Способ получения кормовой добавки для жвачных животных

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 3715 504 А 23 К 1/2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОЙДОБАВКИ ДЛЯ ЖВАЧНЫХ ЖИВОТНЫХ, предусматривающий смешивание лактозусодержащего сырья с мочевиной и кислотойс последующим проведением процессовнагревания смеси до заданной температуры, выдержки при этой температуреохлаждения, нейтрализации и внесениякристаллизующих веществ, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюсокращения продолжительности процес"са, улучшения качества продукта и снижения энергозатрат, перед смешиванием лактоэусодержащее сырье подвергают молочнокислому брожению до активной кислотности 3,7 - 4,3 рН, выдержку ведут в течение 1 - 4 ч, а в качестве кристаллизующих веществ используют сернокислый натрий, который вносят перед нейтрализацией в количестве, при котором в готовом продукте на 1 ч. серы приходится 10 - 15 ч. небелкового азота.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что после смешивания сброженного лактозусодержащего сырья с кислотой и мочевиной проводят сгущение смеси до массовой доли сухих веществ 40 - 80 Е.3. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что сернокислый натрий используют в количестве 14 - 47 7 к массе мочевины.4. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве лактозусодержащего сырья используют молочную сыворотку или ультрафильтрат творожной сыворотки, или мелассу.1237 156Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве кормовых добавок,Цель изобретения - сокращение про.должительности процесса, улучшениекачества продукта и снижение энергозатрат.Сущность изобретения заключается в том, что лактозусодержащие вторич ные продукты молочной промышленности подвергают молочнокислому брожению до достижения активной кислотности 3,7 - 4,3 рН, смешивают с заданными количествами кислоты и мочевины сгу. щают до массовой доли сухих веществ 40 - 80 7. или процесс ведут без сгущения, нагревают до 60 - 80 С, выдерживают смесь при этой температуре в течение 1 - 4 ч, после чего ее охлаждают до 30 - 40 С, вносят затравку в виде сернокислого натрия в количестве, обеспечивающем соотношение серы и небелкового азота 1 : 10 15 вес.ч а затем нейтрализуют до д рН 2,5 - 7,0. На 1 ч. лактозы берут 0,15 - 0,5 ч. мочевины, в качестве кислот используют фосфорную, серную или молочную в количестве, обеспечивающем активную кислотность среды 1,5 - 4,0 рН, а сернокислый натрий вносят в виде порошка или суспензии.Кормовую добавку получают в жидком, или сгущенном, или сухом виде.В результате предварительного молочнокислого брожения кислотность35 сыворотки повышается до 3,7 - 4,3 рН, что приводит к снижению расхода минеральных кислот, а также к ускорению взаимодействия лактозы и мочевины40 благодаря сочетанию минеральной кислоты и молочной, образующейся при брожении.Предлагаемые величины активной кислотности при проведении молочно,Ф кислого брожения выбраны с таким расчетом, чтобы при достаточном накоплении молочной кислоты снижение содержания лактоэы было минимальным, так как последняя необходима для образования лактозилмочевины, Экспериментальным путем определен диапазон значений активной кислотности (3,7 4,3 рН) или титруемой (16010 ЯО + 5 Т) 1 Т соответствует содержанию в 100 мл сырья 0,009 г молочной кислоты, образующейся в процессе брожения иэ лактозы. Так как молекулярный вес лактозы составляет 342,3, а молл ной кислоты 90, то увеличение кислотности только на 10 Т приводит к снижению содержания лактозы в 100 мл сырья на 0,086 г, в связи с чем проведение молочнокислого брожения при значении рН ниже 3,7 нежелательно. Значение рН 4,3 является максимальным для минимального накопления молочной кислоты. При таком значении рН, которое соответствует 66 Т, концентрация молочной кислоты составляет 0,6 7., повышение значения рН на 0,1 единицы приводит к увеличению расхода минеральной кислоты более чем на 20 7, поэтому использование сыворотки с рН 44 нецелесообразно.Продолжительность выдерживания смеси установлена таким образом, чтобы достичь наиболее полного соединения лактоэы с мочевиной, При предельных значениях продолжительности 1 ич, превращение лактоэы в лактозилмочевину достигает 50 - 80 7 Выдерживание смеси в течение 0,5 ч позволяет превратить только 10 - 15 7. лактаэы, увеличение продолжительности выдерживания более 4 ч. положительного эффекта не дает, так как связывание лактоэы остается неизменным.Внесение кристаллиэующих веществ перед нейтрализацией в среду с оптимальным значением кислотности ускоряет образование лактозилмочевины, сокращая тем самььч продолжительность выдерживания смеси. Сокращение продолжительности выдерживания смеси позволяет в 3,7 раза снизить энергозатратыВведение мочевины перед упариванием не только повышает массовую долю сухих веществ смеси, но и предотвращает загустевание массы, облегчая выгрузку ее из аппарата. Упаренная масса даже при массовой доле сухих веществ свыше 50 7 в нагретом состоянии обладает текучестью из-за свойств мочевины частично расщеплять белковую молекулу и как следствие устранения гелгобразования.Применение в качестве кристаллизующих веществ серусодержащих солей существенно влияет на повышение качества готового продукта, поскольку способствуют введению в его состав серы - элемента, наличие которого в составе корма обеспечивает повышение зффективности использования азотамикроорганизмами желудка жвачньгх животных.12373Оптимальное соотношение серы ц азота мочевины равно 1:15.Предлагаемые соотношения серы и азота мочевины, примерно равные 1:10- 15, являются благоприятными для усвоения азота. Снижение соотношения до 1:20 положительного эффекта це дает цэ-за низкой дозировки серусодержащих веществ, а увеличение до 1:5 ухудшает качество продукта из-за О их высокого содержания, действующего как слабительное.В качестве серусодержащих солей используют сернокислый натрий (безводный и десятиводный), недорогое и нетоксичное вещество, В сельском хозяйстве сернокислый натрий в.дозах 15 - 50 г на голову для крупного рогатого скота или 3 - 10 г для мелкого рогатого скота используется как вещество, повышающее аппетит, в больших дозах - как слабительное, Кроме того, предлагаемые количества серно- кислого натрия, превосходящие количества затравки по известному способу, ускоряют образование лактозилмочевины и тем самым способствуют сокращению продолжительности выдерживания массы, Улучшается также качество кормовой добавки вследствие соответствия массы сернокислого натрия в су- Вточной дозе кормления дозировке, рекомендованной для повышения аппетита. Принятые режимы позволяют снизить в полученном продукте содержание свободных сахаров и мочевины (см.табл.1)35 из-за большего образования лактозилмочевины, что обеспечивает повышение эФфективности использования небелкового азота.П р и м е р 1, В 100 кг подсырной 40 сыворотки с рН 6,1 (20 Т), плотностью 1,023 10 кг/м, с массой сухих веществ 6 кг (в том числе 4,5 кг лактозы) вносят бактериальную, закваску и выдерживают при 40 С до рН 4,3 (80 Т) Масса лактоэы после брожения снижает. - ся на 0,5 кг и составляет 4 кг. В полученную кислую сыворотку при постоянном перемешивании вносят 0,24 кг 94,7 7-ной серной кислоты, после чего 50 рН среды снижается до 3,5, Затем сыворотку нагревают до 60 С и вносят 1,2 кг мочевины. Смесь перемешивают до полного растворения мочевицы, при этом массовая доля сухих веществ уве- личивается до 7,37, Обогащенную моче- виной сыворотку сгущают до массовой доли сухих веществ 62 7. Полученная 156масса отличается текучестью, ее легко сливают из вакуум-аппарата в емкость с паровой рубашкой, где цри 60-65 С выдерживают в течение 4 ч, затем охолаждают до 30 С и прц перемешивацци вносят 0,37 кг натрия серцокислого десятиводного (Иа,ЯО 10 Н, О), что соответствует соотношению серы и азота 1:15. Сернокцслый натрий вводят в виде суспецзци. С этой целью к нему добавляют 2 кг сгущенной массы с температурой 50 С, получая при перемешивации однородную смесь.Сгущенную массу после внесения сернокислого натрия охлаждают до 20"С, нейтрализуют до рН 4,5 1 кг 407-цого раствора едкого цатра, получая готовый продукт в виде пасты с массовой долей сухих веществ 60 7.Содержание в продукте связанной с мочевиной лактоэы составляет 55 7.П р и м е р 2, Процесс огуществляют аналогично примеру 1 за исключением того, что в качестве лактозусодержащего сырья используют творожную сыворотку плотностью 1,022 10 кг/м, с массовой долей сухих веществ 5,2 7. (5,2 кг,в том числе 3,9 кг лактозы) и рН 4,3 (85 Т),которую сбраживают до рН 3,7,после чего масса лактозы снижается до 3,25 кг.Подкисляют кислую сыворотку до рН 2,5 2,2 кг 407-цой фосфорной кислоты, вводят 1,625 кг мочевины. При этом массовая доля сухих веществ увеличивается до 7,447 Обогащенную мочевиной сыворотку при 65- 70 С выдерживают в течение 1 ч, охлаждают до 40 С и вводят 0,276 кг безводного сернокислого натрия (Иа 801), в виде порошка, что соответствует соотношению серы и азота 1:12. После охлаждения массы до 20 С ее нейтрализуют до рН 5,0 2,9 кг 40 7.-ного раствора едкого натра и получают готовый продукт - жидкий, с массовой долей сухих веществ 8,5 7.Содержание связанной с мочевиной лактоэы 65 7.П р им е р 3. Процесс осуществляют аналогично примеру 2 эа исключением того,что выдерживание обогащенной сыворотки проводят в течение 0,5 ч.Готовый продукт отличается низким содержанием лактозилмочевицы, так как содержание лактоэы, связаццой с мочевиной, составляет 14 7.П р ц м е р 4. Процесс осуществляют аналогично примеру 2 за исключением того, что смесь вьщержццают 5 ч.Содержание лактозы связанной смочевиной, составляет 66 7, (увеличение по сравнению с примером 1 лишьня 17.). Процесс энергоемкий.5П р и м е р 5. Процесс осуществляют аналогично примеру 2 за исключением того, что сыворотку сбраживают до рН 3,5 (190 Т), в результатечего масса лактозы снижается до 102,35 кг, а расход компонентов составляет, кг: фосфорная кислота 1,95;мочевина 1, 18; Ча, БО, 0,2.В полученном продукте содержаниеляктозы, с язанной с мочевиной, такое ж , как и ло примеру 2. Однакосбраживать сыворотку до рН 3,5 нецелесообразно из-за значительногоснижения ляктозы (на 27,6 7).П р и м е р 6, Процесс осуществляют аналогично примеру 2 за исключением того, что не используют минеральную кислоту, увеличивая выдержку смеси до 3 ч, после чего ее нейтрализуют гидроокисью кальция, применяемой в виде суспензии, и получают готовый продукт, содержащий 50 7лактозы, связанной с мочевиной,П р и м е р 7, 100 кг творожнойсыворотки плотностью 1,023 10 кг/м,Зс массовой долей сухих веществ 6 7.(6 кг, в том числе 4,6 кг лактоэы)и рН 4,5 (60 Т) выдерживают при 41 Сдо рН 4,3 (80 Т),ри этом масса лактозы составляет 4,45 кг, Затем сыворотку подкисляют до рН 2,0 0,545 кгсерной кислоты (94,7 7-ная, плотностью 1,83310 кг/м), вносят0,6 кг мочевины и при нагреванииперемешивают до полного ее растворе 40ния, Массовая доля сухих веществ увеличивается до 7,1 7., Обогащенную мочевиной сыворотку сгущают до массовойдоли сухих веществ 40 7, сливают извакуум-аппарата, выдерживают при 70 Св течение 2 ч, охлаждают до 30 С,о 45вносят в виде порошка 160 г Ма ЯО,что соответствует соотношению серы инебелкового азота 1:10, после охлаждения до 18 С нейтрализуют до рН 7,00,75 кг углекислого аммония и обезвоживают на распылительной сушилке"Ниро Атомайзер" при температуре воздуха на входе 130 - 140 С и выходе75 - 80 С. Готовый продукт - светлокремовый крупинчатый порошок без запаха, слегка гигроскопичный,Содержание связанной с мочевинойлактозы 70 7. П р и и е р 8, В резервуаре с мешалкой смешивают 3000 кг подсырнсй соленой сыворотки с рН 6,0 (18 Т) 1900 кг сыворотки с рН 3,6 (190 Т). Получают 4900 кг смеси с рН 4,0 (85 Т), плотностью 1,023 10 кг/м, с массовой долей сухих веществ 6,4 7 (314 кг, в том числе 203 кг лактозы и 19,6 кг хлористого натрия). Припостоянном перемешивании в смесь вносят 5 кг фосфорной кислоты массовойдолей 40 /, плотностью 1,254 10 кг/м,добиваясь с"пижения кислотности сыворотки до рН 3,8, Затем в реактор закачивают 200 л подкисленной сыворотки, вносят 88 кг мочевины и при нагреванин до 65 "С и перемешивании растворяют ее, после чего полученный раствор возвращают в резервуар, смешиваютего с находящейся там сывороткой и подают на сгущение, Массовая доля сухих веществ сыворотки перед упариванием составляет 8,1 7 Сгущение осуществляют до массовой доли сухих веществ 41 7, Полученную массу подают в ванну-кристаллизатор, где выдерживают при 70 С в течение 2 ч, охлаждают до 40 С, при постоянном перемешивании вносят .37 кг Иа БО 10 Н О,4что соответствует соотношению серы и небелкового азота 1:11. После охлаждения 20 С, массу нейтрализуют дорН 4,5 8,5 кг. 40 7.-ного раствора едкого натра и получают сиропообразный, без запаха продукт с массовой долей сухих веществ 40 7., в котором 60 7лактозы находится в связанном состоянии. П р и м е р 9. Процесс осуществляют аналогично примеру 8 за исключением того, что в качестве лактозусодержащего сырья используют 100 кг ультрафильтрата творожной сыворотки плотностью 1,022 10 кг/м, с массовой долей сухих веществ 4,7 7 (4,7 кг,в том числе 4 кг лактозы) и рН 4,7 (60 Т), которую выдерживают при 40 С до рН 4,3 (85 Т), в результате чего масса лактозы снижается до 3,7 кгПодкисление ведут до рН 4,0 0,25 кг фосфорноикислоты, вносят 1,1 кг мочевины, увеличивая массу сухих веществ до 5,8 7., я послг сгущения и выдерживяния вносят 0,25 кг Ия,БО10 Н О, что соответствует соотношению серы и небелконого язота 1:20, .1 ейтрализуют массу до рН 4,3 смесью едкого натра и диаммоннйфасфата и7 1237156 8 получают готовый продукт с массовой выдерживают до рН 4,3 (280 Т), после долей сухих веществ 40 7 чего масса лактозы составляет 15,92 кг.Снижение количества вносимого сер- Подкисление до рН 2,0 ведут 1,7 кг нокислого натрия позволило перевести 98 7-ной серной кислоты, затем вносят в связанное состояние только 15 7.8 кг мочевины, массовая доля сухих лактозы, что ухудшает качество гото- веществ при этом увеличивается до вого продукта из-за высокого содержа" 27,9 7 Обогащенную мочевиной меласния свободных лактозы и мочевины. су сгущают до массовой доли сухих веП р и м е р 10, Процесс осущест- ществ 80 7. Текучую при 60 С массу вляют аналогично примеру 9 за исклю легко выгружают из вакуум-аппарата в чением того, что вводят 104 г Иа БОф емкость, где при 70 С выдерживают 10 Н О (соотношение серы и небелко ч и по охлаждении до 40"С вносят вого азота 1:5). 3,76 кг Иа,ЯО 10 Н,О, что соответстВ готовом продукте содержится 72 % вует соотношению серы и азота 1: 10. лактозы, связанной с мочевиной, ОднаСмесь тщательно перемешивают и полуко высокое содержание в продукте сер- чают готовый продукт, представляющий нокислого натрия приводит к растрой- пастообразную, подобно меду, массу с ству желудочно-кишечного тракта жи- рН 2,75 и массовой долей сухих вевотного. ществ 77 Е. Содержание в продуктеИ р и м е р 1 1. Процесс осущест п связанной с мочевиной лактозы составвляют аналогично примеру 1 эа исклю- ляет 77 7чением того, что в качестве лактозусодержащего сырья используют мелассу Основные физико-химические показас массовой долей сухих веществ 21 Е тели качества кормовых добавок, полу- (21,0 кг, в том числе 17 кг лактоэы) 2 ченных по известному и предлагаемои рН 5,3 (155 Т), которую при 41 С му способам, приведены в таблице.Основные физико-химические показателикачества кормовой добавкиД к продукту) Кормовая добавка по. способу Показатели предлагаемому (примеры 1, 8, 11) звестному 30 - 60 Массовая доля воды 30 - 50 Массовая доля свободной мочевины 2,5 - 5,3 Массовая доля свободных сахаров 16- 23 Массовая доля лактозилмочевины или 12 - 24 5 - 20 гликозилмочевины Массовая доляазотистых веществв 60 7-ной пасте 41 40 Плотность 10 з кг/мз 1,2 - 1,4 1,2 - 1,4В виде кристаллов.1237156 Составитель Н АбрамоваТехред И.Верес Корректор М. Максимишинец Редактор А. Огар Заказ 3216/4 Тираж 543 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР и по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб, д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Применение предлагаемого способа позволяет перевести вторичное молочное сырье излактоэусодержащего в про" теинову 1 о кормовую добавку, обладающую высокими органолептическими покаэате-лями, снизить трудо-и знергозатраты, связанные с выдерживанием смеси, выгрузкой сгущенной массы, исключить использование дорогих и дефицитных веществ.