012574 - 1 - Изобретение относится к кормам для животных

012574
Изобретение относится к кормам для животных, птиц и рыб, в частности к сухому, полученному
путем экструзии корму и может быть использовано в животноводстве, птицеводстве и рыбоводстве.
Изобретение также относится к способу получения сухого корма для животных, птиц и рыб.
Наиболее эффективно заявляемый сухой корм, полученный заявляемым способом, может быть использован в замкнутых биологических системах содержания и выращивания животных, птиц и рыб.
При производстве кормов, предназначенных для кормления животных, птиц и рыб, традиционно в
качестве одного из основных компонентов используется сырье, содержащее белки, в том числе белки
животного происхождения. В сочетании с сырьем, содержащим белки растительного происхождения, а
также с другими компонентами это обеспечивает получение готового корма со сбалансированным содержанием белков жизненно важных для определенного вида животных, птиц и рыб. При этом следует
принимать во внимание, что сырье - источник полноценных белков животного происхождения - имеет
достаточно ограниченный ресурс, и для производства кормов, как правило, используются отходы мясо-,
птице- и рыбопереработки (субпродукты, кровь, кости, шкуры, кожа и т.д.), выбракованное сырье и т.п.
сырье, не пригодное по тем или иным причинам для использования в питании человека.
Традиционные технологии переработки животного сырья для комбикормовых целей в силу их
энергозатратности и неэффективности, приводящей к частичной потере белка, не отвечают современным
требованиям. По этой причине проблема сохранения белка в сырье животного происхождения и повышения его усвояемости лежит в плоскости использования экструзионной обработки исходного сырья,
при которой в результате кратковременного воздействия высокой температуры и высоких сдвиговых
напряжений в расплаве «сырья» белки частично разрушаются до крупных пептидов и аминокислот, за
счет чего обеспечивается, в частности, повышение усвояемости белков.
Известны сухие корма с содержанием белков животного происхождения, которые предназначены
для кормления домашних животных, сельскохозяйственных животных, домашних птиц, сельскохозяйственных птиц, аквариумных и прудовых (промысловых) рыб [1, 2, 3]. В известных кормах в качестве сырья - источника белков животного происхождения - используются упомянутые выше традиционные виды
сырья. При этом процесс экструзии, как наиболее «щадящий» режим обработки сырья с точки зрения
сохранения белков, используется в производстве только незначительной части известных сухих кормов.
Наиболее близким для заявляемого сухого корма для животных, птиц и рыб, является сухой корм, в
частности для собак и пушных зверей, который содержит костную муку, кормовую зерновую смесь,
пшеничный глютен, отходы спиртового производства, отходы свекловичного производства, премикс,
глютамат натрия, сухую крапиву и/или природный торф [4]. Корм описанной рецептуры получают путем
экструзии рецептурных компонентов. Однако и в этом корме в качестве источника белков животного
происхождения используется традиционная костная мука.
Таким образом, актуальной все еще остается проблема поиска источников полноценных белков животного происхождения, пригодных для производства кормов для животных, птиц и рыб.
В то же время, исторически известно использование кольчатых червей как естественного вида корма, потребляемого различными животными, птицами и рыбами. В кольчатых червях содержание белков
(в сыром виде) составляет 12-15%, поэтому для обеспечения необходимой, например, суточной дозы потребления белка, соответствующим образом, животному, птице или рыбе необходимо потребить достаточно большое количество (по массе) живых кольчатых червей, что и происходит, как правило, в дикой
природе. Однако в сухом виде содержание белка у кольчатых червей составляет уже около 85%.
Кроме того, известны способы культивирования кольчатых червей, в частности дождевых, с использованием биогумуса для дальнейшего их включения в непереработанном виде в кормовой рацион
различных видов животных (в частности, свиней, пушных зверей), птиц (в частности, кур, уток, гусей,
индюшек, страусов) и прудовой рыбы [4].
Учитывая, что прирост биомассы кольчатых червей по отношению к массе потребленного ими
«корма» достигает для некоторых видов и в определенных условиях до 1500:1, кольчатые черви, сами по
себе, являются практически неограниченным и легко воспроизводимым источником белков животного
происхождения. Однако их использование в сыром виде связано с упомянутой выше проблемой недостаточно высокого содержания белков в сыром виде.
Задачей данного изобретения является разработка нового сухого экструдированного корма для животных, птиц и рыб, с использованием нового источника белков животного происхождения, а также способа получения сухого экструдированного корма и создание на их основе биологической системы содержания и выращивания животных, птиц и рыб. В качестве технических результатов, достигаемых при
решении поставленной задачи, могут быть упомянуты:
снижение затрат на производство сухого корма,
повышение питательности сухого корма,
возможность использования быстро возобновляемого и практически неограниченного источника
белков животного происхождения,
возможность формирования замкнутого безотходного цикла содержания и выращивания, прежде
всего, сельскохозяйственных животных, птиц и промысловых рыб.
Поставленная задача решается за счет применения биологической массы кольчатых червей в каче-1-
012574
стве компонента животного происхождения для производства сухого корма для животных, птиц и рыб
путем экструзии компонентов растительного и животного происхождения. Выше были уже описаны
преимущества и недостатки использования кольчатых червей в качестве корма для животных, птиц и
рыб. Автору изобретения при этом удалось найти оригинальный способ использования биологической
массы кольчатых червей в составе сухого экструдированного корма совместно с другими компонентами
растительного и, при необходимости, животного происхождения, а также, при необходимости, функциональными добавками. В ходе экспериментов были получены отличные результаты по получению сухих
кормов с заданным высоким содержанием сухих веществ и с заданным количественным и качественным
содержанием белков путем совместной экструзии всех рецептурных компонентов. Применение биологической массы кольчатых червей в качестве как единственного, так и одного из компонентов животного
происхождения (компонентов-источников животных белков) обеспечило получение сухого экструдированного корма с отличными физико-химическими характеристиками, с хорошей поедаемостью различными животными, птицами и рыбами и с высокой степенью усвояемости.
Таким образом, поставленная задача решается также сухим кормом для животных, птиц и рыб, содержащим по меньшей мере один компонент растительного происхождения, по меньшей мере один компонент животного происхождения и, при необходимости, функциональные добавки, полученный путем
экструзии компонентов, за счет того, что в качестве компонента животного происхождения содержит
биологическую массу кольчатых червей.
Заявляемый сухой корм в качестве компонентов растительного происхождения, предпочтительно,
содержит по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, включающей семена зерновых, зернобобовых, масличных культур, продукты переработки зерновых, зернобобовых, масличных культур,
как то шрот, жом, отруби, лузга, травяную муку, сено, солому, отходы пищевого и комбикормового производства растительного происхождения, как то пивная дробина, свекловичный меланж, свекловичный
жом.
При этом заявляемый сухой корм в качестве компонентов животного происхождения предпочтительно содержит биологическую массу кольчатых червей и, при необходимости по меньшей мере один
другой компонент животного происхождения, выбранный из группы, включающей кровь, мякотные отходы, продукты убоя, костную муку, рыбную муку, животный жир, сухое молоко. При этом биологическая масса кольчатых червей содержится в количестве не менее 5 мас.% от общей массы компонентов
животного происхождения.
Выбор конкретного рецептурного состава корма, как в отношении компонентов растительного, так
и в отношении компонентов животного происхождения из упомянутых выше групп или других компонентов, которые не указаны, но могут быть очевидным для специалистов в данной области образом
включены в эти группы, зависит от вида животного, птиц и рыбы, его возраста, потребности в белках,
жирах, аминокислотах, минеральных и др. веществах.
Другим аспектом данного изобретения является заявляемый способ получения описанного выше
сухого корма для животных, птиц и рыб, включающий смешивание и загрузку в экструдер компонентов
растительного происхождения, компонентов животного происхождения, по меньшей мере один из которых представляет собой биологическую массу кольчатых червей, с последующей их совместной экструзией и введением, при необходимости, функциональных добавок.
Предложенная последовательность технологических операций показала себя в ходе экспериментов
наилучшим образом с точки зрения возможности получения высококачественного сухого корма с высоким содержанием сухих веществ. При совместной экструзии избыточная влага, содержащаяся в биологической массе кольчатых червей, равномерно перераспределяется в другие компоненты, которые, как правило, загружаются в сухом виде, и обеспечивает установление условий экструзии, оптимальных в отношении влажности экструдируемого сырья.
Предпочтительными являются формы реализации заявляемого способа получения сухого корма, в
которых компоненты растительного происхождения и компоненты животного происхождения, один из
которых представляет собой биологическую массу кольчатых червей (в живом или измельченном виде),
загружают при следующем соотношении компонентов, мас.%:
В указанных диапазонах для получения оптимальной влажности смеси компонентов для экструдирования, при необходимости, используют традиционные технологические приемы, как, например, составление соответствующих рецептур с учетом влажности каждого компонента или предварительное
подсушивание отдельных компонентов или смеси компонентов.
Заявляемый способ обеспечивает получение сухого экструдированного корма, размер частиц которого, их консистенция и другие физические и химические характеристики обеспечивают возможность
его скармливания любым животным птица и рыбам без каких-либо ограничений. При этом в соответствии с видом животного, птицы и рыбы задается количественный и качественный состав компонентов (с
учетом приведенных выше соотношений компонентов животного и растительного происхождения). Для
-2-
012574
сравнения, кольчатых червей в живом виде можно скармливать только отдельным видам животных, птиц
и рыб с учетом ограничений, накладываемых размером особей животных, птиц и рыб, их возрастом и т.д.
Ограничения по вскармливанию кольчатыми червями в живом виде могут также быть наложены также
вследствие наличия патогенных микроорганизмов и их токсинов в биологической массе живых кольчатых червей.
Заявляемый и описанный выше сухой корм может быть получен заявляемым и описанным выше
способом на соответствующей линии для производства заявляемого сухого корма, которая предпочтительно включает последовательно установленные, по меньшей мере, устройство дозирования компонентов, устройство смешивания компонентов и экструдер. Такая линия может содержать как известные и
традиционно используемые для производства сухих экструдированных кормов технологические устройства, так и специально изготовленные устройства, конструкция которых может быть предметом отдельных изобретений и/или полезных моделей. Упомянутые обстоятельства не оказывают существенного
влияния на достижение заявленных результатов, и, в связи с этим, конструкция линии для производства
заявляемого сухого корма будет рассмотрена в рамках данного изобретения только схематично на уровне
основных технологических устройств с упоминанием только их функционального назначения.
И, наконец, еще одним аспектом данного изобретения является заявляемая биологическая система
содержания и выращивания животных, птиц и рыб, включающая связанные с формированием замкнутого цикла место содержания и выращивания животных, птиц и рыб, оборудованное, по меньшей мере,
средством выдачи корма и средством сбора и отвода отходов жизнедеятельности животных, птиц и рыб,
связанным с устройством компостирования, выполненным с возможностью формирования субстрата для
выращивания кольчатых червей на основе отходов жизнедеятельности животных, птиц и рыб и других
жидких и твердых биологических отходов, и снабженным средством сбора и очистки кольчатых червей с
последующей подачей их на упомянутую выше линию для производства заявляемого и описанного выше
сухого корма заявляемым и описанным выше способом, при этом линия для производства сухого корма
связана со средством выдачи корма места содержания и выращивания животных, птиц и рыб.
Как следует из приведенного выше описания заявляемой биологической системы содержания и выращивания животных, птиц и рыб, имеет место замкнутый цикл практически безотходного производства,
что позволяет не только решить все проблемы, связанные с достижением заявленных технических результатов, но также и экологические, санитарные и т.п. проблемы содержания, в частности, сельскохозяйственных животных и птиц и прудовых рыб. Такая система, по сути, является идеальной моделью
круговорота веществ в природе, в которой обеспечены нормальные условия протекания всех биологических, биохимических, физических и прочих процессов.
Достоинства и преимущества заявляемого изобретения для большей наглядности проиллюстрированы с помощью чертежей, на которых в качестве примера, но не для ограничения притязаний представлены:
фиг. 1 - схематичное изображение заявляемой биологической системы содержания и выращивания
животных, птиц и рыб;
фиг. 2 - схематичное изображение линии для производства сухого экструдированного корма.
На фиг. 1 представлено схематичное изображение заявляемой биологической системы содержания
и выращивания животных, птиц и рыб, включающей связанные место 1 содержания и выращивания животных, птиц и рыб (в различных формах реализации может быть выполнено, например, в виде фермы,
птичника, пруда и т.д.), оборудованное, по меньшей мере, средством 2 выдачи корма (любой подходящей
формы реализации, как то автоматические раздаточные устройства, плавучие кормушки для рыб и т.д.) и
средством 3 сбора и отвода отходов жизнедеятельности животных, птиц и рыб, связанным с устройством
4 компостирования, выполненным с возможностью формирования субстрата для выращивания кольчатых червей на основе отходов жизнедеятельности животных, птиц и рыб и других жидких и твердых
биологических отходов 5. С устройства 4 компостирования субстрат для выращивания кольчатых червей
поступает на специальную «ферму» 6 для выращивания, сбора и очистки кольчатых червей (может быть
выполнена в виде ряда вертикально расположенных элементов типа сита для просеивания остатков субстрата, а также, например промывочного устройства и т.д.) с последующей подачей выращенных, собранных и очищенных кольчатых червей на упомянутую выше линию 7 для производства заявляемого и
описанного выше сухого корма заявляемым и описанным выше способом. Линия для производства сухого корма, в свою очередь, связана со средством 2 выдачи корма места 1 содержания и выращивания животных, птиц и рыб. Все связи между элементами на фиг. 1 обозначены стрелками. Таким образом, упомянутые выше элементы заявляемой системы формируют замкнутый цикл.
На фиг. 2 более подробно, но также схематично изображена подходящая линия для производства
заявляемого сухого экструдированного корма, обозначенная позицией 7 на фиг. 1 в минимально возможной комплектности. Линия для производства сухого экструдированного корма включает последовательно установленные устройство 8 дозирования компонентов (на фиг. 2 схематично изображено одно устройство дозирования, но в различных формах реализации дозирование некоторых или всех компонентов
может осуществляться на отдельных устройствах дозирования: весах, мерных емкостях и т.д.), устройство 9 смешивания компонентов и экструдер 10. При необходимости, для обеспечения заданных характе-3-
012574
ристик изготавливаемого комбикорма в состав линии 7 могут быть включены на различных этапах технологического процесса и другие технологические устройства и агрегаты, например сушилки, дробилки,
шнековые транспортеры, измельчители и т.д.
Заявляемая биологическая система функционирует следующим образом.
В месте 1 содержания и выращивания животных, птиц и рыб размещаются особи животных, птиц
или рыб либо в индивидуальных, либо в групповых, либо в общих отделениях, оборудованных соответствующими средствами 2 выдачи корма. Для различного вида ферм (свинофермы, фермы крупного рогатого скота и др.) и птичников особи животных и птиц размещаются в индивидуальных отделениях (стойлах, загонах, клетках и т.д.), а средства 2 выдачи корма могут быть выполнены в виде автоматических
раздаточных устройств. Рыбы размещаются в общем пруду (для мальков и молодняка могут быть использованы и специальные емкости, пруды и т.д.), а средства 2 выдачи корма могут быть выполнены в
виде плавучих кормушек. Все места 1 содержания и выращивания оборудованы средствами 3 сбора и
отвода отходов жизнедеятельности животных, птиц и рыб, откуда отходы жизнедеятельности поступают
в устройства 4 компостирования. В устройствах 4 компостирования формируют субстрат соответствующего состава, подходящего для определенного вида кольчатых червей. В субстрат кроме отходов жизнедеятельности, поступивших из средства 3 сбора и отвода отходов жизнедеятельности, могут поступать
также и другие жидкие и твердые биологические отходы 5 (отходы мясопереработки и т.п.). Готовый
субстрат из устройства 4 компостирования с помощью соответствующих устройств подается на «ферму»
6 для выращивания, сбора и очистки кольчатых червей, которая может иметь специальную конструкцию,
удобную, например, для поэтапного выращивания кольчатых червей. Например, расположенные в несколько ярусов поддоны с сетчатым дном, через ячейки которого при встряхивании будут удаляться остатки субстрата по завершении цикла выращивания кольчатых червей, которые могут повторно направляться в устройство 4 компостирования. «Ферма» 6 для выращивания, сбора и очистки кольчатых червей
может иметь и любую другую подходящую конструкцию. При необходимости, могут быть предусмотрены и промывочные устройства любой подходящей конструкции. На выходе из «фермы» 6 для выращивания, сбора и очистки кольчатых червей, например в непрерывно-циклическом режиме, получают установленные порции биологической массы кольчатых червей, которые подают на линию 7 для производства заявляемого и описанного выше сухого корма заявляемым и описанным выше способом. На линии 7
для производства сухого корма биологическая масса кольчатых червей дозируется в соответствии с заданной рецептурой с помощью устройства 8 дозирования компонентов. Также дозируются с помощью
устройства 8 дозирования компонентов и остальные рецептурные компоненты, которые вместе с биологической массой червей подаются в устройство 9 смешивания компонентов. Полученная смесь подается
в экструдер 10. В зависимости от заданного размера частиц сухого корма экструдер снабжается соответствующими фильерами. Полученный на выходе экструдера 10 сухой экструдированный корм поступает
далее через средства 2 выдачи корма к месту 1 содержания и выращивания животных, птиц или рыб и
начинается следующий цикл жизнедеятельности системы.
Достоинства и преимущества заявляемого изобретения будут далее рассмотрены более подробно
также на некоторых возможных, но не ограничивающих примерах реализации сухого корма и способа
его получения.
Примеры
Пример 1. Рецептуры заявляемого сухого корма.
Пример 1.1 Сухой корм для свиней.
Сухой корм получали путем совместной экструзии рецептурных компонентов и последующей добавки витаминно-минеральных премиксов. В качестве рецептурных компонентов в экструдер загружали
15 кг биологической массы кольчатых червей (сем. Lumbricidae), 10 кг мясных отходов, 50 кг тритикале,
20 кг подсолнечного шрота.
На выходе из экструдера получали полуфабрикат сухого корма в виде экструзионных «палочек»
длиной 3-7 см достаточно ломких по структуре с содержанием сухих веществ 89,1%, содержанием белка
23% и обменной энергией 3800 ккал/кг. В полуфабрикат вводили витаминно-минеральные премиксы и
скармливали в качестве полнорационного комбикорма для поросят-отъемышей.
Пример 1.2. Сухой корм для кур.
Готовили полуфабрикат сухого корма путем совместной экструзии рецептурных компонентов в количестве 80 мас.% ячменя, 20 мас.% биологической массы червей (сем. Lumbricidae).
На выходе из экструдера получали полуфабрикат сухого корма в виде экструзионной «крупки» со
средним диаметром гранул около 0,3 см достаточно ломких по структуре с содержанием сухих веществ
89,5%, содержанием белка 16% и обменной энергией 3760 ккал/кг. Корм вводили в рацион кур мясных
пород.
Пример 1.3. Сухой корм для карпа.
Готовили сухой корм путем одновременной экструзии 40 мас.% биологической массы кольчатых
червей (сем. Lumbricidae), 50 мас.% ячменя и 10 мас.%» зеленной массы кукурузы с предварительным
досушиванием смеси до влажности 25%.
На выходе из экструдера получали сухой корм в виде экструзионной «крупки» со средним диамет-4-
012574
ром гранул около 0,2 см достаточно ломких по структуре с содержанием сухих веществ 85%, содержанием белка 23% и обменной энергией 3800 ккал/кг. Сухой корм был включен в рацион прудового карпа.
Пример 2. Способ получения сухого корма.
Готовили сухой корм путем дозирования, смешивания и одновременной экструзии рецептурных
компонентов в соответствии с примерами 1.1-1.3. Экструзию проводили в течение 5-10 с при температуре 130-170°С и давлении 3-7 атм. На выходе экструдера устанавливали сменные фильеры для обеспечения заданной формы и размера частиц. Данные о полученном сухом корме (основные характеристики
готового сухого корма) приведены в текстах примеров 1.1.-1.3.
Литература:
1. Патент RU № 2182799 С2, опубл. 27.05.2002.
2. Патент ЕА № 006773 В1, опубл. 28.04.2006.
3. Патент ЕА № 002744 В1, опубл. 29.08.2002.
4. Патент RU № 2202896 С2, опубл. 27.04.2003.
5. Заявка RU № 2003101023 А, опубл. 27.10.2004.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Применение биологической массы кольчатых червей в качестве компонента животного происхождения для производства сухого корма для животных, птиц и рыб путем экструзии компонентов растительного и животного происхождения.
2. Сухой корм для животных, птиц и рыб, содержащий по меньшей мере один компонент растительного происхождения, по меньшей мере один компонент животного происхождения и, при необходимости, функциональные добавки, полученный путем экструзии компонентов, отличающийся тем, что в
качестве одного компонента животного происхождения содержит биологическую массу кольчатых червей.
3. Корм по п.2, отличающийся тем, что в качестве компонентов растительного происхождения содержит по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, включающей семена зерновых, зернобобовых, масличных культур, продукты переработки зерновых, зернобобовых, масличных культур, както шрот, жом, отруби, лузга, травяная мука, сено, солома, отходы пищевого и комбикормового производства растительного происхождения, как-то пивная дробина, свекловичный меланж, свекловичный жом.
4. Корм по любому из пп.2 или 3, отличающийся тем, что в качестве компонентов животного происхождения, при необходимости, дополнительно содержит по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, включающей кровь, мякотные отходы, продукты убоя, костную муку, рыбную муку, животный жир, сухое молоко, причем биологическая масса кольчатых червей содержится в количестве не
менее 5 мас.% от общей массы компонентов животного происхождения.
5. Способ получения сухого корма для животных, птиц и рыб по любому из пп.2-4, включающий
смешивание и загрузку в экструдер компонентов растительного происхождения, компонентов животного
происхождения, один из которых представляет собой биологическую массу кольчатых червей, с последующей их совместной экструзией и введением, при необходимости, функциональных добавок.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что компоненты растительного происхождения и компоненты
животного происхождения загружают при следующем соотношении компонентов, мас.%: компоненты
растительного происхождения - 50-95, компоненты животного происхождения - 5-50.
7. Способ по любому из пп.5 или 6, отличающийся тем, что в качестве биологической массы кольчатых червей используют кольчатых червей в живом виде либо прошедших предварительное измельчение.
8. Биологическая система содержания и выращивания животных, птиц и рыб, включающая связанные с формированием замкнутого цикла место содержания и выращивания животных, птиц и рыб, оборудованное, по меньшей мере, средством выдачи корма и средством сбора и отвода отходов жизнедеятельности животных, птиц и рыб, связанным с устройством компостирования, выполненным с возможностью формирования субстрата для выращивания кольчатых червей на основе отходов жизнедеятельности животных, птиц и рыб и других жидких и твердых биологических отходов и снабженным средством сбора и очистки кольчатых червей с последующей подачей их на линию для производства сухого
корма по любому из пп.2-4 способом по любому из пп.5-7, при этом линия для производства сухого корма связана со средством выдачи корма места содержания животных, птиц и рыб.
-5-
012574
Фиг. 1
Фиг. 2
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
-6-