Получение кормовых добавок с помощью ультразвука

Некоторые отходы кожевенной промышленности содержат большое количество белка и после переработки могут успешно использоваться в качестве кормовой добавки. В кожевенных отходах содержится большое количество несовместимых с кормами веществ. Это кремнефтористые и сернистые соединения натрия, парадихлорбензол и ряд других веществ, включая соли хрома, используемые для консервирования кожевенного сырья и его дубления при переработке в кожу. Химические способы снижения содержания токсических веществ до допустимого уровня и разрушения прочных связей в структуре кожи требуют длительного времени, большого количества воды и различных химических соединений.

Процесс переработки кожевенного сырья примерно в 25 раз ускоряется в мощных низкочастотных ультразвуковых полях и занимает не 2−5 суток, а 2−3 часа. При такой обработке смесь отходов с растворами интенсивно перемешивается, ускоряется экстракция консервантов, разволокняется структура кожевенных отходов, что значительно повышает их перевариваемость, а значит, кормовую ценность.

Полученный эффект, очевидно, обусловлен интенсификацией пропитки кожевой ткани реагентами, ускорением химических реакций в ультразвуковом поле (см. § 1.9), повышением скорости удаления из кожевой ткани продуктов реакции, а также механическим воздействием ударных волн и кавитационных микропотоков на структуру ткани. В результате такой обработки из отходов кожи практически полностью удаляются различные консерванты и дубители. Полученная таким способом сухая измельченная кормовая добавка содержит 70% белка и 17% жира. Содержание перевариваемого протеина составляет 420 г/кг.

Аналогичным способом можно готовить грубые корма из соломы. Обычно солому заливают на 8… 14 ч раствором щелочи, что обеспечивает ее размягчение и насыщение влагой. Обработка измельченной соломы в растворе щелочи мощным низкочастотным ультразвуком в течение трех минут резко сокращает время приготовления корма, в 3−4 раза уменьшает расход щелочи, а также значительно повышает перевариваемость и питательность корма.

Успешно применяют ультразвук и для повышения эффективности производства рыбной кормовой муки. Обычно образующиеся в процессе прессования при производстве рыбной муки бульоны содержат значительное количество белков и липидов. Так, в бульоне, образовавшемся при переработке 30 т сырья, содержится около 1,5 т белка и 0,5 т жира. Этот подпрессовый бульон можно упарить, а образовавшийся концентрат использовать для обогащения кормовой муки. Однако соленые бульоны практически не пригодны для упаривания, так как при этом в конечный продукт попадает большое количество соли. Кроме того, метод упаривания весьма энергоемок. Для отделения белка и жира от жидкой среды можно использовать методы электрофлотации и электрокоагуляции, но оба эти метода требуют затраты большого количества энергии на единицу готовой продукции, в которую к тому же нередко попадает металл электродов в виде загрязняющих примесей. Этих недостатков лишен ультразвуковой метод коагуляции белков в подпрессовых бульонах. После десяти минутной обработки мощным низкочастотным ультразвуком в бульоне, выдерживаемом при 95 ^вС, образуются хлопья, которые быстро осаждаются. Их легко отделяют с помощью сепаратора и высушивают одним их обычных способов. Применение ультразвука позволяет без существенных дополнительных затрат на 8… 10% увеличить общий выход рыбной муки — ценной кормовой добавки в рацион сельскохозяйственных животных.

Следует отметить, что в рыбной муке обычно содержится значительное количество жира, который, окисляясь при хранении продукта, снижает его качество. Однако, если к жому после прессования добавить воду в соотношении 1:4, смесь в течение 10." 15 мин обработать мощным ультразвуком с частотой 18…22 кГц, а затем вновь подвергнуть прессованию, то содержание жира в жоме и в конечном продукте снижается с 13 до 8%, что существенно повышает качество рыбной муки. Отделенный при этом рыбий жир также представляет собой ценную кормовую добавку.

В качестве эффективных добавок к корму, содержащих биологически активные вещества, нередко используют одноклеточные водоросли и кормовые дрожжи, выращенные на дешевом природном сырье: измельченных отходах древесины, тростнике, кукурузных кочерыжках, лузге подсолнечника, оболочках гречихи и проса, отходах сахарного производства.

Используют дрожжи в виде белково-витаминно-минеральных добавок в рационы крупного рогатого скота, сельскохозяйственной птицы, пушных зверей. Солому и другие малоценные корма подвергают дрожжеванию, добавляя в корм дрожжи и создавая условия для их развития. Питательность грубых кормов в результате их обогащения белком, витаминами, органическими кислотами и ферментами значительно повышается.

Достаточно длительный процесс дрожжевания можно существенно ускорить, стимулируя рост и развитие клеток ультразвуком. Ультразвуковое воздействие в течение нескольких минут повышает интенсивность брожения, улучшает качество готового продукта, снижает расход дрожжей. Разрушенные мощным ультразвуком клетки сами по себе являются хорошим стимулятором развития дрожжей. Этот эффект связывают с так называемым «мортальным фактором», возникающим при разрушении клеток, стимулирующим рост и развитие остальных, оставшихся целыми клеток. Основываясь на этих представлениях, для ускорения процессов дрожжевания четвертую часть исходной суспензии подвергают мощному ультразвуковому воздействию, приводящему к разрушению клеток, а затем смешивают полученный продукт с оставшимися тремя четвертями суспензии.

Ценным источником белка и биологически активных веществ, необходимых для рационального кормления, могут служить одноклеточные водоросли, например хлорелла. Однако гем и целлюлоза, составляющая их оболочку, плохо разрушается в желудочно-кишечном тракте сельскохозяйственных животных, что существенно снижает их кормовую ценность. Кратковременное воздействие ультразвуком неразрушающих интенсивностей (10 кГц; 2 кВт) на хлореллу в суспензии с объемной концентрацией клеток от 10 до 25% стимулирует в последующие несколько часов синтез ими биогенных стимуляторов. Скорость синтеза увеличивается, если суспензию клеток после ультразвуковой стимуляции выдерживать в темноте при температуре 3…7 °С. После этого клетки в суспензии разрушают, используя мощный ультразвук или СВЧ-поле.

Полученная таким образом жидкая масса — «зеленое молоко» — может быть использована как в свежем, так и в консервированном виде. Для длительного хранения массу сушат и включают в состав порошковых гранулированных концен тратов или прессованных кормосмесей.

Скармливание «зеленого молока» молодняку сельскохозяйственных животных, в том числе и птице, резко снижает их падеж и в среднем на 17% увеличивает привесы. Животные с удовольствием поедают «зеленое молоко» и корма, подвергшиеся дрожжеванию. Клетки дрожжей и одноклеточных водорослей богаты полноценными белками, необходимыми живому организму солями калия, кальция и фосфора, а также витаминами. Но составу дрожжи и одноклеточные очень близки к кормам животного происхождения, а по питательности и содержанию витаминов лишь немного уступают рыбной муке.

Для приготовления кормовых добавок из растительного сырья, для дрожжевания кормов и разрушения клеток хлореллы не требуется специального ультразвукового технологического оборудования. Для этой цели успешно используются давно разработанные и выпускаемые промышленностью ультразвуковые ванны различного объема.