Разработка технологии производства кормовой добавки из отходов пивоварения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.01, кандидат технических наук Хетагуров, Роман Асламбекович

• Хетагуров, Роман Асламбекович
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Хетагуров, Роман Асламбекович

Введение

1. Современное состояние вопроса использования отходов пивоварения в качестве вторичного сырья

1.1 Характеристика отходов образующихся при производстве солода и пива

1.2 Использование отходов пивоварения

1.3 Комплексная переработка отходов производства солода и пива 35 1А Способы повышения питательности сырья и комбикормов

1.4.1 Механизмы ферментного расщепления целлюлозы

1.4.2 Использование ферментов в кормлении животных

1.4.3 Характеристика ферментных препаратов, рекомендованных для использования в производстве комбикормов

1.5 Выводы

2. Экспериментальная часть

2.1 Объекты и методы исследований

2.1.1 Методы определения фрикционных свойств

2.1.1.1 Определение угла естественного откоса

2.1.1.2 Определение коэффициентов сопротивления относительному сдвигу слоев сыпучих материалов

2.1.1.3 Определение крупности

2.1.2 Определение влажности

2.1.3 Методы определения питательности и химического состава

2.1.3.1 Определение содержания сырого протеина

2.1.3.2 Определение содержания сырого жира

2.1.3.3 Определение содержания сырой клетчатки

2.1.3.4 Определение содержания сырой золы

2.1.3.5 Определение содержания кальция

2.1.3.6 Определение содержания фосфора

2.1.3.7 Определение содержания натрия

2.1.4 Методика исследования конвективной сушки

2.1.5 Расчет питательности кормов в овсяных кормовых единицах

2.1.6 Расчет питательности кормов в обменной энергии

2.1.7 Определение расщепляемости сырого протеина методом «in situ»

2.1.8 Методика оптимизации рецептов комбикормов

2.1.9 Изучение переваримости кормов и рационов 71 2.2 Результаты и обсуждение проведенных исследований

2.2.1 Изучение химического состава отходов пивоварения

2.2.2 Определение питательности отходов пивоварения в овсяных кормовых единицах

2.2.3 Расчет питательности отходов пивоварения в обменной энергии

2.2.4 Определение оптимального состава кормовой добавки из отходов пивоварения с целью применения в комбикормах

2.2.4.1 Изучение содержания питательных веществ кормовой добавки с разным составом

2.2.5 Изучение переваримости кормовой добавки из отходов пивоварения

2.2.6 Исследование физических свойств отходов пивоварения и новой кормовой добавки

2.2.7 Выбор метода сушки

2.2.8 Исследование процесса конвективной сушки отходов пивоварения и кормовой добавки

2.2.8.1 Изучение влияния температуры сушильного агента на кинетику сушки отходов пивоварения и кормовой добавки

2.2.9 Определение оптимальных параметров процесса обезвоживания

2.2.10 Расчет рецептов комбикормов с использованием кормовой добавки из отходов пивоварения

2.2.11 Зоотехнические исследования по откорму животных с использованием кормовой добавки из отходов пивоварения

2.2.12 Результаты балансового опыта

3. Технологическая часть

3.1 Структурная схема производства кормовой добавки из отходов пивоварения.

3.2 Технология производства кормовой добавки из отходов пивоварения

4. Экономическая часть

4.1 Расчет капиталовложений в проект

4.2 Расчет дополнительных текущих расходов

4.3 Расчет себестоимости кормовой добавки из отходов пивоварения

4.4 Расчет прибыли, рентабельности и срока окупаемости 132 Выводы и практические рекомендации 134 Список литературы 136 Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии производства кормовой добавки из отходов пивоварения»

Актуальность проблемы

В современных экономических условиях, производитель комбикормов поставлен перед необходимостью решать, среди прочих, задачи снижения себестоимости готовой продукции, при этом обеспечивая сохранение качественных характеристик кормов. Достижение поставленных целей возможно расширением ассортимента сырья, за счет использования отходов пищевой промышленности, в частности отходов пивоваренных предприятий.

Применяемые ныне технологические процессы производства в большинстве своем являются многоотходными.

Так, объем образования отходов, являющихся потенциальным вторичным сырьем (ВС), ежегодно в целом по России составляет около 3,0 млрд. т, значительная доля его образуется при переработке сырья в пищевой и перерабатывающей промышленности.

Основная часть вторичного сырья (около 70%) поставляется в сельское хозяйство в нативном виде, 10% которого до сих пор не используется. В результате недостаточного и нерационального использования ВС теряется более 2 млн. т кормовых единиц, 50 тыс. т (абсолютно сухих веществ) растительного белка и т.д. Большинство отходов, образующихся при переработке сельхозсырья, являются вторичными сырьевыми ресурсами (ВСР), их переработка позволяет получать огромное количество ценнейших продуктов без вовлечения новых источников сырья. Вместе с тем содержание сухих веществ в большинстве ВСР составляет 5. 10% , они очень нестойки при хранении, быстро закисают, сбраживаются, теряя ценные компоненты и загрязняя окружающую среду. Хранение их в таком состоянии возможно без потерь только в течение 1.3 суток. Поэтому, безусловно, актуальным и необходимым является повышение степени и глубины переработки сырья, комплексности его использования, более полное извлечение из него ценных компонентов с применением прогрессивных экологически безопасных технологий.

В рыночных условиях в связи с увеличением экономической самостоятельности предприятий и разрывом хозяйственных связей нарушились потоки информации о сырье, продуктах и отходах. Повышение же эффективности использования ВСР возможно только при наличии полной и достоверной информации о них - о номенклатуре, классификации, наличии ресурсов вторичного сырья, качественных и количественных показателях, эффективных методах утилизации на основе передовых ресурсосберегающих технологий, разработанных в нашей стране и за рубежом, снижающих антропогенную нагрузку на окружающую среду и позволяющих успешно решать острые экологические проблемы.

В соответствии с этими задачами исследований в области техники и технологии являлись создание резервов за счет использования вторичного сырья пищевой, кормовой и другой продукции, не уступающей по качеству продукции из первичного сырья, экономия первичного сырья за счет применения вторичного, создания новых видов продукции.

Для рационального использования на комбикормовых предприятиях различного сырья при производстве комбикормов по действующим рецептам разрешается замена одних видов сырья, указанных в рецептах, другими видами в соответствии с определенным перечнем.

В данной работе рассматривалась возможность применения отходов пивоварения в составе комбикормов с целью замены дорогостоящего сырья.

Цели и задачи исследования

Основной целью исследований было получение новой кормовой добавки из отходов пивоварения.

Для достижения цели предполагалось решение следующих задач:

• изучение отходов пивоварения и выбор на основе анализа химического состава и питательности наиболее перспективных из них;

• определение эффективности различных способов обработки и применения отходов пивоварения в кормопроизводстве;

• изучение действия ферментных препаратов используемых в комбикормовой промышленности и выбор, для повышения усвоения питательных веществ кормовой добавки из отходов пивоварения;

• исследование кинетики сушки кормовой добавки, выбор метода и определение рациональных параметров сушки;

• исследование качественных характеристик и питательности полученной кормовой добавки;

• оптимизация рецептов комбикормов, содержащих новую кормовую добавку из отходов пивоварения;

• зоотехнические исследования комбикорма с использованием новой кормовой добавки из отходов пивоварения и рекомендации по применению.

Научная новизна работы

Научно обоснован выбор составляющих компонентов кормовой добавки из отходов пивоварения.

Установлено оптимальное соотношение компонентов кормовой добавки из отходов пивоварения.

Показана необходимость применения фермента целлюлолитического воздействия Целловиридина ГЗх для повышения усвоения питательных веществ кормовой добавки из отходов пивоварения.

Раскрыты пути интенсификации процесса сушки кормовой добавки из отходов пивоварения.

Установлены оптимальные режимы и метод сушки кормовой добавки из отходов пивоварения

Выбрано и реализовано технологическое решение по производству кормовой добавки из отходов пивоварения с повышенной усвояемостью.

Практическая ценность

Доказана возможность использования кормовой добавки из отходов пивоварения в рационах и рецептах комбикормов для различных видов и производственных групп сельскохозяйственных животных и птицы.

Определены оптимальная дозировка и продолжительность воздействия ферментного препарата Целловиридина ГЗх активностью 500±50 ед/г.

Рекомендовано применять для сушки кормовой добавки из отходов пивоварения сушилки барабанного типа.

Разработана технология получения кормовой добавки из отходов пивоварения.

Получен патент РФ на изобретение №2218810 «Способ получения корма для сельскохозяйственных животных и птицы». От 05.03.2003 г.

Заключение диссертации по теме «Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства», Хетагуров, Роман Асламбекович

Выводы и практические рекомендации

В результате проведенных исследований установлено:

1. Отходы пивоварения, в частности пивную дробину, солодовые ростки и пивные дрожжи, возможно и целесообразно использовать для производства ценной кормовой добавки как компонента комбикормов. Использование отходов пивоварения позволяет частично или полностью заменять зерновые и белковые виды сырья (шроты, мясную муку, кормовые дрожжи и др.), снизить себестоимость комбикормов.

2. Наиболее богата по содержанию сырого протеина кормовая смесь составленная из пивной дробины, солодовых ростков и пивных дрожжей в соотношении 50:45:5 процентов.

3. Сравнительно высокое содержание клетчатки в пивной дробине и солодовых ростках (около 15%) предопределяет необходимость специальной обработки кормовой смеси ферментным препаратом, разрушающим структуру клетчатки, и повышающим усвояемость комбикорма.

4. Среди известных ферментных препаратов наиболее предпочтителен Целловиридин ГЗх, как абсолютно безвредный для животных и человека, совместимый с любыми биологически активными веществами, не оказывающий побочного действия на организм животных, сравнительно дешевый.

5. обработка отходов пивоварения Целловиридином ГЗх 500±50 ед./г. активности и концентрацией 0,5% позволяет повысить переваримость питательных веществ корма: сырого протеина на 1,1%, сырой клетчатки на 0,4%, сырого жира на 4,5%, БЭВ на 0,6% в сравнении с кормовой добавкой без обработки ферментом.

6. Высокая влажность пивной дробины, достигающая 70 - 75%, обуславливает необходимость тепловой сушки кормовой добавки. Присутствие в кормовой добавке фермента Целловиридина повышает скорость ее сушки; потребное время для высушивания до критической влажности сокращается на 25%, что снижает энергозатраты на ее производство.

7. Производство кормовой добавки рекомендуется осуществлять непосредственно на пивоваренных предприятиях по сравнительно простой технологической схеме, включающей приемку сырья, его подготовку, дозирование и смешивание компонентов, обработку смеси ферментным препаратом, сушку и отпуск готовой продукции.

8. Получаемую в сухом рассыпном виде кормовую добавку можно использовать на любом комбикормовом заводе, используя для ее ввода существующее технологическое оборудование.

9. При опытном скармливании комбикорма с добавлением разработанной кормовой добавки в течение 3-х месяцев привес животных был на 2,3% выше, в сравнении с группой животных, потреблявших комбикорм базового рецепта К - 81.

10. Производство кормовой добавки на пивоваренном предприятии позволяет решать задачу утилизации отходов с получением чистой прибыли в размере 1 млн. 174 тыс. руб. от реализации 1000 т. кормовой добавки в год.

136

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Хетагуров, Роман Асламбекович, 2005 год

1. Аленова Д.Ж. О развитии пивоваренной отрасли // Пищевая промышленность. 1989.-№3.-С.25

2. Антипов С.Т., Шахов С.В., Ряховский Ю.В. Прибытков А.В. Экспериментальная сушильная установка с закрученным потоком фаз. -патент Р.Ф. №2182297

3. Арьков А.А., Еримечеев Г.Ю. Пивная дробина в кормлении гусят // Современные аспекты ресурсосберегающих технологий производства и переработки продукции животноводства. Волгоград: Перемена. — 1998.-С.108- 109

4. Батюжевский Ю., Жук Р., Чумак Т., Михайленко Т. Хмелевая дробина // Птицеводство. 1989.-№5.-С.27 - 28

5. Белинская Е.А., Дыняк С.А., Рабинович С.Д. Учет пивоваренного производства. -М.: Пищевая промышленность. 1973.-119 с.

6. Булгаков Н.И. Биохимия солода и пива. — М.: Пищевая промышленность. 1976.-360 с.

7. Гайнетдинов М.Ф. Рациональное использование отходов пищевой промышленности.-М.: Россельхозиздат. 1978.-199 с.

8. Галузин А.И. Эффективность использования отходов пивоваренного производства при выращивании молодняка кур. Дис. к.с-х.н. Оренбург 2001

9. Гинзбург А.С. Резчиков В.А. Сушка пищевых продуктов в кипящем слое. -М.: Пищевая промышленность, 1966-196 с.

10. Голубчик С.А., Кутовой Г.И. Применение солодовых ростков в производстве ферментных препаратов // Ферментная и спиртовая промышленность. 1964.-№4.-С.18

11. Грачев Ю.П. Математические методы планирования экспериментов. — М.: Пищевая промышленность 1991.-199 с.

12. Гуменюк Г.Д., Жадан A.M., Коробко А.Н., Задохин Н.Н. Использование отходов промышленности и сельского хозяйства в животноводстве. Киев: Урожай. 1983.-192 с.

13. Дегтярев С. В. Технология комплексной переработки отходов пивоварения. Дис. к.т.н. Пермь 2000.

14. Деныциков М.Т. Использование отходов пищевой промышленности. -М.: Пищевая промышленность. 1959.-151 с.

15. Деныциков М.Т. Отходы пищевой промышленности и их использование. М.: Пищепромиздат. 1963.-616 с.

16. Дерканосов Н.И., Гарманова E.JL, Чувашева К.К. Белковый отстой -источник аминного азота в производстве хлебопекарских дрожжей // Хлебопекарская и кондитерская промышленность. — 1983.-№12.-С.37-38

17. Дерканосов Н.И., Фараджева Е.Д., Волков А.Г., Уварова Л.В. Экономическая эффективность использования белкового отстоя в пивоварении // Ферментная и спиртовая промышленность. — 1984.-№2.-С.24-25

18. Драганов И.Ф. Барда и пивная дробина в кормлении скота и птицы. М.: Россельхозиздат. - 1986.-135 с.

19. Ездаков Н.В., Владимирова А.А. Ферментные препараты в рационах поросят//Труды ВНИИФСа. Вып. 15, 1964.

20. Ездаков Н.В. Применение ферментных препаратов в животноводстве. М.: Колос. 1976

21. Ельчиц С.В., Домарецкий В.А., Хиврич Б.И., Чугуй В.А., Мельниченко JI.A. Использование зерновых отходов для иммобилизации клеток продуцента глюкозоизомеразы // Пищевая промышленность. — 1991.-№3.-С.56-59

22. Емельянова Н.А., Кошевая В.Н., Данилевская А.В., Диченко J1.B. Химический состав солодовых экстрактов // Пищевая промышленность. -1988.-№ 10.-С.37-38

23. Жвирблянская А.Ю., Исаева B.C. Дрожжи в пивоварении. М.: Пищевая промышленность. 1979.-248 с.

24. Зафрен С.Я. Технология приготовления кормов. Справочное пособие. М.: Колос. 1977.-240 с.

25. Иванова Е.Е. Технология производства кормовых компонентов из отходов пивоваренной, солодовенной и пищевкусовой промышленности и их питательная ценность для рыб. Дис. к.т.н. Краснодар 1997 149 с.

26. Исакова Э.А., Фертман Г.И. Применение солодовых ростков в хлебопекарской и дрожжевой промышленности. М.: ЦНИИТЭИпищепром. 1967.-31 с.

27. Калошина Е.Н., Черникова Е.В. ферментные препараты для труднопереваримых компонентов // Комбикорма 2003 -№8

28. Калошина Е.Н., Хетагуров Р.А. Отходы пивоварения в рационах молодняка овец // Комбикорма 2003 -№6. -С.52

29. Карплюк Т.В., Стахеев И.В., Миланович О.М., Карплюк З.Г. Кормовая ценность белкового отстоя // Мукомольно-элеваторная и комбикормовая промышленность. 1975.-№10.-С.16

30. Колпакчи А.П., Голикова Н.В., Андреева О.В. Вторичные материальные ресурсы пивоварения. -М.: Агропромиздат. 1986.-159 с.

31. Колпакчи А.П., Голикова Н.В., Киреева Г.И. Рациональное использование вторичных материальных ресурсов пивоварения // ЦНИИТЭИпищепром (пивоваренная и пивобезалкогольная промышленность). 1984.-Вып.6.-С.7 - 9

32. Колпакчи А.П., Голикова Н.В., Кравченко JI.B. Безотходная технология в пивоваренной отрасли // Пищевая промышленность. 1989.-№11.-С.17-19

33. Колунянц К.А. Химия солода и пива. М.: Агропромиздат. 1990.-175 с.

34. Комплексное использование сырья в пищевой промышленности / Под ред. Ю.П. Лебединского. Киев: Техника. 1983.-144 С.

35. Коротаев В.М., Балашов В.Е., Панищев В.Г. Исследование гранулируемости пивной дробины прессованием // ЦНИИТЭИпищепром. -1980.-Вып.5-С. 18 20

36. Коротаев В.М., Балашов В.Е., Чернов М.Е. Сушка гранулированной пивной дробины на вибросушилках // ЦНИИТЭИпищепром. 1980.-Вып.5.-С.20-22

37. Кошелев А.П., Глебов JI.A. Производство комбикормов и кормовых смесей. М.: Агропромиздат. 1989

38. Кутовой Г.И. Из опыта применения пивной дробины и солодовых ростков в производстве ферментных препаратов // Ферментная и спиртовая промышленность. 1971.-№3.-С.32 - 33

39. Лебедев Е.И. Комплексное использование сырья в пищевой промышленности.- М.: Легкая и пищевая промышленность. 1981

40. Лебединский Ю.П., Ухналевский Ю.М. Классификация отходов производства пищевой промышленности. — Киев: УкрНИИНТИ. -1967.-46 с.

41. Лисицын А.Б., Сницарь А.И., Бабурина М.И., Мосина Г.И., Петракова А.Н., Мурачев А.В., Истомин О.И., Ясаков А.Н., Стариковский Г.Г. Способ приготовления корма для сельскохозяйственных животных и птицы. — Патент RU 98100002 А

42. Мальцев П.М. Технология солода и пива. М.: Пищевая промышленность. - 1964

43. Мелентьев А.Е., Кошкина И.А. Применение дрожжевого автолизата в производстве пивного сусла // Известия вузов СССР. Пищевая технология. 1982.-№4.-С.55 - 57

44. Модянов А.В. Ферментные препараты в кормлении животных. М.: Колос. 1973

45. Незнанская И.И., Черепова С.А. Применение водной вытяжки из ростков ячменного солода в пивоварении // Ферментная и спиртовая промышленность. 1976.-№5.-С.23 - 25

46. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. Справочное пособие. Под ред. Калашникова А.П., Клейменова Н.И. М.: Знание. - 1995

47. Олтаржевская Т.Н., Семенов В.Ф., Васкивнюк В.Г. Влияние автолизата избыточных пивных дрожжей на рост кормовых дрожжей // Микробиологический журнал. 1981.-Вып.43.-№2.-С.247-248

48. Организация, планирование и управление производством на предприятиях пищевой промышленности. Под ред. Кружковой Р.В. М.: Агропромиздат. - 1985-23 с.

49. Орещенко А.В., Колунянц К.А., Колчева Р.А. Получение пивного сусла с повышенным содержанием а-аминного азота // ЦНИИТЭИпищепром (пивоваренная и пивобезалкогольная промышленность). 1983.-Вып.1.-С.5-8

50. Пазинина Н.В. Скармливание пивной дробины стельным коровам //Молочное и мясное скотоводство. 1980.-№2.-С.17 - 18

51. Рациональное использование и комплексная переработка отходов пивобезалкогольной промышленности: Материалы Всесоюзного совещания. -М.: ЦИНТИпищепром. 1965.-23 с.

52. Рид Дж. Ферменты в пищевой промышленности. М.: Пищевая промышленность. - 1971.-664

53. Семенова Т.И., Хмелевский М.А., Проценко А.Н., Дмитриенко М.В. Оптимизация азотистого состава пивного сусла // Пищевая промышленность. 1981.-№4.-С.44 - 45

54. Сизенко Е.И. Вторичные сырьевые ресурсы пищевой и перерабатывающей промышленности АПК России и охрана окружающей среды. М.: Пищепромиздат. - 1999.-200 с.

55. Соколовский И.А., Доморецкий В.А. Установка для сбора и сушки сплава // Ферментная и спиртовая промышленность. 1980.-№7.-С.8 - 10

56. Соломахина В.А., Ежов И.С., Седова В.В. Биологически активные вещества ячменного зерна, выделяющиеся из него в процессе замачивания // Ферментная и спиртовая промышленность. — 1978.-№5.-С.34 37

57. Стахеев И.В., Миланович О.М., Карплюк Т.В., Амбрацевич Н.Б. Белковый отстой — средство для повышения питательной ценности пищевых продуктов // Ферментная и спиртовая промышленность. — 1976.-№8-С.20 22

58. Тарарыков Г.М., Сазонова Е.А. Использование отходов пивоваренного производства для получения кормового террамицина // Ферментная и спиртовая промышленность. — 1965.-№1.-С.З1 33

59. Технология солода / Л.Нарцисс, под ред. И.М. Грачевой. М.: Пищевая промышленность. - 1980.-502 с.

60. Тихомиров В.Г. Организация безотходного производства на пивоваренных заводах // ЦБТЭИ, Центросоюз (пивобезалкогольная промышленность). 1983.-№1.-С.19

61. Тихомиров В.Г. Технология пивоваренного и безалкогольного производства. М.: Колос. 1998

62. Торжинская Л.А., Яковлев В.А. Технохимический контроль хлебопродуктов. — М.: Агропромиздат. 1991

63. Фертман Г.И., Исакова Э.А. Использование отходов солодовенного производства. М.: ЦИНТИпищепром, 1967.-28 с.

64. Фертман Г.И., Исакова Э.А. Сравнительная оценка состава ростков ячменного и ржаного солода // ЦИНТИпищепром (пивоваренная и безалкогольная промышленность). 1967.-Вып.5.-С.8 - 10

65. Фомичев В.Ф., Шевчук А.И., Егорова А.С., Кузнецов С.Г. Способ приготовления корма для сельскохозяйственных животных. Патент RU 94039526 А171