3 июля 2020
7 мин

Тенденция использования жидких компонентов

Во всем мире расширяется использование жидких препаратов на комбикормовых предприятиях. Эту тенденцию затруднительно охарактеризовать количественно, но она наиболее явно проявляется в промышленных странах, где имеются производственные мощности для перекачки и хранения больших объемов жидкостей. Однако во всем мире увеличивается количество установленных систем для операций с жидким жиром, холином и другими компонентами. Основной движущей силой этой тенденции является снижение расходов: на транспортировку, погрузочно-разгрузочные работы и хранение сырья. Однако жидкие препараты также могут давать преимущества в повышении качества питательных веществ и улучшении переработки кормовых продуктов.

Жидкости для улучшения питания

Первыми «жидкими» компонентами кормов были отходы скотобоен. Затем появилась «черная» меласса с заводов по очистке тростникового сахара и сусло и барда с пивоваренных и спиртовых заводов. Эти «отработанные» компоненты прибавляли в корма для животных уже в конце XIX века. В 1950-х гг. в корма для животных стали прибавлять животные жиры, а позднее и растительные масла.

Самыми распространенными жидкими компонентами кормов все еще являются жиры и масла и меласса – и по естественным причинам. Это сырье обладает хорошими вкусовыми характеристиками и является относительно недорогим источником энергии, пригодным для самых различных кормовых продуктов. Меласса обладает тем дополнительным преимуществом, что она улучшает качество гранул кормов с большим содержанием клетчатки. Другими высококалорийными веществами являются жмых томатов и винограда и цитрусовый жом. Питательными жидкостями также могут являться белковые компоненты, такие как концентрированные, ферментированные экстракты кукурузы, концентрированный рыбный бульон, сыворотка, растворы, содержащие стрептомицин (РСС), и небелковые источники азота, такие как раствор мочевины.

Однако, кроме жидких макрокомпонентов появляется все возрастающее количество жидких микрокомпонентов, многие из которых все же можно транспортировать, хранить и использовать в объемном виде. К ним относятся водный раствор холинхлорида, жидкие гидроксильные аналоги метионина (ЖГАМ) и жидкий DL-метионин, ингибиторы роста плесневых грибов, антиоксиданты, вкусовые добавки, пигментирующие вещества и различные минеральные вещества.
Хотя большинство витаминов и дополнительных аминокислот выпускается и в твердом виде, жидкие формы могут обладать определенными преимуществами при питании. Например, жирорастворимые витамины можно прибавлять в их натуральном состоянии - т. е. в жидком жире. Имеются в продаже водорастворимые витамины или их можно включить в жидкие гидроксильные аналоги метионина (ЖГАМ).

Если влажность готового корма превышает 10 -15 %, то имеется потенциальная возможность размножения микроорганизмов, приводящая к заражению микотоксинами. Жидкие ингибиторы роста плесневых грибов являются одними из самых эффективных средств для решения этой задачи. Как и ингибиторы роста плесневых грибов, жидкие антиоксиданты способствуют сохранению качества и стабильности кормов. Большинство средств гранулирования – в особенности, полученные из продуктов бумажной промышленности, такие как лигносульфонаты – находится в жидкой форме.

о598457.jpg
Они могут улучшить питательные характеристики партии готового корма за счет придания однородности и улучшения качества гранул.

Кроме того, жидкости, добавленные к кормовым смесям – даже небольшие количества растительных масел – часто уменьшают расслоение смесей, что способствует гомогенности продукта. Это способствует уменьшению количества тонкоизмельченных частиц, которые было бы необходимо регенерировать или, в случае кормов с добавлением лекарственных препаратов, выбрасывать. Вследствие лучшего диспергирования микрокомпонентов в жидкой форме изготовители комбикормов могут добиться лучшего качества премиксов и готовых кормов. Лучшее диспергирование также делает эти композиции более универсальными, поскольку изготовители комбикормов могут использовать более широкий диапазон количества прибавляемых добавок. Это особенно важно для предприятий по изготовлению комбикормов, выпускающих отдельные премиксы.

Производственные преимущества

Кроме преимуществ, связанных с питательностью некоторых типов жидких компонентов, они также имеют преимущества и на стадии производства на комбикормовых предприятиях. Основными плюсами являются экономия места в хранилищах: плотность большинства жидкостей больше, чем объемная плотность твердых веществ, использующихся в композициях комбикормов – и легкость обработки: перекачивание жидкости обычно выполняется легче и требует меньших затрат энергии, чем перемещение сухого твердого вещества. Современные жидкостные весы и точные, надежные расходомеры позволяют дозировать небольшие количества с высокой точностью.

В связи с усилением внимания к вопросам охраны окружающей среды на комбикормовых предприятиях можно использовать большее количество жидких компонентов для снижения выбросов пыли. Для уменьшения расслоения и пылеобразования в премиксах уже используются соевое масло и другие растительные масла. Уменьшение пылеобразования на комбикормовых предприятиях также снижает затраты на уборку, техническое обслуживание фильтров для пыли и уменьшает расход энергии. Также уменьшаются потери: утечки видны, тогда как пыль незаметна.

Традиционно жидкие компоненты добавляют в смеситель и кондиционер прессованных гранул. Обычно при добавлении в смеситель количество жидкости, превышающее 8%, значительно ухудшает качество гранул. В настоящее время при использовании смесителей для мелассы и гранулировании с применением мундштуков, смазанных жиром, изготовители комбикормов могут добавлять в корм еще большее количество жидкости. Однако на методику и стоимость производства кормов также влияет все более широкое применение жидких микрокомпонентов.

В частности, недавнее исследование, в котором проведено сопоставление стоимости изготовления ЖГАМ и сухого DL-метионина, привело к выявлению ряда возможных способов экономного использования жидкостей. Исследование проведено в США на коммерческом предприятии по производству комбикормов для домашней птицы производительностью 1000 тонн в сутки, из которых 950 тонн гранулируют с помощью пресса-гранулятора мощностью 300 л. с. Проведено одновременное сопоставление стоимости рабочей силы, хранения и энергии при изготовлении кормового рациона для племенных бройлеров на основе ЖГАМ и сухого метионина, обладающего заданным уровнем метиониновой активности.

Автоматизацию системы подачи ЖГАМ проводили только с целью уменьшению затрат рабочей силы. В зависимости от упаковки - насыпью, в больших мешках или небольших мешках - затраты труда при использовании сухого компонента в расчете на 1000 тонн корма были больше на величину от 10 минут до 3,5 часов. Площадь для хранения сухого метионина была более, чем на порядок, больше, чем для хранения жидкого компонента. При использовании сухого вещества также происходили некоторые потери метионина, обусловленные рассыпанием, усушкой и образованием пыли. При использовании жидкости содержание пыли около смесителя уменьшилось на 50 %.

Одним из самых интересных результатов этого исследования оказалось уменьшение затрат энергии при изготовлении корма с помощью ЖГАМ. Затраты энергии снизились не только при перекачке жидкости в смеситель, но и при гранулировании. При использовании ЖГАМ общая экономия энергии в расчете на 1000 тонн корма составила 1000 кВт-ч. Наибольшая часть этой экономии была обусловлена снижением затрат энергии на гранулирование. В таблице 1 приведены затраты энергии при подаче метионина в смеситель и при работе гранулятора.

     
Затраты энергии (кВт-ч) на 1000 тонн корма
  Форма Подача Гранулятор Всего
AllMet* Объемная 2,8 7760 7762,8
  Полуобъемная 2,8 7760 7762,8
Сухой Мешки 74,4 8830 8904,4
DL-метионин Полуобъемная 44,7 8830 8874,7
  Объемная 6,7 8830 8836,7

Таблица 1. Затраты энергии при обработке – сопоставление данных для жидкого гидроксильного аналога метионина (ЖГАМ) и сухого DL-метионина.

*AllMet, торговая марка Monsanto Company

Использование жидких компонентов требует применения особой технологии

Разумеется, имеются ограничения по использования жидких компонентов на комбикормовых предприятиях. Основным ограничением могут являться их физические характеристики. Кроме того, при увеличении влажности увеличивается вероятность микробиологического заражения – в основном микотоксинами и патогенными бактериями.

Некоторые жидкие компоненты, такие как ЖГАМ, некоторые ингибиторы роста плесневых грибов и другие, для своего использования требуют специальной аппаратуры. Это необходимо для обеспечения точного дозирования и предотвращения перекрестного заражения. Предварительное смешивание некоторых жидких компонентов в объеме может привести к непредвиденным и неблагоприятным химическим реакциям. В любом случае, когда системы транспортировки и использования жидкости могут применяться более, чем для одного жидкого компонента, рекомендуется проконсультироваться с поставщиками компонентов о возможных неблагоприятных последствиях.

Старые марки ингибиторов роста плесневых грибов, содержащие пропионовую кислоту в большой концентрации, могут обладать большой корродирующей способностью и многие жидкие компоненты необходимо хранить в контейнерах, снабженных специальным покрытием или защитой. Однако большинство современных ингибиторов роста плесневых грибов содержит буферные добавки, предназначенные для ослабления или исключения затруднений, связанных с коррозией.

Многие современные жидкие микрокомпоненты нельзя просто внести в смеситель; часто их необходимо разбрызгать или распылить с использованием более сложных дозирующих систем (см. следующую статью).

Тем не менее, расширение использования жидкостей на комбикормовых предприятиях является позитивной тенденцией. Это означает, что мы можем и дальше улучшать питательную ценность комбикормов при одновременном снижении производственных затрат, в особенности затрат рабочей силы и энергии. Это приводит к более универсальным композициям, особенно в случае премиксов. 


Дисперсии жидких ингибиторов роста плесневых грибов

Большая часть дискуссии об эффективности жидких ингибиторов роста плесневых грибов посвящена типу используемых соединений и концентрации действующего вещества. Однако важную роль в обеспечении эффективности играют методы внесения ингибиторов роста плесневых грибов в кормовые вещества и продукты.

Разумеется, чем лучше диспергирование ингибитора роста плесневых грибов, тем эффективнее борьба с ростом плесневых грибов и последующим заражением микотоксинами. Это особенно важно в настоящее время, когда многие изготовители комбикормов переходят от использования пропионовой кислоты без буферных добавок к использованию препаратов на основе пропионовой кислоты с буферными добавками и солей пропионовой кислоты, что обусловлено проблемами, связанными с коррозией, летучестью и безопасностью персонала. При таком переходе диспергирование ингибиторов роста плесневых грибов становится критически важным. Пропионовая кислота без буферных добавок вследствие своей летучести «проходит» через корм при переходе из жидкого состояния в газообразное. Это способствует процессу диспергирования. Пропионовая кислота с буферными добавками и соли пропионовой кислоты не являются летучими и, в отличие от газа, после нанесения на зерна или корм не оказывают диспергирующего воздействия.

Многие изготовители комбикормов просто выливают ингибиторы роста плесневых грибов с буферными добавками на
верхний слой корма или кормовой смеси и удивляются, почему у них происходит рост плесневых грибов. Во многих таких случаях это связано не с качеством ингибитора роста плесневых грибов, а с плохим диспергированием микрокомпонента в намного большем объеме корма.

Имеются три основных метода нанесения ингибиторов роста плесневых грибов: дозирование, разбрызгивание и распыление.
В нашей исследовательской организации мы испытали:

  • Дозирование, при котором жидкий ингибитор роста плесневых грибов по каплям прибавляется к корму при перемешивании этого корма.
  • Разбрызгивание, при котором жидкий ингибитор роста плесневых грибов разбрызгивается на корм с помощью «краскораспылителя» (наружного смешивания с воздухом) при перемешивании этого корма.
  • Распыление, при котором жидкий ингибитор роста плесневых грибов распыляется с помощью распылительного сопла (внутреннего смешивания с воздухом) и наносится на корм при перемешивании этого корма.
При производстве кормов все эти методы нанесения применяются во время перемешивания корма после гранулирования и конечных стадий обработки. Поэтому диспергирование ингибитора роста плесневых грибов частично зависит перемешивания корма. Каждый из этих способов нанесения обладает своими преимуществами, если не в производительности, то в простоте, надежности или стоимости нанесения.

Дозирование

Большинство изготовителей кормов для животных используют 0,5-1,0 кг жидкого ингибитора роста плесневых грибов на 1 тонну корма. Поскольку плотность большинства жидких ингибиторов роста плесневых грибов составляет примерно 1,05-1,07 кг/л, это означает попытку нанести на 1 тонну корма покрытие с помощью 470-940 мл жидкости. Многие изготовители кормовых смесей полагают, что путем разбавления или предварительного смешивания жидких ингибиторов роста плесневых грибов с другими жидкими кормовыми добавками они могут преодолеть затруднения, связанные с таким небольшим объемом.

Изготовители кормовых смесей смешивают жидкие ингибиторы роста плесневых грибов с другими жидкими кормовыми добавками также и для снижения стоимости системы и повышения удобства. Смешивать все жидкие кормовые добавки в общей большой емкости или весовом бункере-дозаторе и наносить жидкость с помощью общего сопла дешевле, чем устанавливать отдельные дозаторы, сопла и регулирующие устройства для каждой жидкости. Обычно такие сопла направляют большие количества жидких кормовых добавок в виде потока на поверхность корма. Хотя при этом ингибитор роста плесневых грибов попадает в корм, его диспергирование оказывается очень плохим.

Другим способом дозирования является смешивание жидких ингибиторов роста плесневых грибов с другими жидкими компонентами кормов, такими как меласса и РСС (растворы, содержащие стрептомицин), выполняемое поставщиком или даже оператором комбикормового предприятия. В большинстве случаев ингибитор роста плесневых грибов прибавляют к этим типам кормовых добавок для предотвращения плесневения добавок. Однако многие потребители полагают, что такой метод является пригодным для прибавления ингибитора роста плесневых грибов в корм. Смешанный продукт является чрезвычайно вязким и наносится широким потоком, так что эффективность диспергирования является сомнительной. Другое затруднение при таком перемешивании больших объемов жидкости связано с тем, что очень мало известно о химических реакциях между компонентами и влиянии такого процесса на эффективность.

Многочисленные проблемы, связанные с включением ингибиторов роста плесневых грибов в большие объемы жидкости  
путем предварительного смешивания жидких добавок привели многих изготовителей комбикормов к тому, что они используют очень сложные системы нанесения. С учетом связанные с этим дополнительных капиталовложений целесообразно рассмотреть другие методы, а не только заливку или подачу по каплям.


Сравнение разбрызгивания и распыления

В настоящее время выпускается более 200 типов сопел для разбрызгивания. Все эти сопла обладают определенными характеристиками, такими как ширина разбрызгивания, величина капель, внутреннее смешивание с воздухом, наружное смешивание с воздухом и покрываемая площадь. В наших исследованиях мы использовали разбрызгивание с помощью «краскораспылителя» и распыление для изучения различий в эффективности при использовании разных типов разбрызгивающих сопел.

Обработка с помощью краскораспылителя включала использование продажного краскораспылителя – аналогичного тому, который применяется при окраске самолетов и автомобилей, – установленного над ленточно-винтовым смесителем. Высоту устройства регулировали таким образом, чтобы при разбрызгивании покрывалась вся поверхность перемешиваемого корма. Над смесителем устанавливали крышку и он превращался в закрытую систему, так чтобы в корм включался весь жидкий ингибитор. Такое устройство аналогично использованию разбрызгивающего сопла наружного типа, в котором жидкость и сжатый воздух смешиваются снаружи от разбрызгивающего сопла. При использовании наружного разбрызгивающего сопла размеры частиц или капель жидкости больше, чем размер капель, создающихся с помощью распылительных сопел с внутренним смешиванием. Обычно чем больше капля, тем хуже диспергирование.

В отличие от этого, распылительные сопла с внутренним смешиванием очень мелко распыляют жидкие продукты. В распылительных соплах с внутренним смешиванием жидкость и воздух смешиваются внутри сопла. При таком способе нанесения на корм во время его перемешивания в действительности воздействует туман. Если Вы поместите свою руку перед распыляемой жидкостью, то не сможете ощутить прикосновение жидкости к Вашей руке. Тем не менее, Ваша рука станет влажной. И в этом случае для лучшего использования смесителя в промышленном производстве мы используем закрытую систему.

Имеется разновидность сопла такого типа, которая самоочищается, для чего после нанесения жидкости отверстие для подачи жидкости продувается воздухом. Это предотвращает забивание сопла пылью, содержащейся в корме, и обеспечивает нормальную работу. По данным наших исследований распылительное сопло, или сопло с внутренним смешиванием с воздухом, является наилучшим средством нанесения жидких ингибиторов роста плесневых грибов на корма во время их перемешивания. Это заключение справедливо независимо от типа или торговой марки наносимого жидкого ингибитора роста плесневых грибов.

Мы сопоставили эти методы нанесения путем нанесения жидкого ингибитора роста плесневых грибов на кукурузную муку до влажности, равной 17 %, при дозировке, равной 1,0 кг/т (2 фунта на тонну). Рост плесневых грибов контролировали путем измерения уровней выдыхаемого диоксида углерода через разные промежутки времени. Увеличение концентрации диоксида углерода коррелировало с усилением роста плесневых грибов. Распыление при внутреннем смешивании с воздухом является наиболее эффективным методом нанесения.


Характеристики смесителя влияют на диспергирование

Для большинства ленточно-винтовых смесителей мы рекомендуем устанавливать распылительные сопла на 15-30 см выше самого высокого уровня корма, на который он поднимается при работе смесителя. Это способствует предотвращению забивания сопла и обеспечивает наилучшее покрытие корма. Длительность перемешивания, в течение которого жидкий ингибитор роста плесневых грибов добавляется в корм, зависит от предпочтений руководства предприятия. Однако обычно добавление начинается через 5 секунд после начала цикла перемешивания. Нанесение препарат заканчивается за период перемешивания длительностью от 90 до 200 секунд. От количества времени, предоставляемого для прибавления жидкого ингибитора роста плесневых грибов, количества прибавляемого ингибитора роста плесневых грибов и цикла смешивания, используемого изготовителем кормовых смесей, зависит количество используемых распылительных сопел.

Характеристики корма (влажность, содержание жира и клетчатки) и тип корма (кормовая смесь для несушек или крошкообразный корм для бройлеров), по-видимому, не оказывают значительного влияния на диспергирование. Размер частиц кукурузы может оказывать какое-то влияние, но это вопрос пока не изучен. Однако влажность компонентов корма является важной, поскольку от нее частично зависит количество жидкого ингибитора роста плесневых грибов, которое необходимо прибавить для предотвращения роста плесневых грибов. Способность кормовых продуктов к плесневению неодинакова и зависит от зараженности плесневыми грибами до изготовления корма, длительности нахождения корма на ферме и других условий его хранения на ферме.

Распространено мнение, что ингибитор роста плесневых грибов достаточно просто внести в корм – даже просто налить на него. Это неверно, в особенности при использовании новейших ингибиторов роста плесневых грибов. Способ, с помощью которого диспергируется ингибитор роста плесневых грибов, оказывает определяющее влияние на его эффективность. Сопла и вспомогательное оборудование должны быть установлены в смесителе соответствующим образом. Наилучшее диспергирование обеспечивается при использовании распылительных сопел, или сопел с внутренним смешиванием с воздухом. Рекомендации по этом вопросу может предоставить поставщик ингибиторов роста плесневых грибов.
Затраты изготовителей комбикормов на внедрение жидких ингибиторов роста плесневых грибов не являются напрасными. Хорошие препараты, полученные на правильно сконструированной установке, могут дать превосходные результаты.

Читать также