способ переработки отходов убоя птицы

Формула изобретения

1. Способ переработки отходов убоя птицы, включающий сбор отходов, измельчение, смешивание их с наполнителем, экструдирование, охлаждение и хранение, отличающийся тем, что отходы предварительно обезвоживают до влажности 60 65% и подают в гидролизер, где проводят низкотемпературный гидролиз при t=45 55°C в течение 40 50 мин в присутствии ферментов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждение осуществляют в процессе пневматического транспортирования холодным воздухом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для переработки отходов убоя птицы и получения на его основе ценной кормовой добавки.

Известен способ получения мясокостной муки из отходов убоя животных в горизонтальных вакуумных котлах путем парового гидролиза, стерилизации и дальнейшей сушки сырья (Файвишевский М.Л. Переработка непищевых отходов мясоперерабатывающих предприятий. - СПб., ГИОРД, 2000, с.83).

Недостатком данного способа при переработке отходов убоя птицы является получение муки низкого качества с большим количеством непереработанного пера.

Известен способ переработки пера птицы, заключающийся в водяном гидролизе при разбавлении пера водой 1:3, варке, стерилизации, сушке, охлаждении и просеивании (Лысенко В.П. Переработка отходов птицеводства. - Сергиев Посад, 1998, с.111-112).

Недостатком данного способа является необходимость отделения пера от других отходов и повышенный расход энергии на сушку в связи с добавлением большого количества воды в сырье.

Известен способ получения белкового продукта из кератиносодержащего сырья птицеводства, заключающийся в растворении пера при атмосферном или сверхатмосферном давлении в кипящем растворе диметилформамида (ДМФ) определенной концентрации в течение 4 20 часов, отделении нерастворимого остатка и высушивании белкового геля до консистенции влажной пасты или порошка (Патент СССР № 578832, кл. A23J 1/10, опубл. 1977).

Недостатком данного способа является сложность реализации процесса, длительность обработки, а также необходимость отделять перо от других отходов.

Наиболее близким аналогом является способ экструзионной переработки отходов убоя птицы, заключающийся в их измельчении, смешивании с наполнителями, экструдировании, охлаждении и затаривании (Кадыров Д., Гарзанов А., Плитман В. Экструзионная переработка биологических отходов в корма / Птицеводство, 2008, № 7, с.51 54).

Недостатком данного способа является то, что при этом перерабатываются только мягкие отходы.

Техническим результатом изобретения является упрощение комплексной переработки отходов убоя птицы с уменьшением энергозатрат и повышением качества конечного продукта.

Сущность изобретения заключается в том, что отходы убоя комплексно, без разделения, подают в цех переработки, предварительно обезвоживают до оптимальной влажности 60 65%, затем загружают в гидролизер, где к ним добавляют ферменты и проводят низкотемпературный гидролиз при температуре 45 55°C в течение 40 50 мин. Затем отходы измельчают и подают в смеситель, где их смешивают с наполнителем (например, с отрубями) в соотношении примерно 1:3 и экструдируют, далее охлаждают и транспортируют на склад для хранения или на реализацию. При применении пневмотранспорта отходы охлаждают в процессе транспортирования холодным воздухом.

Сбор отходов без разделения упрощает линию сбора отходов, уменьшает номенклатуру и количество технологического оборудования. Предварительное обезвоживание уменьшает влажность отходов и потребное количество наполнителя, что повышает белковую ценность конечного продукта. Проведение низкотемпературного ферментного гидролиза позволяет снизить затраты энергии на гидролиз пера (по сравнению с паровым) и перевести кератины пера в легкоусвояемую форму, что также повышает усвояемость готового корма. При дальнейшем экструдировании смеси отходов с наполнителем происходит ее нагревание до температуры 120 150°C при давлении до 4 МПа, за счет чего смесь стерилизуется и обеззараживается, гомогенизируется (становится более однородной за счет взаимного проникновения компонентов), стабилизируется и обезвоживается при дальнейшем охлаждении. Охлаждение в процессе транспортирования упрощает линию переработки, исключая охладитель. При этом происходит снижение влажности до 9 11% и корм может храниться до 6 месяцев.

Все это приводит к упрощению комплексной переработки отходов, снижению энергозатрат и повышению качества конечного продукта.

Данный способ применим и при раздельном сборе отходов. В этом случае низкотемпературному ферментному гидролизу подвергают только перо и другие кератинсодержащие отходы (лапы, головы), а затем гидролизат смешивают с другими отходами и наполнителем и далее также подвергают экструдированию.

На фиг.1 показана блок-схема предлагаемого процесса утилизации отходов без разделения, а на фиг.2 - схема утилизации отходов при раздельном сборе.

При сборе отходов без разделения способ осуществляется следующим образом (фиг.1).

Отходы убоя птицы в цехе убоя собирают на общий конвейер и подают без разделения в цех утилизации. Далее они поступают на сепаратор, где их влажность доводят до 60 65%, и подают в гидролизер. Одновременно в гидролизер подают фермент из расчета 0,5 1 кг на 1 т и кофермент в количестве 5 кг/т. Далее массу нагревают до t=45 55°C и выдерживают при этой температуре не менее 40 50 мин. При этом перо распадается, его кератины переходят в легкоусвояемую форму. После завершения гидролиза отходы измельчают и подают в смеситель, где смешивают с предварительно измельченным наполнителем, в качестве которого может быть использовано зерно или отходы его переработки, например, отруби. Количество наполнителя должно быть таким, чтобы влажность смеси не превышала 30% (примерное соотношение отходов к наполнителю 1:3). Далее смесь отходов подают в экструдер. При прохождении смеси через компрессионные диафрагмы экструдера за счет трения повышается температура и развивается давление свыше 4 МПа. Время прохождения смеси через экструдер не превышает 30 с, поэтому отрицательные температурные эффекты не наблюдаются. В то же время при обработке в экструдере смесь стерилизуется и обеззараживается, крахмал зерновой части превращается в декстрины, что повышает его перевариваемость, смесь гомогенизируется за счет взаимного проникновения компонентов друг в друга. После выхода из экструдера частицы смеси «взрываются», что разрыхляет структуру и увеличивает объем смеси. Далее экструдат поступает в охладитель, где охлаждается воздухом, при этом происходит съем излишней влаги и продукт в дальнейшем может длительно храниться. Эта операция может быть совмещена с транспортировкой, если транспортировка осуществляется пневмотранспортом, при этом продукт также охлаждается за счет передачи тепла транспортирующему холодному воздуху.

При раздельном сборе отходов способ осуществляется следующим образом (фиг.2).

Кератиносодержащие отходы (перо, лапы, головы) собирают отдельно и после обезвоживания подают в гидролизер, в котором осуществляется их гидролиз в присутствии фермента и кофермента при t=45 55°C в течение 40 50 мин. Далее гидролизат измельчают и загружают в смеситель.

Мягкие отходы и кровь без обработки сразу поступают в смеситель для смешивания с наполнителем.

Костный остаток (при глубокой переработке мяса птицы) измельчают с помощью мясорубки и далее также подают в общий смеситель. После смешивания с наполнителем отходы поступают в экструдер и дальнейший процесс происходит так же, как и для отходов без разделения.

Предложенный способ переработки отходов убоя птицы позволяет перерабатывать все отходы без исключения (в т.ч. перо), уменьшить расход энергии за счет оптимизации влажности и применения низкотемпературного гидролиза и получить качественный продукт, подлежащий продолжительному хранению. В таблице 1 приведена сравнительная энергоемкость процессов переработки отходов убоя птицы, а в таблице 2 - показатели качества конечного продукта.

Из таблицы 1 следует, что в предлагаемом способе переработки отходов суммарная энергоемкость (260 кВт·ч/т) несколько возрастает по сравнению с экструдированием мягких отходов (240 кВт·ч/т), так как требуются дополнительные затраты энергии на привод гидролизера и на подогрев массы отходов до t=45 55°C, однако они существенно ниже затрат энергии на производство мясокостной муки (1768 кВт·ч/т) или белково-ферментированного корма (1490 кВт·ч/т). При этом перерабатываются все отходы убоя, в том числе и перо, которое обычно идет на свалку.

Из данных таблицы 2 видно, что в экструдированном корме ниже содержание сырого протеина (14 20%), так как белковые отходы смешиваются с наполнителем (например, отрубями, которые, кстати, тоже являются кормом) для снижения влажности, однако перевариваемость протеина выше за счет кратковременности воздействия высокой температуры и сведения отрицательного эффекта термообработки до минимума. По остальным показателям корм соответствует требованиям и может храниться до 6 месяцев.

Таблица 1
Способ переработки отходов убоя птицы	Затраты электроэнергии на производство 1 т готового продукта, кВт·ч/т	Расход пара, кг/т	Суммарная энергоемкость, кВт·ч/т
Экструдирование (мягкие отходы)	240*	-	240
Паровой гидролиз (производство мясокостной муки)	220	1800	1768
Ферментный гидролиз (производство белково-ферментированного корма)	200	1500	1490
Ферментный гидролиз и экструдирование мягких отходов и пера (предлагаемый способ)	245*	20	260
* В готовом продукте отходы составляют примерно 20% по массе

Таблица 2
Показатели	Мясокостная мука	Белково-ферментированный корм	Экструдированный корм (предлагаемый способ)
Влажность, %	10	10	до 14
Содержание сырого протеина, %	40	55	14 20
Перевариваемость протеина, %	23	72,3	75 80
Бактериальная обсемененность, кое/кг (норма до 500·10 3)	до 20·103	до 20·103	до 25·103
Срок хранения	до 6 месяцев	до 6 месяцев	до 6 месяцев