ЭКСТРУДЕР.ЭКСТРУДИРОВАНИЕ КОРМОВ.РЕЦЕПТУРА ЭКСТРУДАТОВ.

Прибыльным делом является сегодня выпуск гранулированных и экструдированных кормов. Если вы используете корма сами, то прибыль получается от снижения себестоимости выращиваемой вами продукции. Если вы будете производить эти корма для продажи, то прибыль определяется высоким соотношением продажной цены данных кормов к себестоимости их изготовления. Выгодным может быть вариант выпуска этих кормов для собственного производства и продажи остатков кормов другим потребителям.

Большим спросом начинают пользоваться экструдированные корма. Эти корма незаменимы при откорме свиней, лошадей, КРС, кроликов, кур, пушных зверей и т. д. Очень продуктивно применение их и для получения повышенных удоев. В результате использования экструдированных кормов повышаются их усвоение на 10-40%, увеличиваются надои молока на 20-40%, на 20-25% - яйценоскость птицы и размер яиц и среднесуточные привесы - на 15-30%. При этом потребление корма уменьшается на 8-12% и снижается гибель животных от желудочно-кишечных заболеваний в 1,5-2 раза. Экструдирование позволяет на 30-40% уменьшить расход зерна. Экономия еще более повышается, если перед экструзией в зерно добавлять лузгу, мучку от переработки зерна в крупу, измельченные солому и камыш.

 Выпуск экструдированных кормов. Во всех странах с развитым сельским хозяйством производство высокопитательных и легкоусвояемых зерновых кормов с помощью экструзионных технологий уже давно стало традиционным и обыденным делом. При такой уникальной обработке практически удваивается питательная ценность зерна. Использование экструдеров в кормопроизводстве дает возможность хозяйствам увеличить ежедневный привес скота и повысить ежедневные надои молока. При этом за счет полного обеззараживания корма заболеваемость животных сводится к минимуму.

 В процессе приготовления корма зерно подвергается кратковременному, но очень интенсивному механическому и баротермическому воздействию за счет высокой температуры 110-160°С, давления 50 атм и сдвиговых усилий в винтовых рабочих органах экструдера, в результате чего происходят структурно-механические и химические изменения исходного сырья. За счет резкого падения давления при выходе разогретой зерновой массы происходит «взрыв» (увеличение в объеме) продукта, что делает его более доступным для воздействия ферментов желудка животных, а также повышает усваиваемость до 90%. В процессе экструдирования крахмал распадается на простые сахара, вредная микрофлора обеззараживается, а витамины и аминокислоты, содержащиеся в злаках, благодаря кратковременности процесса сохраняются практически полностью.

 Кроме того, на процесс экструдирования практически не влияют такие факторы, как влажность перерабатываемого продукта и засоренность семенами других культур. Даже обработка влажного залежалого зерна, уже имеющего запах аммиака, превращает продукт в прекрасный корм.

 Солома зерновых культур, особенно пшеницы и ржи, в необработанном виде плохо поедается животными, имеет низкую переваримость и питательность. Если же использовать в рационах дойных коров экструдированную рожь и экструдированную солому в соотношении 70 и 30% по массе, то можно реализовать следующие возможности:
- получить дополнительную прибыль от реализации молока;
- решить проблему Сахаров в рационе животных без дополнительных добавок;
- в зависимости от продуктивности от 80 до 100% заменить зерносмесь в рационе на экструдированный корм, состоящий из соломы и зерна ржи в соотношении 30:70, что имеет особое экономическое значение для сельхозпредприятий, занимающихся в основном выращиванием ржи;
- превратить малопитательный корм (солому) в более удобоваримую форму с дополнительным расщеплением клетчатки до Сахаров и дополнительным освобождением энергии;
- решить проблему токсичности кормов.

 При экструдировании зерна и зерноотходов половина работы желудка животного выполняется экструдером и поэтому энергия корма целиком идет на строительство организма животного. Экструдеры можно использовать для получения высокопитательных кормов из различных зерновых (пшеницы, ржи, ячменя, овса, кукурузы), бобовых культур (гороха, сои и др.), зерносмесей, овощной мелочи, биологических и зерноотходов. Возможна переработка залежалого и некондиционного зерна, опилок, соломы, помета.

 Хвою, как и другое растительное сырье, можно перерабатывать на экструдере в смеси с зерном. Для этого необходимо измельчить хвою, смешать ее с зерном и полученную смесь подавать в экструдер. При этом витамины и биологически активные вещества в хвое сохраняются в максимальном количестве. Экструдеры могут также применяться для гранулирования травяной муки, шрота, отходов крупяного производства и других аналогичных продуктов. Для реализации данного процесса используются зерновые экструдеры, которые предлагаются многими фирмами.

 Принцип действия экструдера основан на выдавливании перерабатываемого сырья через специально устроенные в стволе экструдера фильеры, при котором перерабатываемая масса подвергается высокому давлению при повышенной температуре. Такие условия обработки позволяют получать на выходе из экструдера пористый, вспученный стренг - продукт, имеющий форму жгута. Объемная масса стренга составляет 140-250 г/куб.дм при влажности 7-9%. Готовый кормовой продукт содержит сахара и декстрины в количестве не менее 12% от общей массы.

 ООО «Агро-стимул»(как вариант рецептов) предлагает экструдеры, перерабатывающие зерно, зерносмесь; отруби (до 50% в смеси с зерном); сою полножирную (до 30% в смеси с зерном); хвойную лапку (до 20% в смеси с зерном); резку соломы, сена 5-10 мм, шелуху подсолнечника (до 50% в смеси с зерном); залежалое, плесневелое зерно (до 50% в смеси с зерном); боенский конфискат, рыбные отходы (до 20% в смеси с зерном). Переработка проводится под давлением 40-60 атм и температуре 110-170°С, из экструдера выходит вспученный пористый продукт в виде жгута (стренг).

 
 Принцип действия экструдера заключается в следующем: исходный продукт поступает в бункер из внешней системы подачи. Из бункера смесь транспортируется в шнековую часть машины. При движении по винтообразным каналам шнеков, смесь подвергается обработке под давлением до 40 атмосфер и температуре не менее 100°С, перемешивается и выдавливается из пресса-экструдера. Разогрев смеси производится за счет трения смеси о шнек и корпус и внутреннего трения смеси.

 Сложные структуры белков и углеводов распадаются на более простые, клетчатка – на вторичный сахар, крахмал - на простые сахара. За короткое время обработки сырья белок не успевает коагулировать, то есть сохраняются витамины и питательные свойства полученного корма, а бактерии, инфекционные палочки и грибки уничтожаются. Крахмал частично переходит в сахарозу. Токсичные материалы разлагаются на неактивные и перестают быть опасными.

Теоретические основы экструзии зерна злаковых, гороха и сои

В основе экструдирования зерна и зерновой смеси (сырья) лежат два процесса - механохимический и "взрыв" продукта. Последний происходит в результате резкого изменения давления в зерне на выходе из экструдера. Оба процесса непрерывны и протекают при высокой степени сжатия и опреде­лённой скорости прохождения сырья через экструдер.

Метод сухого экструдирования: воздействие температуры здесь совмещается с эффектом резко­го перепада давления в момент выброса продукта из экструдера. Умеренный уровень теплового воздей­ствия - 150°С в конце процесса в течение 3-4 секунд (продолжительность всего процесса 25 секунд) приводит к равномерной денатурации нативного белка, не нарушая первичные соединения аминокислот и тем самым сохраняя питательную ценность протеина. Активность ферментов (в первую очередь, инги­биторов трипсина в сое) снижается до приемлемой нормы, обеспечивающей максимальную кормовую эффективность.

Энергетическая фракция в зерне представлена углеводами (злаковые, горох) и жиром (соя). При прохождении крахмала через экструдер он желатинизируется и на выходе увеличивается в объеме. Этот эффект обеспечивается разрушением структуры гранул и разрывом молекулярной цепи крахмала. Весь процесс напоминает горячее увлажнение этого полисахарида. Различие заключается в том, что при экструдировании процесс происходит в условиях более низкой влажности и гораздо быстрее. Той влажно­сти, которая необходима для смазки экструдера, вполне достаточно для желатинизации. При выходе продукта из установки влага испаряется, и крахмальный гель быстро затвердевает. Степень увеличения продукта в объеме зависит от содержания крахмала. При экструдировании определенный процент крах­мала превращается в декстрины, что напоминает явление, происходящее при поджаривании зерен.

Экструдирование увеличивает доступность масла в сое за счет разрыва маслосодержащих кле­ток. Это происходит при резком перепаде давления (от 40 до 1 атм.) в момент выброса продукта. Поэто­му экструдат представляет собой маслянистую гомогенную массу. При поджаривании этот эффект не достигается даже при самом мелком измельчении соевых бобов. Экструдат долгое время не прогоркнет из-за наличия лецитина, токоферолов и инактивации липооксидазы.

Экструзия способствует образованию комплексного соединения жира с крахмалом в зерне в соотношении 1:10, а также воздействует на клетчатку, изменяя ее плотность путем разрушения структуры механическими факторами и влагой.

При рекомендуемых режимах экструзии в зерне гибнет большая часть микрофлоры (бактерии, грибки). Это очень важно, если зерно поражается плесенью и имеет большую бактериальную обсеменённость. В процессе экструзии в зерне кукурузы и пшеницы микроорганизмы погибают полностью, а в ячмене их остается около 6% из-за высокой температуры (130-160°С) и давления (20-80 атм.).

Процесс экструзии осуществляется следующим образом: сырьё подается через загрузочный бункер в машину. По мере перемещения частиц в рабочей камере увеличивается степень сжатия, которая определяется отношением площади рабочего канала и площади фильеры на выходе. Уплотняясь, сырьё прогревается как за счёт сил трения частиц с поверхностью вращающихся рабочих органов, так и за счёт (в отдельных моделях) дополнительного источника тепла (т.н. "тепловая" рубашка экструдера). Под дей­ствием этих факторов зерно всех культур может подвергаться фазовым превращениям из хрупкого стек­лообразного состояния (в начале процесса) в высокоэластичное, а затем в вязкотекучее. Фазовые пере­ходы разделяют весь процесс экструдирования на технологические зоны - загрузки, сжатия, гомогени­зации и "взрыва". В зоне загрузки изменения в сырье практически не происходят. Высокоэластичное состояние оно приобретает в зоне сжатия, где происходит частичное разрушение клеток крахмала, цел­люлозы и лигнина. В зоне гомогенизации сырьё приобретает особое состояние - вязкотекучее. В от­дельных биополимерах (белок, крахмал, клетчатка) появляются структурные изменения. Однако ос­новные и наиболее важные изменения в зерне проходят в зоне экструзии ("взрыва") при быстром выбро­се сырья из зоны высокого давления в зону атмосферного. Аккумулированная сырьём энергия освобож­дается со скоростью взрыва, что приводит к вспучиванию продукта с глубоким преобразованием структуры и свойств отдельных питательных веществ.

Экструдированные соевые продукты

Наибольшее экономическое и практическое значение для свиноводства имеет получение необезжиренного соевого экструдата и жмыха.

В целом, полножирная (необезжиренная; ФФС) соя после экструзии - это соя, прошедшая полную тепловую обработку и в которой "ничего не удалено и нечего не добавлено", она лишь становится бо­лее доступной и полезной. Процесс в экструдерах Е скоротечный - <30 секунд, но за этот период рабо­чая температура в последней камере "трубе" должна быть 140-150°С, а содержание влаги - 12%. Дав­ление при этом удерживается на уровне 35-40 атм., что и приводит в дальнейшем к эффекту "взрыва" при выбросе продукта. Процесс значительно изменяет кормовые свойства сои, гороха и любого зерна и представляет интерес для свиноводов в получении:

1) ценнейших кормовых растительных ингредиентов с высоким содержанием белка и энергии;

2) значительного улучшения усвоения питательных веществ, разрушения "вредных" ферментов и др. веществ - ингибиторов, уреазы, глюкозинолатов, госипола и др.;

3) стерилизации заразных бактерий, некоторых видов плесеней и грибов на зерне;

4) улучшение вкусовых свойств и запаха корма;

5) реструктуризации продукта с возможностью придания любой формы.

Кроме того, получаемый соевый экструдат (Е) обладает повышенной усвояемостью белка (в сравнении с тестированным соевым шротом), высоким содержанием высококачественного масла с антиоксидантными свойствами (благодаря наличию витамина Е и лецитина), что увеличивает сроки хра­нения продукта. Вообще, соевый белок, подготовленный экструдированием, более переварим для моногастричных, чем данный белок, обработанный теплом после экстракции.

Средний состав экструдированной сои

Влажность - 8%; сырой протеин - 32-38%; переваримый протеин - 28-33,5%; сырая клетчатка -9,5%; лизин - 21 г/кг; метионин - 5; цистин - 5,4; триптофан - 4,7; аргинин - 25,9; фосфор - 5,5; доступный фос­фор - 2 г/кг; жир - 16,5-18,5%.

Существуют международные стандарты в производстве необезжиренной (в т.ч. экструдированной) сои.

Активность уреазы 0,1-0,3 ед. рН
Усвояемый лизин 6% от неочищенного белка
Крахмал 3,8-4,3 мг/г
Использование белка 2,1 (min)
Использование чистого белка 60% (min)
Активность ингибиторов трипсина 10-15% от неочищенного белка

Применение полножирного (необезжиренного) экструдата сои (ЭС) позволяет решить важней­шие проблемы свиноводства:

1) резко повысить энергетическую ценность и доступность зерносмесей, комбикормов до уров­ня, которого трудно достичь традиционным добавлением углеводистых или белковых кормов (если уро­вень обменной энергии соевого масла принять за 100, то энергетическая ценность кормов составит (%): кукурузы - 42; пшеницы - 38; сорго и рыбной муки - 34; ячменя - 33; овса - 32; хлопчатникового жмыха - 30; соевого жмыха - 28; мясной муки - 25; люцерновой муки - 14);

2) улучшить вкусовые свойства и внешний вид всех видов кормосмесей и комбикорма, устра­нить распыляемость последнего на 90% (снизить случаи бронхопневмонии на 70%), предупредить его расслоение при хранении и транспортировке;

3) повысить общую биологическую ценность комбикормов и составляющих их добавок за счет явления синергизма (улучшение всасываемости жирорастворимых витаминов);

4) значительно улучшить жизнеспособность поросят и их энергию роста на 12-20%;

5) повысить репродуктивные функции свиноматок (приход в охоту на 8-15%, снизить прохолосты на 5-10%, эмбриональную смертность до 12%, повысить крупноплодность на 5-10%;

6) на откорме увеличить среднесуточный прирост, снизить затраты корма на 1 кг прироста на 0,5-1,2 корм. ед., улучшить вкус и нежность свинины и существенно повысить рентабельность производ­ства не только в условиях промышленных технологий, но и в малых и средних хозяйствах.

Экструзия зерна злаковых (кукуруза, ячмень, тритикале, пшеница) позволяет увеличить в них уровень сахара до 15%, а декстринов (продуктов первичного гидролиза крахмала) - более чем в 5 раз по сравнению с исходными образцами. Тогда как количество крахмала уменьшается на 12-14%, что позво­ляет использовать экструдаты зерна и гороха на уровне соответственно 45-60 и 27-32% в рационах поросят, в т.ч. раннего отъема. Это позволяет существенно сократить уровень использования молочных кормов (на 1/2) и белково-энергетических источников микробиологического и животного происхожде­ния (до 30-60%). Снизить себестоимость выращивания поросят до 30-50%.

Конъюнктура аграрного рынка Украины, структура товарного экспорта агропродукции (60% зерно, технические культуры и корма), неурожай 2003 года, неконтролируемый импорт мясопродуктов обусловили резкое уменьшение поголовья свиней и ухудшение состояния кормовой базы хозяйств. Ана­лиз использования комбикормов в свиноводстве говорит о значительном сокращении их потребления в расчете на условную голову (за последние 10 лет) - более чем на 70%. Этот спад является основной причиной значительного снижения продуктивности свиней.

Главная причина проблемы - высокие цены и низкое продуктивное действие комбикормов (потому и объемы закупки их для свиноводства снизились за 3-5 лет на 50-65%).

Общее решение вопроса видится в поиске путей снижения стоимости комбикормов при одновременном улучшении их качества.

В этой связи пропаганда и внедрение новейших экструзионных технологий - серьезный аргу­мент для научно-технологической поддержки процесса модернизации отечественного производства комбикормов, оптимизации кормопроизводства свиноводческих хозяйств на основе передовых техноло­гий с использованием местных приоритетных ресурсов (горох, соя, подсолнечник, кукуруза, ячмень, тритикале), а также для разработки и внедрения новых научно-производственных взглядов по нормиро­ванию и использованию кормовых средств в современных программах кормления свиней.

Экструзионные технологии для свиноводства актуальны и по ряду других причин:

а) стойкой тенденции к применению новых мясных пород, кроссов и гибридов, где продуктив­ный потенциал требует существенного улучшения условий кормления;

б) объективного сокращения в рационах свиней высокоэнергетических, белковых ингредиентов животного происхождения, рыбной муки, молочных кормов, а также кукурузы и соевого шрота с ис­пользованием вместо них гороха или необезжиренных соевых бобов, некондиционного зернофуража, ржи, тритикале, шрота подсолнечника и др. "проблемных" ресурсов;

в) расширения производства современных БВК, заменителей молока и др. с использованием экструзионных методов;

г) производства собственных комбикормов и кормосмесей непосредственно в хозяйствах.

Все обозначенные факторы обуславливают необходимость по-новому оценивать экономическую питательную и энергетическую значимость зерновых и бобовых ресурсов и место экструзионных техно­логий при производстве конкурентоспособных кормов, концентратов и добавок. Это необходимо для внедрения современных программ кормления с целью возрождения и интенсивного наращивания оте­чественного производства свинины.



Семенов С.А.,

кандидат с/х наук, зав. лабораторией кормления

Институт свиноводства им. А.В. Квасницкого УААН, г. Полтава.

Вчера теорию воплощали в жизнь.Бобы сои(50%), который в сыром виде страшно и не нужно скармливать животным в корм, в хаотической смеси(50%) с ячменем,кукурузой,пшеницей ,пшеничными отрубями,макухой и семечками-переработали экструдером.
Смесь готовилась для уток-откормочных.
Унюхали козы-съедали просто из рук.
1.Механизм данного экструдера хорош тем, что не требует предварительного измельчения экструдата.
2.В качестве примера-подтверждения прошлогодние отходы сои с нехорошей органолептикой- получились на выходе очень ароматные и вкусные соевые палочки.То есть, тезис о том , что с помощью экструдера можно облагородить некондиционное зерно(прелое, плесневелое..)-правда.Вот здесь момент о котором стоит задуматься..при покупке комбикормов(с гранулой -по тому же принципу).
3.В нашем случае -"палочка" получилась суховатой кукуруза не совсем просушена-она не вся разорвалась в готовой продукции.Наличие семечки(жир)-рвал "палочку",она шла тоньше и жестче.
4.Ну и позитивные моменты.Принесли 10 кг зерна, унесли 1.5 мешка готовой продукции.Из опыта, расход в пищу которой значительно меньше,значит питательная ценность зерна в виде экструдата прилично увеличивается.
5.Отслеживается качество исходной продукции.
6.возможность самостоятельно подбирать рецептуру.
И вопросы-найти оптимальные соотношения зерна  для разных видов живности.
Ну... и сам процесс захватывает.