способ экструзионной переработки фуражного зерна

Формула изобретения

Способ экструзионной переработки фуражного зерна, включающий предварительную очистку, экструдирование и охлаждение, отличающийся тем, что фуражное зерно после уборки с поля при влажности 14 25% подвергают предварительной очистке, затем экструдируют, без дополнительного увлажнения, дробления и других видов измельчения, экструдат охлаждают вентилированием для удаления избыточной влаги, а при влажности фуражного зерна более 25% его после предварительной очистки дополнительно подвергают активному вентилированию до влажности 22 25%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к кормопроизводству, и служит для приготовления корма из влажного фуражного зерна.

Известен способ переработки фуражного зерна, включающий следующие этапы послеуборочной обработки: предварительная очистка, сушка, первичная очистка, хранение (Кленин Н.И., Егоров В.Г. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. - М.: КолосС, 2003, с.260).

Недостатками данного способа при переработке фуражного зерна являются большие энерго- и трудозатраты на сушку и первичную очистку зерна, связанные с обслуживанием большого количества оборудования, а также необходимостью измельчения зерна для дальнейшего использования, например, в составе комбикормов.

Наиболее близким аналогом является способ переработки фуражного зерна, содержащий предварительную очистку, сушку, первичную очистку, хранение сухого зерна, измельчение, увлажнение и дальнейшую экструзионную обработку в специальных аппаратах-экструдерах. (Технология переработки продукции растениеводства / Под ред. Н.М.Личко. - М.: КолосС, 2006. - 529 с.).

Способ предусматривает сушку, первичную очистку, хранение сухого зерна, что связано с большими энерго- и трудозатратами. При этом подлежащий экструзии продукт необходимо предварительно измельчать и увлажнять до влажности 12 16%, что приводит к дополнительным энерго- и трудозатратам.

Техническим результатом изобретения является снижение энерго- и трудозатрат при получении конечного продукта с высокими пищевыми качествами, упрощение способа переработки фуражного зерна.

Сущность изобретения заключается в том, что фуражное зерно влажностью 14 25% после предварительной очистки, подвергают экструдированию, экструдат охлаждают вентилированием и транспортируют на место хранения.

При влажности фуражного зерна более 25% его перед предварительной очисткой вентилируют до влажности 22 25% и подвергают экструдированию.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого способа переработки.

Предложенный способ переработки фуражного зерна позволяет перерабатывать все зерновые культуры, уменьшить трудозатраты и энергозатраты за счет исключения операций сушки зерна, первичной очистки, измельчения и увлажнения, получить качественный продукт за счет физико-механической обработки в экструдере.

Способ осуществляется следующим образом.

Зерно после уборки с поля влажностью 14 25% доставляется в цех переработки и после предварительной очистки от крупных и легких примесей загружается в емкости для хранения и накопления. Затем оно подается в экструдер, где подвергается сжатию в процессе нагнетания шнеком экструдера, прогревается до температуры 120 200°C в результате подвода внешнего тепла и тепла, выделенного при механической обработке. На выходе из экструдера за счет резкого снижения давления перегретая жидкость испаряется. Продукт при выходе из экструдера резко увеличивается в объеме, вспучивается, приобретает микропористую структуру. В результате механических воздействий и теплоты происходят существенные физико-механические изменения основных компонентов продукта: денатурация белка, клейстеризация и декстринизация крахмала. Далее экструдат охлаждают с помощью вентилирования и транспортируют на место хранения.

В случае влажности зерна более 25% его после предварительной очистки загружают в бункера активного вентилирования для доведения влажности до 22 25%, после чего его подвергают экструдированию.

При необходимости получения продукта в виде гранул, например, для кормления молодняка птиц после экструдирования экструдат подвергают гранулированию с последующим охлаждением и хранением.

Технический результат достигается тем, что из процесса переработки зерна исключают трудоемкие и энергоемкие операции сушки, первичной обработки, измельчения и увлажнения зерна перед экструдированием, так как фуражное зерно хорошо экструдируется, обладая пониженной твердостью в результате однородного по объему содержания естественной влаги в каждом отдельном зерне. Лишняя влага удаляется при охлаждении продукта после экструдирования.

В таблице 1 показаны энергозатраты и трудозатраты на переработку фуражного зерна предлагаемым способом и прототипом.

В таблице 2 показан качественный состав 1 кг озимой ржи и пшеницы до и после экструзионной переработки предлагаемым способом, при влажности исходного зерна 22 25%.

Согласно таблице 1 предлагаемый способ позволяет на 37% снизить энергозатраты и на 39% трудозатраты на переработку фуражного зерна, упростить технологию и уменьшить состав линии переработки зерна, исключив из нее сушку, первичную очистку, измельчение, увлажнение.

Данные таблицы 2 показывают, что содержание питательных веществ в корме натуральной влажности после экструзионной переработки влажного фуражного зерна повышаются как в экструдате ржи, так и в пшенице. Содержание сырого протеина после экструзии озимой ржи повысилось по сравнению с исходным зерном на 10 г, а в пшенице на 13 г, что составило 10%. Содержание перевариваемого протеина увеличилось на 0,53 г (0,6%) в ржи и на 10,6 г (9,5%) в пшенице, содержание сахара после экструзии увеличилось на 46,2 г, что составило 72% в зерне ржи и на 56,8 г (156%) в пшенице. Данные показатели привели к увеличению общей питательности в кормовых единицах и обменной энергии зерна ржи и пшеницы.

Также был сделан расчет содержания исследуемых показателей в абсолютно сухом веществе. Общая питательность в кормовых единицах и обменная энергия одинаковы в обоих видах кормов, что до экструзии так и после экструзии, но содержание сырого протеина увеличилось на 3,9 г в зерне ржи, что составило 3%, и на 5,9 г (4%) в пшенице, сахар после экструзионной обработки увеличился на 45,9 г (62%) в экструдате ржи и на 60,4 г (143%) в пшенице по сравнению с исходным материалом.

Эти данные свидетельствуют, что предлагаемый способ позволяет получить продукт высокого качества, при этом на 37% снизить энергозатраты и на 39% трудозатраты на переработку фуражного зерна, упростить технологию и уменьшить состав линии переработки зерна, исключив из нее сушку, первичную очистку, измельчение и увлажнение.

Таблица 1
Процесс	Энергозатраты, кВт ч/т	Трудозатраты, чел. ч/т
прототип	предлагаемый способ	прототип	предлагаемый способ
Предварительная очистка ОВС-25	0,26	0,26	0,02	0,02
Активное вентилирование БВ-25	0,96	0,96	0,02	0,02
Сушка М-819 (шахтовая)	4,9	-	0,05	-
Первичная очистка ЗВС-20А	0,31	-	0,02	-
Измельчение КДУ-2,0	10	-	0,67	-
Увлажнение	1	-	-	-
Насос 1½ К-6б
Экструдирование Anderson М-6	26	26	1	1
Гранулирование ДГ-1	0,08	0,08	од	0,1
Транспортировка к месту хранения ТУ-5	0,47	0,47	-	-
Итого	43,98	27,77	1,88	1,14

Таблица 2
	Рожь	Пшеница
Показатели	до экструзии	после экструзии	Отклонение	до экструзии	после экструзии	отклонение
Содержание в 1 кг натуральной влажности
1. Корм. ед.	1,09	1,16	+0,07	1.11	1,16	+0,05
2. Обменная энергия, МДж
10,76	11,47	+0,71	10,89	11,38	+0,49
3. Сырой протеин, г
109,8	120,6	+10,8	126	139	+13
4. Переварим. протеин, г
91,13	91,6	+0,53	110,9	121,5	+10,6
5. Сахар, г	63,8	110	+46,2	36,4	93,2	+56,8
Содержание в 1 кг абсолютно сухого вещества
1. Корм. ед.	1,27	1,27	0	1,28	1,28	0
2. Обменная энергия, МДж
12,54	12,54	0	12,5	12,5	0
3. Сырой протеин, г
127,9	131,8	+3,9	145,3	151,2	+5,9
4. Сахар, г	74,4	120,3	+45,9	42,0	102,4	+60,4