В процессе производства и переработки продукции животноводства и птицеводства образуется много отходов – цельные тушки павших и выбракованных животных и птицы, отходы от убоя и переработки животных, головы, лапки, кости, субпродукты, кровь, яйца, скорлупа, инкубационные отходы – которые, при соответствующих условиях, могут стать как источником распространения болезней, так и экономичным, не причиняющим ущерба окружающей среде, высококачественным ингредиентом рациона.
В основе используемого на животноводческих предприятиях и птицефабриках технологического процесса переработки отходов в корм, лежит длительная (4-5 часов), при высокой температуре (120-140 0С) и давлении (03,-0,4 МПа) обработка, которая осуществляется в варочных котлах и предусматривает разварку, стерилизацию и сушку. При соблюдении технологических параметров, эта технология обеспечивает получение стерильного продукта, но оказывает отрицательное действие на его качество – за счет длительного теплового воздействия, часть белка разрушается, снижается его переваримость, не полностью решается вопрос со стерильностью корма.
Компанией INSTA-PRO (г. Де Мойн, штат Айова, США) разработан и внедрен в ряде стран (США, Канада, Польша, Россия и др.) способ переработки отходов птицеводства и животноводства, в основе которого лежит технология сухой экструзии. Метод сухой экструзии INSTA-PRO в качестве единственного источника нагревания использует трение. Тепло и давление вырабатываются в процессе прохождения экструдируемого продукта через компрессионные диафрагмы в стволе экструдера. Процесс сухой экструзии занимает менее 30 секунд, однако за это время сырье успевает пройти несколько стадий обработки:
- тепловую. В зависимости от вида, сырье проходит тепловую обработку при температуре 120-175 0С. Тепловая обработка повышает переваримость питательных веществ, улучшает вкусовые качества продукта, инактивирует антипитательные факторы, уничтожает или подавляет до приемлемого уровня токсины бактерий, грибков и плесеней. Кратковременное воздействие температуры оказывает минимальное воздействие на качество белка – переваримость протеина составляет 90%, усвояемость лизина – до 88%;
- стерилизацию, обеззараживание. Под воздействием температуры и давления болезнетворные микроорганизмы, грибки, плесени полностью уничтожаются;
- увеличение объема. Является следствием разрыва стенок клеток (в том числе и жировых), разрушения структуры гранул и разрыва молекулярной цепочки крахмала. Это повышает энергетическую ценность продукта;
- измельчение, смешивание. Несмотря на то, что сырье дробится и перемешивается перед подачей в экструдер, в стволе экструдера эти процессы продолжаются и продукт становится полностью однородным;
- обезвоживание. За 30 секунд пребывания сырья в экструдере содержание влаги понижается на 50% (от исходной);
- стабилизацию. Высокая температура и давление нейтрализуют действие ферментов, к примеру, являющихся причиной прогоркания продукта. Это способствует значительному увеличению сроков хранения готовой продукции.
С учетом изменений, происходящих с сырьем при экструдировании, технологический процесс переработки состоит из измельчения отходов и наполнителя, их смешивании, экструзии, сушке (по необходимости), охлаждении и измельчении готового продукта. Конечный продукт может быть выпущен в качестве полнорационного корма или как ингредиент для включения в самые разнообразные рационы.
Основным условием при переработке отходов по технологии INSTA-PRO является процесс смешивания их с сухим наполнителем. Это создает условие для эффективного экструдирования сырья (эффективно процесс экструзии проходит при влажности сырья не более 40%). Кроме этого, этот прием позволяет сохранить находящиеся в отходах питательные водо-растворимые вещества и жиры, которые теряются в процессе механического удаления влаги из отходов. Лучше всего в качестве наполнителя использовать белковые культуры, жмыхи и шроты сои, рапса, в том числе и нетостированные. При экструдировании этих наполнителей перерабатываются не только отходы, но и одновременно уничтожаются содержащиеся в наполнителе антипитательные факторы. Наполнителем могут служить и злаковые культуры: пшеница, ячмень, кукуруза и т.д.. При использовании в качестве наполнителя отрубей и овса будут ограничения по вводу готового продукта в рационы птиц из-за повышенного содержания в нем клетчатки.
| 1. Бункер для наполнителя 2. Нория для наполнителя 3. Бункер для наполнителя с весами 4. Смеситель 5. Бункер/агитатор 6. Бункер для отходов с весами 7. Дробилка 8. Пастоприготовитель |
9. Экструдеры Инста-Про 10. Пневматический конвейер 11.Охладитель 12. Промежуточный бункер 13. Дробилки 14. Двухходовой клапан 15. Бункер готовой продукции 16. Шнековые конвейеры |
Содержание влаги в готовом продукте зависит от влажности наполнителя и отходов и пропорции их смешивания. При максимальном (50% по массе) включении в экструдируемую смесь отходов и для получения готового продукта влажностью 10-12%, используется сушилка. При смешивании отходов и наполнителя в соотношении 1:3, досушка готовой продукции не требуется, так как после экструдирования получают продукт влажностью до 15%. Для хранения и транспортировки конечного продукта к месту использования после экструдирования его необходимо охладить до температуры окружающей среды.
Как показывают многочисленные исследования, экструдированный корм, полученный из отходов в смеси с соевым шротом, характеризуется следующими показателями (табл.1)
Таблица 1
Питательная ценность экструдированных кормов из отходов, %
| Показатели | Соевый шрот | Соевый шрот + | |||
| 25% отходов* | 30% падежа | 20% пера | 30% смеси** | ||
| Состав: | |||||
| Влага | 10,4 | 10,4 | 16 | 7,3 | 15,6 |
| Протеин | 46 | 45,2 | 44,7 | 49,1 | 45,6 |
| Жир | 1 | 2,5 | 3,4 | 0,2 | 2 |
| Клетчатка | 3,9 | 3,8 | 4,4 | 3,9 | 4,9 |
| Аминокислоты | |||||
| Метионин | 0,66 | 0,74 | 0,81 | 0,71 | 0,7 |
| Цистин | 0,71 | 0,67 | 0,72 | 1,18 | 0,89 |
| Лизин | 2,94 | 2,79 | 3,04 | 2,74 | 2,72 |
| Треонин | 1,85 | 1,81 | 1,94 | 2,05 | 1,86 |
| Аргинин | 3,38 | 3,29 | 3,49 | 3,61 | 3,44 |
| Лейцин | 3,65 | 3,59 | 3,86 | 4,04 | 3,72 |
| Изолейцин | 2,05 | 1,97 | 2,13 | 2,25 | 2,04 |
| Макроэл-ты | |||||
| Кальций | 0,29 | 0,88 | 0,54 | 0,3 | 1 |
| Фосфор | 0,71 | 0,99 | 0,77 | 0,69 | 0,97 |
| Калий | 2,32 | 2,11 | 1,99 | 2,19 | 1,94 |
| Натрий | 0,03 | 0,06 | 0,05 | 0,21 | 0,16 |
* Отходы – головы, лапки, субпродукты, кости.
** Смесь – 68,6% падежа, 25,% пера, 6,2% крови.
При использовании других наполнителей, получают корм, питательная ценность которого представлена в таблицах 2 и 3.
Таблица 2
Питательная ценность экструдированных кормов из отходов (50%) и наполнителя (50%)
| Показатели | Наполнители | |||||
| Горох | Пшеница | Ячмень | Жмых подсолнечника | Отруби | Шрот рапса | |
| Состав, % | ||||||
| Влага | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Протеин | 30,2 | 23,1 | 22,7 | 40,6 | 25,8 | 38,8 |
| Жир | 4,6 | 5,1 | 5,1 | 4,6 | 6,5 | 6,8 |
| Клетчатка | 4,8 | 2,7 | 4,8 | 12,5 | 8 | 9,6 |
| Аминокислоты,% | ||||||
| Метионин | 0,4 | 0,39 | 0,39 | 0,76 | 0,4 | 0,62 |
| Цистин | 0,45 | 0,42 | 0,41 | 0,67 | 0,46 | 0,71 |
| Лизин | 1,72 | 0,88 | 0,94 | 1,51 | 1,08 | 1,84 |
| Треонин | 1,12 | 0,74 | 0,78 | 1,42 | 0,83 | 1,58 |
| Аргинин | 1,99 | 1,36 | 1,34 | 2,98 | 1,7 | 2,32 |
| Лейцин | 1,84 | 1,66 | 1,65 | 2,62 | 1,79 | 2,72 |
| Изолейцин | 1,32 | 0,9 | 0,92 | 1,62 | 1,01 | 1,55 |
| Макроэл-ты,% | ||||||
| Кальций | 1,1 | 1,01 | 1,03 | 1,16 | 1,09 | 1,48 |
| Фосфор | 0,88 | 0,82 | 0,85 | 1,25 | 1,45 | 1,23 |
| Калий | 0,88 | 0,46 | 0,52 | 0,85 | 1,08 | 1,11 |
| Натрий | 0,09 | 0,1 | 0,11 | 0,13 | 0,11 | 0,13 |
Таблица 3
Питательная ценность экструдированных кормов из отходов (25%) и наполнителя (75%)
| Показатели | Наполнители | |||||
| Горох | Пшеница | Ячмень | Жмых подсолнечника | Отруби | Шрот рапса | |
| Состав, % | ||||||
| Влага | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
| Протеин | 23,5 | 15,5 | 15 | 35,6 | 18,6 | 33,4 |
| Жир | 2,6 | 3,2 | 3,2 | 2,7 | 4,8 | 5,2 |
| Клетчатка | 5 | 2,6 | 5,1 | 13,6 | 8,6 | 10,4 |
| Аминокислоты,% | ||||||
| Метионин | 0,27 | 0,24 | 0,25 | 0,68 | 0,26 | 0,52 |
| Цистин | 0,32 | 0,29 | 0,28 | 0,58 | 0,33 | 0,62 |
| Лизин | 1,48 | 0,53 | 0,59 | 1,25 | 0,75 | 1,62 |
| Треонин | 0,89 | 0,46 | 0,51 | 1,25 | 0,57 | 1,42 |
| Аргинин | 1,55 | 0,84 | 0,81 | 2,69 | 1,22 | 1,93 |
| Лейцин | 1,27 | 1,07 | 1,06 | 2,18 | 1,21 | 2,28 |
| Изолейцин | 1,07 | 0,58 | 0,62 | 1,41 | 0,72 | 1,34 |
| Макроэл-ты,% | ||||||
| Кальций | 0,5 | 0,41 | 0,42 | 0,6 | 0,5 | 0,96 |
| Фосфор | 0,55 | 0,49 | 0,52 | 0,99 | 1,2 | 0,96 |
| Калий | 0,9 | 0,41 | 0,48 | 0,85 | 1,11 | 1,15 |
| Натрий | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,1 | 0,07 | 0,1 |
<.div>
Скармливание кормовых смесей, полученных при экструдировании отходов птицеводства, оказывает положительное влияние на продуктивность птицы. Так, у бройлеров, при скармливании им на начальной стадии откорма смеси из отходов переработки тушек птицы улучшался рост, в сравнении с кукурузно-соевым рационом (А. Хейг, 1991). Не установлено существенных различий в яйценоскости, живой массе, внутренней структуре яйца у кур-несушек, при скармливании им экструдированной смеси из яичной скорлупы с куриным пометом или тушек индеек с кукурузой (К. Тадтийант и др. 1991). Установлено достоверное повышение яйценоскости у промышленных кур-несушек (табл. 4), при скармливании им экструдированной смеси из яичной скорлупы и технического белка (Дж. Фронинг и Д. Берквист, 1990).
Таблица 4
Влияние скармливания экструдированной скорлупы яиц на
продуктивность кур-несушек.
| Группы | Прочность скорлупы,кг | Толщина скорлупы,мм | Яйценоскость,% | Затраты корма, кг/10 шт. |
| Контроль | 4,44 | 0,384 | 62,4 | 2,27 |
| Опыт | 4,54 | 0,394 | 64,2 | 2,12 |
При исследовании возможности переработки в корм тушек индеек в смеси с соевым шротом Дж. Блейк и др. (1991) сделали вывод, что замена соевого шрота экструдированным кормом до 100%, не оказала влияния ни на прирост птицы, ни на эффективность использования корма.
Рис. Живая масса и эффективность использования корма индейками при замене соевого шрота на экструдированные отходы.
Поскольку отходы с животноводческих предприятий и птицефабрик являются потенциально опасными с точки зрения наличия возбудителей различных заболеваний, которые могли находиться у павшей птицы или появиться во время хранения, предшествующего переработки, возникает вопрос: «Насколько безопасно для здоровья использовать в кормлении такие тушки?»
Благодаря уникальному сочетанию температурного режима, давления, влаги, временного фактора, продукт, после его обработки в экструдере, превращается в стерильный и стабилизированный корм.
Жизнестойкость бактерий, как грамм-проложительных, так и грамм-отрицательных, плесеней и возбудителей заболеваний подвергались многочисленным проверкам, в результате чего было выяснено, что экструзия эффективно уничтожала или дезактивировала до безопасных уровней все микроорганизмы.
Кроме этого был проведен ряд исследований, в которых было установлено, что экструзия не только уничтожает плесень, но и понижает уровень афлотоксина. В 1981 году Харпером было установлено, что обработка продукта в условиях высоких температур и в сжатые сроки (экструзия INSTA-PRO) может денатурировать афлотоксин и микотоксин, чьи антипитательные свойства отрицательно влияют на физиологическое состояние и рост животных и птицы.
Компания INSTA-PRO выпускает несколько моделей экструдеров, различающихся своей производительностью – модель 600 – 270-365 кг/час, модель 2000R – 600-900 кг/час, модель 2500 – 900 – 1350 кг/час, модель 9600 – 2700-3600 кг/час. Это позволяет использовать оборудование компании как в небольших хозяйствах, так и на крупных перерабатывающих предприятиях.
Таким образом, использование многочисленных побочных продуктов животноводства и птицеводства в кормлении животных и птицы является весьма перспективным. Кроме того, в этих целях допустимо использовать побочные продукты и отходы мясо - и рыбокомбинатов.