цели лучше всего подходит меласса. Благодаря высокому содержанию сахара и минеральных веществ она способствует усиленному развитию микроорганизмов в рубце жвачных, хорошему использованию ими карбамида и уменьшению его токсичности.
Включение в рационы мелассы совместно с мочевиной дает хорошие результаты повышения продуктивности крупного рогатого скота.
Отходы маслоэкстракционного производства – это жмыхи (при прессовом производстве), шроты (при экстракционном), лузга, шелуха, фосфатиды. По данным Г.Д. Гуменгока, A.M. Жадана, А.Н. Коробко, Н.Н. Задохина (1983), основное количество подсолнечниковых жмыхов и шротов используется для производства комбикормов, где они занимают от 4 до 50%, а в состав белково-витаминных добавок их включают 40-50%. Жмыхи и шроты относят к высокобелковым кормам, протеин которых является источником незаменимых аминокислот для всех видов сельскохозяйственных животных.
Соевые жмых и шроты получают при производстве соевого масла. С.Я. Зафрен (1977) сообщает о том, что соевые жмых и шрот представляют собой отличный корм для сельскохозяйственных животных и птицы.
Горчичный жмых, как и другие жмыхи из семян крестоцветных, используются в качестве кормового средства. Однако А.П. Калашников и др. (1983) рекомендуют перед скармливанием подвергать его тепловой обработке.
Рапсовые жмых и шрот необходимо перед скармливанием подвергать влаготепловой обработке, после чего проверять на наличие эруковой кислоты и глюкозинолатов. При получении жмыха и шрота из безэруковых и низко-глюкозинолатных сортов рапса можно скармливать их животным всех видов.
В исследованиях установлено, что переваримость органических веществ составляет 67%, протеина – 81,0%, жира – 83,0, клетчатки -21, БЭВ – 73% (A.M. Венедиктов, П.И. Викторов, Н.В. Груздев и др., 1988).
По данным А.И. Гречушкина (2005), фуз-отстой является высокоценным в кормовом отношении отходом производства, содержащим 75-88% экстрагируемых эфиром веществ, из которых до 20% приходится на долю фос-фолипидов. Концентрация азотсодержащих веществ в фузе составляет около 10%. Химический состав данного отхода производства подвержен значительным колебаниям. Фуз-отстой может быть использован в кормлении крупного рогатого скота с целью увеличения энергетической питательности и повышения субстратной обеспеченности животных. При этом включение данного отхода производства в рацион молодняка крупного рогатого скота с КОЭ=9,7-10,0 МДж/кг СВ в количестве 180-250 г/гол. в сут. обеспечивает повышение интенсивности роста животных на величину до 11%, способствуя увеличению убойного выхода на 0,6-2,0%. Экономический эффект от использования фуза в дозировке 250 г/гол. в кормлении л актирующих коров составляет 4-9 руб./гол. в сут. Однако наиболее рациональной технологией использования фуза-отстоя является скармливание данного корма в составе экструдирован-ной концентратно-минеральнои кормосмеси. Использование этого метода обеспечивает увеличение рентабельности производства молока на 5-9%.
Источник
Производства по переработке пищевого сырья дают большое количество отходов, которые, в том числе и после биотехнологической модификации, представляют определенную кормовую ценность для сельскохозяйственных животных и птицы.
Крахмальное производство.При производстве крахмала из картофеля клубни растирают на терках в кашу. Далее из нее на ситах вымывают водой крахмал. При этом зерна крахмала проходят с водой через сито, а на сите остаются клеточные оболочки с небольшим количеством крахмала. Это мезга. Из 100 ц картофеля в среднем получается 75 ц мезги. Мезга содержит до 86 % воды, 10 – 12 % безазотистых экстрактивных веществ, немного клетчатки, протеина и золы. Мезгу скармливают в основном крупному рогатому скоту и свиньям в сыром или вареном виде от 10 до 30 кг в день. Возможно силосование мезги. Мезга влажностью 70 – 75 % силосуется хорошо, особенно с применением закваски из молочнокислых бактерий.
Спиртовое производство. Технологический процесс производства спирта состоит в осахаривании крахмала солодом и в переводе сахара в спирт при брожении под действием дрожжей. Результат брожения – зрелая бражка, из которой отгоняют спирт и в остатке получают барду. В среднем из сухого вещества сырья (крахмалистый продукт, солод и дрожжи) в барду переходит около трети. В зависимости от материала, взятого для приготовления спирта (картофель, рожь, кукуруза, патока), кормовое достоинство барды различно. Все виды барды содержат в свежем состоянии 92 – 94 % воды. Сухое вещество хлебной и картофельной барды богато белком (20 – 25 %), бедно жиром и клетчаткой, в небольшом количестве содержит свободные органические кислоты. Барда, получаемая при переработке на спирт патоки, отличается высоким содержанием небелковых азотистых соединений и минеральных веществ, особенно калия. Хлебную и картофельную барду используют преимущественно для кормления крупного рогатого скота. Взрослым животным дают 70 – 80 л барды в сутки, молочным коровам – 25 – 35 л, рабочим лошадям – 12 – 18 л. Скармливают барду обычно свежей, так как на воздухе она быстро закисает, покрывается плесенью, загнивает. Свежая барда содержит 0,4-0,5% свободных молочной и уксусной кислот, рН – 4,2-4,4. При такой активной кислотности барда может сохраниться, если ее изолировать от воздуха. Консервируют барду путем силосования. Свежую барду с завода направляют по бардопроводу в ямы или траншеи, при этом жидкость уходит в почву или ее сливают после отстоя, а гуща остается в яме. Яму постепенно заполняют доверху сгущенной бардой. Для изоляции от воздуха над поверхностью осевшей гущи оставляют слой жидкости (около 15 см). В силосованной барде содержание сухого вещества повышается до 18 – 22 %. Барду можно силосовать с сухими кормами, например, с соломенной резкой.
Пивоваренное производство. Производство пива слагается из приготовления солода, варки сусла и его сбраживания. Солод готовят из ячменя. При этом зерно намачивают и проращивают в течение 7 – 10 дней. Проросшие зерна ячменя – зеленый солод – высушивают, с них удаляют ростки, которые содержат вещества, ухудшающие вкус пива. При высушивании ростки становятся хрупкими и легко сбиваются трением зерен друг о друга во вращающемся цилиндре. Отбитые ростки отделяют просеиванием на ситах и используют как кормовое средство под названием солодовые ростки. Солодовые ростки содержат около 11 % воды, до 24 % сырого протеина. По общей питательности солодовые ростки значительно уступают зерну и отрубям. Солодовые ростки содержат бетаин и холин. Они придают продукту слегка горьковатый вкус, из-за которого животные не всегда сразу и охотно едят данный корм, но постепенно к нему привыкают. Скармливают ростки размоченными, в виде густой каши молочным коровам, молодняку и свиньям.
Пивная дробина в сыром виде содержит около 75 % воды. Ее сухое вещество состоит из плодовых и зерновых оболочек и прочих остатков ячменя, нерастворимых в воде. Так как на приготовление пивного сусла идут углеводы зерна, то сухое вещество пивной дробины значительно богаче протеином (около 25 %), чем исходный материал. Свежую пивную гущу по 12 – 16 кг в сутки скармливают молочному скоту, свиньям. При хранении пивная гуща быстро портится. На крупных заводах свежую пивную дробину иногда сушат. Сушеная дробина является хорошим концентрированным кормом. Она близка по составу и общей питательности к пшеничным отрубям.
Пивные дрожжи – ценный кормовой продукт пивоваренного производства. В свежем виде они содержат около 85 % воды. В сухом веществе около 50 % составляет протеин. Сухие дрожжи занимают первое место среди кормов по содержанию легкопереваримого белка. Белок дрожжей по биологической ценности считают близким к животным белкам. Дрожжи служат источником витаминов комплекса В. В дрожжах содержатся ферменты (протеазы, нуклеазы и др.), которые возбуждают аппетит животных. Сырые дрожжи дают молочному скоту по 10 – 20 кг в сутки, свиньям – 1 – 5 кг. Сухие дрожжи считаются хорошим кормом для всех животных, особенно для свиней: свиньям дают 200 – 600 г в день, молочным коровам – до 2 кг.
Свеклосахарное производство. При производстве сахара свеклу измельчают в тонкие стружки, которые загружают в большие сосуды – диффузоры. Там из свекольной стружки сахар вымывается горячей водой. Получается диффузионный сок, который идет на дальнейшую переработку. В диффузорах остаются диффузионные остатки, или жом. Диффузионный сок сгущают увариванием в вакуум-аппаратах, пока из него не выкристаллизуется сахар. Получается густая масса – утфель. Она состоит из кристаллов сахара и светло-бурой липкой жидкости – патоки. Сахар от патоки отделяют в центрифугах. При этом последовательно получается сахарный песок разных сортов: от желтого до белого. Стекающая с желтого песка густая темная патока, содержащая труднокристаллизующийся сахар, является отходом производства и продается с заводов как кормовой продукт. Таким образом, кормовая патока является сгущенным и в значительной степени обессахаренным свекловичным соком. Свежий жом содержит до 93 % воды. Его сухое вещество состоит преимущественно из углеводов, хорошо переваримо. По общей питательности жом близок к наиболее водянистым корнеплодам. Жом очень беден фосфором, в нем отсутствуют витамины А и D. Содержание кальция удовлетворительное. На заводах жом складывают в ямы, где он подвергается самозаквашиванию. Улучшить качество такого корма и снизить потери питательных веществ можно частичным обезвоживанием жома (до влажности 70 – 75 %), внесением чистых культур молочнокислых бактерий, устройством хороших ям и тщательной изоляцией жома от воздуха. Кислый жом богаче свежего сухим веществом (около 12 %) и содержит много органических кислот. Он охотнее поедается скотом, чем сладкий свежий. Некоторые заводы сушат жом, снижая содержание воды в нем до 10 – 12 %, такой продукт хорошо хранится, но беден белком (3,6 %) и поэтому не может заменить концентрированные корма (отруби, жмыхи, зерно). Как свежий, так и кислый жом используют для откорма скота: в среднем в сутки животные могут получать 50 – 60 кг продукта, сушеного жома дают молочным коровам 4 – 6 кг в зависимости от удоя.
Вопросы для самоконтроля
1) Значение аминокислот в рационе сельскохозяйственных животных и птицы.
2) Какие аминокислоты используются для обогащения кормов для сельскохозяйственных животных и птицы?
3) Биотехнологические аспекты получения аминокислот.
4) Какие фементные препарты используются в качестве кормовых добавок к рационам сельскохозяйственных животных и птицы?
5) Биотехнологические особенности производства ферментных препаратов.
6) Роль ферментных препаратов в рационе сельскохозяйственных животных и птицы.
7) Целесообразность обогащения кормов для сельскохозяйственных животных и птицы витаминами.
8) Какие витамины производят микробиологическим путем?
9) Дайте определение термину «пробиотики».
10) Какое действие оказывают пробиотики на организм сельскохозяйственных животных и птицы?
11) Приведите примеры пробиотических препаратов, используемых в животноводстве и птицеводстве.
12) Использование отходов крахмального производства в кормлении сельскохозяйственных животных.
13) Какие отходы спиртового производства представляют кормовую ценность?
14) Какие кормовые продукты дает пивоваренное производство?
15) Какие отходы свеклосахарного производства являются кормовыми продуктами?
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основная
1. Блинов, В.А. Общая биотехнология: Курс лекций. В 2-х частях. Ч. 2. – Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский СГАУ», 2004. – 144 с. – ISBN 5-7011-0436-2
2. Блинов, В.А. Пробиотики в пищевой промышленности и сельском хозяйстве / В.А. Блинов, С.В. Ковалева, С.Н. Буршина. – Саратов: ИЦ «Наука», 2011. – 171 с. – ISBN 978-5-9999-0927-5
3. Елинов, Н.П. Основы биотехнологии / Н.П. Елинов. – СПб.: Наука, 1995. – ISBN 5-02-026027-4
4. Клунова, С.М. Биотехнология: учебник / С.М. Клунова, Т.А. Егорова, Е.А. Живухина. – М.: Академия, 2010. – 256 с. – ISBN 978-5-7695-6697-4
5. Мотовилов, К.Я. Экспертиза кормов и кормовых добавок: учебно-справочное пособие / К.Я. Мотовилов, А.П. Булато, В.М. Позняковский. – Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2004. – 336 с.
6. Никульников, В.С. Биотехнология в животноводстве: учебное пособие / В.С. Никульников, В.К. Кретинин. – М.: Колос, 2007. – 544 с. – ISBN 978-5-10-003966-2
7. Сельскохозяйственная биотехнология / Шевелуха В.С. и др. – М.: Высшая школа, 2003. – 427 с. – ISBN: 5-06-004264-2
8. Тарантул, В.З. Толковый биотехнологический словарь русско-английский: справочное издание [Электронный ресурс] / В.З. Тарантул. – М.: Языки славянских культур, 2009. – 936 с. – ISBN: 978-5-95-51-0342-6 – Доступ с сайта научной библиотеки СГАУ – ЭБС IPRbooks
9. Фаритов, Т.А. Корма и кормовые добавки для животных: учебное пособие / Т.А. Фаритов. – СПб.: Лань, 2010. – 304 с. – ISBN 978-5-8114-1026-2
10. Фисинин, В.И. Кормление сельскохозяйственной птицы: учебник / В.И. Фисинин, И.А. Егоров, И.Ф. Драганов. – М.: ГЭОТАР – Медиа, 2011. – 344 с. – ISBN 978-5-9704-1996-0
Дополнительная
1. Биологические препараты. Сельское хозяйство. Экология: Практика применения / ООО «ЭМ-Кооперация» / сост.: Костенко Т.А., Костенко В.К.; под ред. П.А. Кожевина. – Саранск: ГУП РМ «Республиканская типография «Красный Октябрь», 2008. – 296 с. – ISBN 978-5-7493-1236-2
2. Биотехнология: учебное пособие для вузов, в 8 кн., под ред. Егорова Н.С., Самуилова В.Д. – М., 1987.
3. Блинов, В.А. Биотехнология (некоторые проблемы сельскохозяйственной биотехнологии) / В.А. Блинов. – Саратов: ОГУП «РИК «Полиграфия Поволжья», 2003. – 196 с.
4. Блинов, В.А.Биотехнология пивной дробины (консервирование и биотрансформация) / В.А. Блинов, И.А. Сазонова, Е.Н. Зеленцова. – Саратов: «Контур-Про», 2006. – 65 с.
5. Блинов, В.А. ЭМ-технология – сельскому хозяйству / В.А. Блинов. – Саратов, 2003. – 205 с.
6. Ситников, В.В. Использование микроорганизмов-пробионтов в выращивании птицы: монография / В.В. Ситников. – Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2010. – 106 с. – ISBN 978-5-7011-0586-5
7. Журналы: Ветеринария и кормление, Главный зоотехник, Животноводство России, Зоотехния, Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводство, Кормопроизводство, Птицеводство, Свиноводство.
8. Адаптивное кормопроизводство: Международный научно-практический электронный журнал ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса; ссылка доступа – https://adaptagro.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=57&Itemid=73&lang=ru
9. Журнал «Биотехнология» (аннотации статей) (ссылка доступа – https://www.genetika.ru/journal)
10. Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» (ссылка доступа – https://cbio.ru)
11. Оn-line-журнал «Биотехнология. Теория и практика» (ссылка доступа – https://www.biotechlink.org)
Лекция 8
Источник