Введение к работе
Актуальность работы. Одной из главных задач «Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008 - 2012 годы» является повышение конкурентоспособности сельскохозяйственной продукции через ускоренную техническую и технологическую модернизацию производства. Рост продукции сельского хозяйства в значительной степени будет обеспечен за счет наращивания генетического потенциала продуктивности животноводства и ускорения развития соответствующей кормовой базы.
Недостаток оборотных средств у животноводческих хозяйств привёл к снижению расхода комбикормов и использованию более дешевых их заменителей, при этом нарушается полноценный рацион кормления животных. Общий расход кормов и концентратов на производство 1 ц молока и мяса повысился в 1,2 ... 1,5 раза, а расход всех кормов и доля концентратов на прирост массы свиней в 1,5 ... 3 раза превысили нормативные показатели. Несбалансированное питание животных и нерациональный расход комбикормов снизили прирост КРС с 6,8 до 5,3 кг, свиней с 10,9 до 7,8 кг и уменьшили выход молока на 1 кг корм. ед. с 66 до 58 кг.
Организация полноценного кормления и разработка рецептуры комбикормов базируется на широком использовании добавок и премиксов лечебно-профилактического назначения и требует представления о потребностях различных видов и возрастных групп сельскохозяйственных животных и птицы в основных элементах питания, и прежде всего в холинхлориде (витамине В4). Холин входит в состав фосфолипида лецитина и является одним из основных представителей липотропных веществ, предупреждающих жировое перерождение печени. Он служит также важным источником метильных групп, необходимых для происходящих в организме биохимических процессов.
Значительный вклад в изучение роли холинхлорида в рационе питания внесли такие зарубежные и отечественные ученые как: Р. Верт-ман, Н.И. Денисов, В.А. Крохина, З.И. Сенина, Э.Н. Андервуд, В.Н. Букин, Э. Минделл, Т.Я. Петрова, В.В. Ванин, Н.И. Чернышев, Н.П. Черняев; В.М. Шевандина, И.Г. Панин, Г. Уоркель, Т. Келлер, J. Ward, Т. Cunha и др.
В настоящее время по технологическим причинам, связанным с трудностями ввода жидкого холинхлорида, практически все предприятия по производству премиксов перешли на применение сухих препаратов импортного производства. Однако эти дорогостоящие препараты имеют высокую адсорбционную и капиллярно-осмотическую активность, их использование приводит к преждевременной гидратации холинхлорида,
потере его сыпучих свойств и сокращению сроков хранения.
В этой связи необходимы более дешёвые отечественные препараты и инновационные технологии их получения. Этому направлению посвящены выполненные исследования.
Работа выполнена в соответствии с тематическим планом НИР кафедры технологии хранения и переработки зерна ГОУВПО ВГТА «Интенсификация технологических процессов зерноперерабатывающих предприятий» (№ гос. регистрации 01.200.1 16992).
Цель диссертационной работы - расширение ассортимента кормовых препаратов на основе создания энергосберегающей и экологически чистой технологии получения и хранения новой формы холинхлорида при использовании сухого свекловичного жома в качестве наполнителя.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
изучение холинхлорида и свекловичного жома как объектов для создания новой сыпучей формы витамина В4;
анализ основных гидродинамических и кинетических закономерностей процесса сушки жома, как носителя холинхлорида, в среде перегретого пара;
разработка математической модели процесса сушки жома перегретым паром в активном гидродинамическом режиме;
разработка энергосберегающей и экологически чистой технологии комбикормов с использованием новой кормовой формы холинхлорида в составе премикса;
разработка методики определения холинхлорида в премиксах с использованием полисенсорной установки «пьезоэлектронный нос»;
определение эффективности комбикормов, включающих пре-микс с новой формой холинхлорида при скармливании сельскохозяйственной птице;
экспериментально-статистический анализ и производственная апробация процесса хранения премиксов с различным содержанием холинхлорида;
изучение показателей качества премиксов и комбикормов, полученных по предлагаемой технологии;
разработка эффективного способа сушки свекловичного жома и оригинальной конструкции сушилки для его реализации.
Научная новизна. Научно обоснована возможность использования свекловичного жома как носителя при производстве холинхлорида. Разработана энергосберегающая и экологически чистая технология получения сыпучей формы холинхлорида на основе сухого свекловичного жома. Определены основные гидродинамические и кинетические закономерности процесса сушки свекловичного жома перегретым паром в им-
пульсном виброкипящем слое. Предложена математическая модель процесса сушки жома перегретым паром в активном гидродинамическом режиме. Разработана статистическая модель процесса хранения премикса с различным содержанием холинхлорида. Научно обоснован метод определения витамина В4 с помощью полисенсорной установки «пьезоэлек-тронный нос» (положит, решение по заявке №2009132662). Составлен алгоритм управления процессом получения сыпучей формы холинхлорида из водного раствора.
Практическая ценность. Разработан способ получения сыпучей формы холинхлорида и алгоритм управления технологическими параметрами (пат. РФ № 2356907), позволяющий получить новую форму витамина В4 при минимальных энергозатратах. Обоснованы рациональные режимные параметры процесса сушки свекловичного жома перегретым паром в импульсном виброкипящем слое: температура перегретого пара на входе в рабочую камеру Т„ = 423...428 К, скорость пара в рабочей камере d„ = 2 м/с, амплитуда и частота колебаний газораспределительной решетки соответственно а = 1 мм и/= 12,5 Гц, частота пульсаций колебаний решетки f„ = 0,017 Гц, начальная удельная нагрузка жома на решетку q = 25 кг/м2. Разработаны способ сушки свекловичного жома (пат. РФ № 2346988) и конструкция конвективной сушилки для его реализации (пат. РФ № 2377488), позволяющие интенсифицировать процесс сушки и снизить энергозатраты при сохранении высокого качества готового продукта.
В производственных условиях ОАО «Воронежский экспериментальный комбикормовый завод» проведены испытания технологической линии производства сыпучей формы холинхлорида на основе сухого свекловичного жома. Установлено рациональное содержание холинхлорида в премиксе -75...95 г/кг при регламентированном вводе премикса в комбикорм 1...1,5 %. Определены условия хранения премиксов с новой формой витамина В4: температура окружающего воздуха в помещении - 287...293 К; расход воздуха на поддержание необходимых условий в помещении - 9...12 м3/(чт); относительная влажность воздуха до 40 %; исходная влажность носителя (сухого свекловичного жома) - 8,5...10,5 %.. Исследования по определению эффективности использования комбикорма с вводом новой формы холинхлорида в составе премикса при скармливании цыплятам-бройлерам в ООО «Рудничное» показали, что среднесуточный прирост живой массы в опытной группе по сравнению с контрольной был выше на 6,2 %, а затраты корма на кормодень ниже на 4,2 %.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на научных конференциях в ВГТА (Воронеж, 2008 -2010 гг.); VI научно-технической конференции «Техника и техноло-
гия пищевых производств» (Могилёв, 2008); VI международной научной-технической конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации: эффективное использование ресурсов отрасли» (Москва, 2008); международной научно-практической конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований (Одесса, 2009).
Результаты работы представлены на конкурсах и отмечены дипломами: 25 Межрегиональной специализированной выставки ПРОДТОРГ (26-28 ноября 2008 г., Воронеж); Воронежского промышленного форума (6-8 февраля 2008 г., Воронеж); 2-ого Воронежского промышленного форума (2009 г., Воронеж); Воронежского агропромышленного форума (28-30 октября 2009 г., Воронеж).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования материалов диссертаций, получено 3 патента РФ на изобретения.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 151 странице машинописного текста, содержит 49 рисунков и 20 таблиц. Список литературы включает 125 наименований, в том числе 12 иностранных. Приложения к диссертации представлены на 27 страницах.
