автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.02, диссертация на тему:Физико-химические основы технологии гранулирования комбикормов и их компонентов

а,Л

ОДЕССКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИШЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ имени М.В .Ломоносова

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ГРАНУЛИРОВАНИЯ КОМБИКОРМОВ И ИХ КОМПОНЕНТОВ

Специальность C5.I8.02 - технология зерновых, бобовых, крупяных продуктов и комбикормов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени-доктора технических наук

Ка правах рукописи

ДАРМАНЬЯН Павел Меликович

Одесса - 1992

>

Работа выполнена в Одесском технологическом институте пищевой промышленное^; имени М.В.Ломоносова

Официальные оппоненты - доктор технических наук»

профессор Дмитрук Е.А.

- доктор биологических наук, член-корреспондент ААНУ, профессор Левицкий А.П.

- доктор химических наук,

профессор Даецценко 1'.И.

Ведущая организация - Киевский институт хлебопродуктов /г.Киев/

Защита состоится " " 1992 г. в ч

на заседании специализированного совета Д 068.35.01 при Одесском технологическом институте пищевой промышленности имени М.В.Ломоносова по адресу: 270039, Украина, г.Одесса, ул.Свердлова, 112.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Одесского технологического института пищевой промышленности имени М.В.Ломо-сова.

«¿0 «Цел

.Автореферат разослан " "^ 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета, ■доктор технических наук,

профессор -- Б.В.Егоров

ОБ111АЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОШ

Актуальность. Важнейшим условием технического прогресса иа современном этапе является внедрение в практику ресурс'с- и энергосберегающих технологий, обеспечивающих производство продуктов высокого качества при минимальном отрицательном воздействии на окружающую среду. Зто в равной степени относится и к производству комбикормов и их компонентов.

Одним из наиболее прогрессивных технологических приемов в этой-области является гранулирование. Этот процесс улучшает физические сзойства, условия хранения, транспортирования я раздачи комбикормов, повышает их усвояемость и увеличивает продуктивность животных,птицы, рыбы при сокрашении расхода кормов. Практикой доказано, что 100 т гранулированных комбикормов (ГК) по эффективности эквивалентны 109 т рассыпных. Сегодня признано экономически и биологически целесообразным все корма вырабатывать только в гранулированном виде.

Однако, несмотря на развитие этого направления, общее состояние технологии гранулирования комбикормов остается неудовлетворительные. Доля ГК в'нашей стране составляет ликь 23 % ог общего объема производства комбикормов. Узок ассортимент вырабатываемых гранул, а качество их зачастую уступает необходимым требованиям, в особен- " поста по показатели прочности. Требуют своего решения и вопросы повышения биологической ценности и сохранности продук1а.

Это вызывает необходимость глубокого изучений теории и практики гранулироьания комбикормов и их компонентов. • Однако современный уровень знаний о механизме процесса гранулообразования и возможностях управления им недостаточен 'для решения задач, поставленных практикой. Наибольший пробел существует в области фпзико-химки . и химии этого процесса. Недостаток сведений с закономериостлх превращений компонентов комбикормов при гранулировании ограничивает круг возможных направлений совершенствования существующих и разработки новых рациональных технологий производства ГК высокого качества.

К числу таких перспективных направлений относится применение физико-химических методов обработки комбикормов пра гранулировании, позволяющих изменять физические параметры гранулируемых объектов в результата хпмичесют: превращений их- компонентов, Большие возуошю-сти это1ло направления обусловлены тем, что практически все слагае--кие качества ГК определяется характером и степенью физ-ческух, химических и биохимических процессов, протекаю;цих в гаг/, при прессовании. В связи с этим, разработка $изико-хи;,тачес1_.х основ технологии гранулирования комбшеормез и их компонентов является актуальной за--

дачей кормопроизводства. Её решение позволит открыть новые пути совершенствования технологии прессования и повышения качества ГК и расширить возможности процесса гранулирования как средства управления качеством коибккорглов и создании гранул специального газтчения.

Данная проблема решалась в соответствии с Координационными планами НИР АН СССР и АК УССР, по Вост.СМ УССР й 178 от 04.04.77, в рамках Всесоюзной комплексной целевой•программ! "Криль". Отдельное разделы диссертации связ&ш с выполнением НИР но заказам промышленности.

Цель и задачи исследований. Цель работы - разработка физико-химических основ технологии и методов повышения качества комбикормов и их компонентов при гранулировании. В соответствии с поставленной целью определилась необходимость решения следующих задач:

- дать физико->ишипескую характеристик^ комбикорма как объекта для гранулирования;

• - установить равномерности превращений компонентов комбикорма на отдельных стадиях гранулирования и их влияния на процесс образования гранул и качество продукта;

' - разработать физико-химическую мочель процесса гранулообразо-вания комбикормов и обосновать принципа подбора методов повышения качества гранул и эффективности прессования;

- изучить молекулярный механизм действия комплексных вспомогательных добавок (КВД), комбинированных химических реагентов (КХР) и стабилизирующих агентов - гемицеллюлоз (ГЩ) на процесс гранулирования и качественные характеристики гранул;

- установить закономерности изменения физических и химических свойств комбикормов и их компонентов при гранулировании с использованием предложенных добавок;

- разработать научно обоснованные критерии к принципы приготовления КВД, КХР и ГМЦ и их применения при гранулировании кормов;

- использовать полученные теоретические представления для разработки способов и технологий приготовления комплексных добавок и дать характеристику их химико-технологических свойств;

- установить режимы гранулирования кормов и комбикормов с вводом' новых добавок и разработать схемы технологических процессов;

- дать оценку влияния предложенных добавок на эффективность првссеввния комбикормов и качественные характеристики гранул;

- провести зоотехнические испытания новых видов ГК, промышленную апробации технико-экошмичеекоо обоснование и внедрение разработаны« технологий.

Научная новизна. Выдвинута концепция о молекулярном механизме. формирования гранул. Рассмотрена модель комбикорма как объекта для прессования с позиции структуры и свойств составлявдге его биополимеров. Получены аовые дашше о превращениях компонентов комбикорма при гранулировании и установлена их роль в общем механизме формирования х^ранул. Разработана физико-химическая модель процессе, грану-лообраэования комбикормов, послужившая научной базой для выбора новых эффективных направлений совершенствования технологии и повышения качества ГК.

Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность целенаправленного регулирования качества ГК путей применения КВД, ИР и ГЩ. Разработаны научные основы приготовления и использования указанных дс банок при гранулировании различных видов комбикормов и их комгонвнтов. Изучен молекулярный механизм дойст-вия вводимых добавок и установлены закономерности, характеризующие их влияние на процесс прессования и качественные характеристики гранулируемых объектов. Разработаны принципы подбора и использования КВД, КХР и ГМЦ при гранулировании комбикормов о позиции их химической природы, функцлональных свойств, питательной ценности и других факторов как основы' для создания новых добавок и прогнозирования их технологических свойств.

Разработаны способы и технологии приготовления нсвых комплексных дсбазок и стабилизирующих агентов направленного действия. Получены данные по характеристике их хжико-тзхнологаческих свойств. Установлены режимы гранулирования комбикормов и их компонентов с эподом нредлокекных добавок, погзоляююте получать ГК с заданными . свойства™. Доказано .юложительное влияние вводимых КВД и КХР на эффективность прессования, физические сзойства, кормовую ценность и сохранность гранул. Разработаны способы приготовления стабилизированных форм карбамида, кормового белка, аминокислот и микроэлементов в кормах при гранулировании с применением ГЩ. Показаны их преимущества г.ри выработке комбикормов и премиксов. Новизна предложенных тех!шческих решений подтверждена 10 авторскгмк свидетельствами на изобретения.

Практическая ценность. Основные-результаты работы нашли практическое применение в промышленности, научно-исследовательских о.р- ■ ганизациях, учебном процессе. По материалам диссертации псдготов-ленн монографии, методические пособия по выполнению учебно-исследовательской работа студентов, оащщено 4 дипломных проекта с использованием разработок автора.

Даны научно обоснованные рекомендации промышленности по приме-нешш физико-химических моголов совершенствования технологии и повышения качества комбикормов при гранулировании. Создали новые КЕД, и КХР, способные изменять качественные характеристики ГК в заданном направлении. Разработаны схемы технологичвских процессов приготовления и ввода в комбикорма при гранулировании новых комплексных добаъо::, позволяющих вырабатывать ГК высокого качества.

Разработаш и утверадены технические условия (ТУ-665/Ю.16"1-87) и технологическая инструкция на производство гранулированных азот-иофосфорных кормовых концентратов (АМ) на основе виноградных выжимок с вводом КХР. Технология и оборудование по производству ЛФК внедрены на предприятиях агропрома Одесской области, ка которых произведено около I тыс ? концентрата. Ка Тарутинском комбикормовом заводе выраоотано и реализовано 2,5 гыс- т комбикормов, содер-кащих Ш'.. Разработаны и утверадены технические условия (ТУ-15-958-8£9 на грсдулированчув крилевую муку, полученную с вводом КВД. Технология и оборудование ло производству гранул КЫ внедрены на судах флота Севастопольского ПОРП "Атлантика". По новой технологии выработано и реализовано 1,2 тыс т гранулированной КМ.

Проведены зоотехнические испытания кормовой ценности концентрата АФК, гранулированной КМ и комбикормов, содеркадах эти компоненты, з промышленном животноводства и птицеводстве. Показана высокая экономическая эффективность использования новых видов ГК,позволившая окупичь капитальные затраты на их производство в течение года.

Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты исследований докладывались и получили положительную оценку на Все-.оазных научно-технических конференциях: "Использование отходов промышленности в кормлении с/х животных" (Киев,1975); "Совершенствование технологии производства комбикормов" (Воронеа,1978); "Химия и использование ГМЦ" (Одесса,1978); "Проблемы комплексной механизации и автоматизации кормопроизводства, хранения, приготовления и раздачи кормов животным" (Киев,1981); Х1У Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Балу,1981); "Проблемы индустриализации общественного питания страны" (Харьков,1984); "Химия,биохимия и использование ГЩ" (Рига,1985); Республиканских совещаниях по 5;овш,! кормовым добавкам (Винница, 1933) и безотходным технологиям и охране природы (Одесса,1984); научных конференциях профессорско-преподавательского состава Ш'ИПП (1991) и QTK.II им.М.Б.Ломоносова (1983-92). Экспонаты по основном разработкам домонстрирова-.лись на международной выставке (Ангола, Луа.идаД988), 6ДНХ СССР

(1979,1968,1965) и ЦЦ51Х УССР (1Э82-Й7) к отмочены наградами.

Публикации. По результата?,1 исследований опубликовано 90 работ, в т.ч. 4 монографии, 8 обзоров, получено 10 авторских сездетельств на изобретения.

Объам и структура лисеерташи. Диссертация состоит изоглавло-кия, введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена 300 с. машинописного текста, содержит 80 рис., 74 табл., 24 прил. Список литературы включает 457 " наименований, из них 112 зарубежных источников.

На защиту выкосятся. Физика-химическая модель комбикорма как ооьекта для гранулирования; закономерности химических превращений компонентов комбикорма гри прессовании; молекулярный механизм формирования гранул; физико-химическая модель процесса гранулирования комбикормов; научные осноеы применения добавск комплексного действия для повышения качества ГК и эффективности прессования; рациональные режима гранулирования кормов и г.сл'блкормоз с применением предложенных добавок; результаты экспериментальных исследовать и проуыьлонных исшг-анкй технологии производства нсвих видов ГК.

СОДВРЯАЕШ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, изложены цель, основные задачи и краткая характеристика работы.

В первой глава "Каучно-технмчесяио проблемы»совершенствования технологии н повышения качества комбикормов при гранулировании" . , рассмотрены существующие теории образования преос-материалои. Их аначнз показал неспособность каждой в отдельности дать исчерпывающее объяснение происходящему процессу формирования ГК. При разработке большинства из них принимались во внимание, в основном, физи-ко-механпческнз показатели гранулируемых продуктов без учета химической характеристики объекта и физико-химических превращений его компонентов в конкретных условиях прессования. Сделан вывод о необходимости развития и углубления существуквдос представлений о ме-ханлзмз гра-лулообразспания а разработке физкко-хи/тческой модели процесса гранулирования комбикормов.

3 последукгшх разделах главы дан анализ современного состояния и особенностей технологии гранулирования комбикормов. Значи- ' тельное внимание ¿делено понятию качества ГК с позиции '.?х технологических свойств, сохранности и биологической ценности. Дана классификация слагаемых качества ГК и изложены современные требования, прелъявляекио к ним. В зт-м контексте рас.смотроьл проблемы регулирования качества гранул и, эффективности прессования. Подробно севе-

щена роль основных технических и технологических факторов.влияющих на этот процесс. Рассгэтренн физико-химическис аспекты повышения сЗиолсгической ценности комбикормов при гранулировании. Показано, ч^о значительным резервом в решении этой проблемы является изменение свойств прессуемых объектов путем внесения б гранулируемую массу незначительных количеств различного рода добавок. Приведен анализ современного состояния их использования, свидетельствующий о недостаточном уровн" разработок в этой области.

В заключении главы сделан общий вывод с том, что решение проблемы управления качеством комбикормов связано с разработкой науч!шх основ и технологий применения физико-химических методов их обработки при гранулировании.

Во второй гл^ве "Методы исследования и применяемая аппаратура" представлена схема проведения исследований, иллюстрирующая взаимосвязь основных этапов работы (рис.1), а также постановка экспериментов, применяемая аппаратура.и методы исследований.

Описаны схемы лабораторной и опктно-промышленной установок, использованных для гранулирования кормов, методы оценки эффективности работы пресса (производительность, удельная энергоёмкость, мощность, технологический коэффициент полезной работы и др.).

Для характеристики качества кормов применяли стандартные и известные методы определения физических (насыпная плотность, скважистость, сыпучесть, слеяЕваемос-ть, степень уплотнения, скорость истечения, распыляемссть и др.), структурно-механических (плотность, крошаюсть, ударная прочность, водостойкость) и гигроскопических свойств кормовой муки и гранул.

Сохранность кормов оценивали по результатам микробиологического анализа, а также изменений химического состаза и физических свойств продуктов. Биологическую ценность кормоь характеризовали по содержанию основных питательных компонентов, ферментативной ата-куемости биополимеров и переваримости. Информацию о составе комбикормов и превращениях их компонентов при гранулирсв ании получали с помо^дью химического и биохимического анализа углеводов, форм азота, аминогаюлот, белков, липэдев, витаминов, ферментов, минеральных веществ. При изучении применяемых добавок дополнительно использовали рад методов анализа их физических и рэологкчес;шх свойств (плотность, вязкость, показатель преломления, поверхностное натяжение и др.). Использовали методы определения функциональных свойств ГЩ и их производных: связующая,эмульгирующая, водоудераиваэдая способность и др. Для исследования клеточных стенок растительного сырья и со-

я

<я

оа

ПРч

нз

»я

о рз

о с-1

о о

ч ш

•с оз

КЗ к »

в к я а о ^

о и о о

о м о о

р. •• о

! Обзор и классификация со-^1ьрёмонних тех -Апологий гран;/- _ дарования

5 Теоретические основы формирования пресс-мате-| риалов

¡1 п

I

Обзор и клас-

сификация

способов по-

1 высей:: я каче-

ства ГК

я Э

РнЙ

о сэ ®3 а

14

я с з оск

оз я

о я со

0 а эт Е-1 о

ЙОЧ

О 33 >> Ш ^ Ж

3* ш я йнр.

X к

1 Ц Р4 ойн

53 Й

п г-з о вой

м о а рнК ко

Ен О Св

О О РЗ с; н

св

р.вз ф } п ся V ■ 03 С-ЦСО

Модельный йс-? следования структурных изменении биополимеров при гранулировании

Исследование механизма действия ВЯ, ХР и ГГЛЦ на компоненты корма при

разработка науч] но обоснованных». I принципов созда-С ¡нйя и использо-а наших КВД и КХ?!

Физико-химические исиледоча-! кия процесса гранулирования кормов с ппиме--{ [пением таЯ'.Ш

с\3 «

И а

О О)

УЗ п II я РЧ ■л о ее г;

"я

я о и: п о а н

Сч О)

О 2

с!

§а у»

о о

Е-1 ГО

ГГ СУ —

3 В й

Д I

О О д л,-.

кй о "

5>У<с й

Р<Х с г-з о (£) » р

о о сс ...........

¡Разработка технологии повьнде-1ния качества }ГК и эфх-ектив-¡ности прессова-|ния с примененная КВд

разработка технологии я мр.тс-I дон повышения {качества кор-¡мог; яри глану-{лировапии" с I использованием КХР

I Разработка ¡¡спсссбов_ стабг лизации 1М и ьАЗ е корда .х -!при гранулиро-- зашш о применением ПЩ

(Я

о

е-<

КЗ

ы

л

ч

;>>

го

03

о.

я

а"

г*

■о ч

о а

Рч о

К «

аз

Ч

с

Я о

О

Б

3

о

Разработка технологических схем и рекомендаций проы-сти по совершенствованию" технологии гранулирования кормов

1роведенке биологических испытаний еошх видов 4— ' ■

1й.<но-оконоыи-ческое обосно-рание разработанных техно-

гп Р-.1'"г

проезводстесн-нзя проверка и внедрение' разработанных • технологий

Рис. I. Программа исследований.

ставлявдпх ого бкополимерог применяли комплекс классических и современных методов химки природных соединений: ПК- и УЧ>-спектроскошш, электронный парамагнитный резонанс. рентггноструктурний анализ, сьа-нвруацую ущфокалоржетри», электрофорез, газожидкостную, тонкослойною и гель-хрсматографии, электронную микроскопии и др. .

Результаты экспериментов обрабатывали методами математической статистики. Обрао^тку ПК- и У!'-спектров и расчеты рецептов комбикормов проводили на 3B!.i ЕС 1054. Лрк обработке результатов гианиру-' pvhx экспериментов использовали математический аппарат регрессионного анализа. Для исследован:«! процесса экстракцм: ГЩ и калсулиро-вания карйешща применяли построение математических ¡/.од-элей, используемых для оптимизации процесса.

В третьей главе "Оизико-хнмпческне аспекты теории грану.чообра-зования" изложены результаты исследований молекулярного механизма формирования гранул комбикормов.

Физико-химическая модель комбикорма ;-*ai: г:бт.гл:та для гтессогвчщ Из все': совокупности факторов, определяющих способность комбикормов к прессованию, основным является химическая характеристика продукта. Учитывая, что в составе сухих веществ комбикормов свыше SO % приходится на долю биополимеров (полисахариды, белки, лигнин л др.), автором выдвинута рабочая гипотеза, согласно которой в основе механизма гранулоосразовашш комбикормов лекат физико-химические и химические превращения биополимеров. С этих позиций в работе впервые дана характеристика комбикорма на трех уровнях: субмикроскопическое строение клеточной стенки; надмолекулярная структура природных органических макромолекул; специфика структуры молекулярных цепей биополимеров и взаимосвязи между ними.

Суммируя эти данные можно констатировать, что комбикорм как ооъект для гранулирования представляет собой многокомпонентную систему взаимосвязанных природных, полимеров, отличающихся, преимущественно, жесткой неэластичной полимерной цепью и специфической структурой, определенным образом упакованных и обладающих способностью к меет.юлэкулярному взаимодействию за счет присутствия полярных функциональных групп и полимерной структуры макромолекул. Это дало основание провести аналогию мевду процессами, протекающими в полимерных- материалах при их технологической переработке, и превращениями биополимеров, происходящими при гранулировании комбикормов. С точки зрения воздействия технологических факторов на эти превраще-. пия мокно выделить :ри основных ¡этапа процесса гранулирования: кондиционирование комбикорма, прессование смеси и охлаждение гранул. Л исследующих разделах глави рассмотрена роль каждого из этих ата-

iron в общем механизме формирования гранул.

Кондиционирование рассыпного комбикорма. Изложенные выше пг>ед-" ставлечля о комбикорме как многокомпонентной системе вз&имосвязан-ннх природных полимеров с плотноулаковапной структурой объясняют тот факт, что само по себе простое сжатие комбикорма не обеспечивает образования прочней структуры гранул. Для этого необходимо разрушить исходную систему биополимеров, "разрыхлить" её, уменьшить стег.ень ме~лголекулярного взаимодействия. Это достигается ¿ведением ' -в комбикорм влаги в процессе кондиционирования.

"сследования показали, что при этом наибольший эффект гбеспе-чивается, когда вносимая влага концентрируется преимущественно в поверхностных слоях частиц. Протекающие в этой зоне х.оследоватедь-ные процессы cop6ipni, диффузии ь набухания завершаются образованием гелеобразных структур, в которых цепи макромолекул обладают большой гибкостью и подвижностью. Однокремзнно с процессом гелеобраэо-вания происходит перестройка надмолекулярной структуры бисполиме--рсЕ. Модельными исследованиями установлено, что сорбционная. способность биополимеров клеточной стенки неодинаковая и составляет в ряду ксилан:целлюлоза:лигш-л = 2,6:1,6:1,0. При этом поглощаемая влага снижает температуру стеклования ксилана до 51 °С, лигнина - дс 62, целлюлозы - до 105 °С, т.е. играет роль пластлфикагора биополимеров. В результате в макромолекулах уменьшается размер подвижной части цепей - сегмента, повышается их гибкость, умзньлается вязкость системы и облегчается взаимное перемещение молекулярных цепей друг относительно друга. Следствием этих процессов является изменение физических свойств продукта: увеличивается его пластичность и способность к доформацгта при более низклх температурах и давлении прессования.

Прессование смеси. На стадии прессования увлажненного к нагретого комбикорма поверхностные слои частиц приходят в тесное сопри-хосновепие. При этом становится возможным взаимное проникнозание :'олой в поры и пустоты и заполнение всех неровностей поверхности ксстких частиц. По мере уменьшегтя расстояния ме.-эду частица.® уси-тивается мэжмолекуляриое взаимодействие контактирующих биополимеров, происходит их ассоциация. Согласно выдвинутой автором гипоте- • >е, np.i этом в зоне контакта частиц формируется т.н. "переходной ;лой", удернивающии частицы комбикорма в гранулах. По результатам юрфологических исслед ланий с применением электронной «.чкреисопии рис.2) он представляет собой промежуточную область, в которой соз-гащены структурные элементы контактирующие биополимеров.

Наиболее вероятным в формировании "переходного стоя" является

Ш?

Г ^

¿Ьг*^ t л, - .. _ ■ .4 5 ?. Л 4;:•*.

1 -»!> «* -- 3

ЖМи тЩ;

1*1 'Г-'» ' < л» А ■

|Ы- - . ; 4■'■»■о

|

• «Л?'

№

г»

В?

■ ^

ш ..Ж

•¡Г".7" •гщая^.'Я

Рис. 2. Ыикрос трукту ра меточных стенок / х 500 / а - исходные ; б - кондиционированные; в - контактирующие без сжатия;

г - гранулированные

диффузионный сегментальный механизм связывания биополимеров .3 пользу этого предположения свидетельствуют результаты исследований, согласно которым максимальная прочность связей в гранулах достига -лась, когда молекулярная масса биополимера соответствовала наибольшей сегментальной подвинности цепей. Включение в процесс формирования гранул биополимеров с более высокой гибкостью цепи и способностью к пластификации приводило к увеличению адгезионной прочности прессуемого материала.

Дополнительная информация о характере взаимодействия биополимеров при прессовашш была получена при оценке величины температуры стеклования (Тс) смеси лигнина и ксилана до и после гранулирования. Для гранулированной смеси был обнаружен Дополнительный температурный переход, лежащий кезду величинами Тс компонентов смеси. Его появление в отсутствии термодинамической совместимости лигнина и ГМЦ обусловливается возникновением "переходного слоя" за счет вынужденной сегментальной растворимости на границе между поверхностями биополимеров.

Охлаждение гранул. Стабилизация сформировавшейся структуры биополимеров происходит в результате десорбции влаги и сшгд^ния температуры продукта при охлаждении гранул. По мере удаления воды цепи макромолекул все теснее сближаются и становится возможным непосредственный контакт и взаимодействие мезду ними. Потеря влаги вызывает Tarase сжатие л уплотнение гелей, играющих роль цементирующего материала в промежутках между же зткими частицами корма. При этом становится возможным возникновение дополнительных связей между биополимерами за счет взаимодействующих между собс4 полярных функциональных групп основных участков гибких макромолекул; ионизированных разноименно заряженных ионогешшх групп; механического зацепления фрагментов полимерных цепей, возникшего в результате вынужденной взагалодиффузии биополимеров; взаимодействия макромолекул по гидрофобным участкам, незащищенным гидратными оболочками.Во всей массе продукта фиксируется определенная структурная система биополимеров, созданная внешней нагрузкой.

На оснований полученных результатов и сформулированных теоретических представлений предложена физико-химическая модель процесса гранулогбразования комбикормов, отражающая структурные превращения биополимеров во взаимосвязи с основными техьологическими факторами на отдельных стадиях процесса:

К = R Of.t) - Q (?)+ 5 (df/a't, di/di),

где К - степень уплотнения комбикоргч з результате гранулирования;

Р. - степень разрушения внутри- и ыежмолекуляршх связей биополимеров комбикорма при кондиционировании;

^ - массовая доля вносимой при кондиционировании комбикорма влаги, вызывающей пластификацию биополимеров; • ^ - температура прессуемой смеск;

- С} -. степень ассоциации биополимеров при формировании "переходного слоя" на ст^ди прессования;

р - давление прессования в матрипе гранулятора; $ - количество вновь образующихся межмолекуляршх связей био' полимеров в зона контакта частиц на стадии гранул;

•(»/¡¿Т,^Г"— соответственно скорости десорбции влаги и снижения температуры гранул в охладителе.

Анализ приведение-! выше модели позволил выдвинуть рабочую гипотезу о возмо;шооти управлешш качеством ГК путем целенаправленного воздействия на характер и степень указанных превращений биополи. меров комоикорма при гранулировании. Это явилось теоретической базой дд». разработ: и научных основ применения физико-химических методов обработки комбикормов при прессовании.

В четвертой главе "Разработка физико-химических основ технологии повышения качества комбикормов прт* гранулировании" дало обоснование БЫбора новых эффективных направлений совершенствования технологии и повышения качества ГК. На основании анализа структурной и параметрической схем процесса гранулирования комбикормов отмечается, что большие возможности управления качеством ГК заложены в регулировании свойств прессуемого материала путем внесения в гранулируемую массу незначительных количеств различного рода добавок,позволяющих достигнуть желаемого результата без существенных конструктивных изменений применяемого оборудования и параметров процесса.Обоснован выбор для этой цели трех наиболее рациональных направлений: создание и использование КВД, разработка и применение КХР, приготовление и использование стабилизирующих агентов на основе ГМЦ.Применение зтих добавок основано на способности их оказывать комплексное воздействие на характер и степень физико-химических превращений биополимеров комбикорма и изменять качество гранул в заданном направлении. *

. В -рассматриваемой главе приведены также результаты исследова-_ний молекулярного механизма действия предложенных добавок на процесс прессования и качественные характеристики гранул, разработки научно обоснованных триыципов и критериев подбора и использования ввсдтэс добавок дЛч решения конкретных практических задач.

Научные основы технологии повышения качества гранул и эффективности прессования .комбикормов с. применением КВД

Из комплекса функций, присущих КВД, важнейшей является способность повышать прочность гранул. Для изучения механизма этого пр^-цесп.а проведена серил экспериментов с использованием модельного препарата ксилат. Показано, что связующая способность ег^ обратно-пропорциональна величине молекулярной массы в принятом интервала значений (рис.3), степени ветвления и присутствия в боковых цепях полисахарид- структурах элементов, кзсущиг заряд. Поверхнос.но-активныэ свойства применяемых добавок, положительно влияют на их связующую способность. Эти факторы свидетельствуют в пользу диффузионного механизма адгезии связующего компонента по отношению к частицам комбикорма.

По совокупности полученных данных, с учетом разработанной физико-химической модели процесса гранулирования,предложен молекулярный механизм связухтаго действия КВД, согласно которому связующий агент сорбируется частицами комбикорма и, концентрируясь в их поверхностных слоях, участвует в образовании граничного, а затем и "переходного слоя", увеличивая степень межмолекулярного взаимодействия в зоне контакта частиц. На этой основе разработаны основные требования к подбору и использованию КВД с позиция структурных особенностей связующего компонента, физико-химических и реологических свойств, технологических характеристик, питательной ценности, а также экономических соображений.

Физико-химические основы технологии повышения биологической цепкости кормов при гранулировании с использованием КХР

Из совокупности функций, выполняемых КХР, важнейшей является способность повышать переваримость и усвояемость кормов. Согласно предложенной автором формуле: У = 100 - (К + I) • Х^- - X2, содержание пореваримых органических веществ грубого корма (У, %) можно повысить либо путем удаления части лигнина (Х^-, %) и минеральных веществ {Ъ^, %), либо за счет уменьшения коэффициента недоступности органических веществ для микробиального пищеварения (К). Последнее возможно путем разрушения плотноупакованной структуры лкг-ноуглеводного комплекса (ЛУК) клеточной стенки грубого корма з процессе гранулирования. Механизм этого процесса изучали с привлечением ИК-спектроскопии, рентгвноструктурного анализа, ЭПР, химических, сорбциошшх, ферментативных и других методов анализа. Пгчазано, что в процессе гранулирования при быстром воздействии на продукт значительных механических напряжений сдвига, когда перемещение цепиж

макромолекул не успевает развиться, происходит разрыв внутри- и межмолекулярных связей в структуре ЛУК, т.е. процесс механохимиче-ск'ой деструкции. Он проходит через стадию образования макрорадикалов и завершается увеличением числа альдегидных, гидооксилышх и других функциональных групп (рис.4). Изменяется' структуры" э неоднородность целлюлозы в сторону увеличения доли аморфной фазы. Следствием этих превращений является накопление низкомолекуляршх фрагментов биополимеров клеточной стенки и увеличение их доступности ферментативному растеплению (ркс.5).

Повышение эффективности этого процесса при меньших энергетических затратах возможно путем гранулирования с применением химических реагентов. Оно обеспечивается за счет совмещения в едином технологическом цикла процессов физической (гоессованке) и химической обработок. В разделе "Исследование влияния гидпобаротершхимическбй обработки на ЛУК грубого пор!,1а" дан сравь 1тельшш анализ эффективности собственно гранулирования, химической обработки и комбинированно: о метода. Установлено, что в результате взаимного влияния физической и химической обработок значительно ускоряются и углублаот-ся хнмлчесгло превращения биополимеров клеточной стенки, что обеспечивает сперхсукмарный эффект, деля которого составляег около 30 % •от общего достигаемого эффекта (рис.В). В результате возрастает растворимость и реакционная способность биополимеров, увеличивается степень их ферментативного гидролиза (рис.5).

В разделе "Физико-химические исследования процесса гранулирования кормов с применением КХР" приведены результаты оценки эффективности использования КХР, созданных на базе компонентов различной х&.шческой природы. Выдвинута к экспериментально подтверждена рабочая гипотеза, согласно которой их совместное использование обеспечивает более глубокую степень химических превращений биополимеров по сравнению с суммарным эффектом действия каждого из применяемых химических реагентов в отдельности. На примере кислотного реагента (Н^РО^ и синтетической азотистой добавки (карбамид) было показано, что при их совместном использовании в условиях гранулирования уве-ЛЕЧАшается деструктивное действие кислотного реагента по отношению к .ЛУК., возрастает доля легкоусваиваемых углеводов, накапливаются ценные' в' биологическом отношении производные карбамида (фосфат карбамида, гликозилмочезшш и др.), увеличивается ферментативная атакуемом!. будаааимеров (рис.5).

Исходя из установленных закономерностей, определены рациональ-■ нае ньпраздекяя использования ЮТ при гранулировании комбгкермов и

J>/' V/o

T,%

шз

- 3.13

aso L ai

_ч_

\ /

ч v Y

А >

Шли

60

и, a

Pi'c.3. Зависимость связуицвй

способности ГМЦ от их молекулярной массы:

I - КрОШИМОСТЬ (К), 2 - плотность ( р ) гранулированного комбикорма

го

«о

£ а

i ло

5 о

П I

■i i j f l íi—

t Ü í í я

i I 3

и i ¡

ЗООО

Рис.4.

_55_

«00

toco ci 1"

ИК-спектры исходных (I) и гранулирс jaiiHbK (2) клеточных стенок ч

Рис.5. Влияние гранулирования с вводом химических реагентов на степень ферментативного гкдролияа биополимеров клеточных стенок:

исходные, 2 -то же + Н3Р04,

гранулированные, 4 -' то же + карбамид. 5 - то0ке**+ карбамид + НдРО^

Рис.6. Диаграмма Еффекгив-ности обработки кормов:

ШЗ - химическая обраСог.;а; " И - гранулирование; □ - сверхс.ум!Э.?пыЛ эффект

разработаны основные требования, предъявляемые, к ним с учетом реакционной спососи- ги, совместимости применяемы1' реагентов, степени их токсичности, технологических свойств и питательной ценности.

Теоретические основы стабилизации питательных компонентов

и БАВ в комбикормах при гранулировании с применением ГМЦ

В указанном разделе главы отмечается, что в решении проблемы стабилизации питательных компонентов и БАВ в комбикормах значительную ролы, может ".играть, гранулирование в сочетании с применением стабилизирующих агентов. Обоснована целесообразность использования для этой цели ГМЦ. На примере модельного препарата ксилана и его производных (ацетил-, карбоксиметилжоилана) показано, что они обладают ценными функциональными свойствами. Высокая пленкообразующая способность ГМЦ позволяет использовать их в качестве капсулирующих агентов для замедления скорости растворения разлшчных хормовых добавок (рис.7;. По результатам оценки степени экстрагирования ГМЦ, сорбционных и диффузионных процессов сделан вывод о том, что эфшект капсулшровшшя обеспечивается зг> счет формирования на поверхности частиц корма тонких пленок ГМЦ, уменьшающих интенсивность поглощения и транспорта воды, а тагске массопереноса вещества з растительной ткани.

Установлено, что ГМЦ проявляют также высокие поверхностно-активные свойства, обусловливающие ..х эффективность как стабилизаторов кормовых эмульсий. Ценным качеством ГМЦ являемся их связующая способность, благодаря которой они повышают прочность и водостойкость ГК. Присутствие в структуре ГМЦ полшрных функциональных групп позволяет путем химической модификации расширить спектр их функциональных: свойств. Автором впервые синтезированы металлорганические производные ксилана (рис.8), обладающие более высокой реакционной способностью и повышенными пленкообразующими свойствами.

В основе стабилизирующего действия ГМЦ лежат не только физически^ и химические процессы, но и их комбинации. Это было показано нами ка примере взаимодействия модельных препаратов белка и ксилана. Методами гель-хроматографии на сефадексе и электронной спектра-фотометрии (рис.9, 10), ИК-спектроскопии, нефелометрического и потении ометрического титрования, рефрг.ктометрии и поляриметрии, оценки вязкости растворов биополимеров и их ферментативной атакуемости было установлено, что ыеаду полисахаридом и белком происходит физико-химическое взаьлодействие с образованием ионных, гидрофобных ч других видов межмолекулярных связей, формирующих белково-полисаха--ридный ассошат. При этом защитное действие ГМЦ обеспечивается за

7. Влияние ГЫЦ на растро рнмость карбамида:

исходный, 2 - капсуяиро-ый «с.иланом, 3 - кал сули кный ацатилкоиланом

д

Ж.

1 м

I —I_V

I

¿0 60 У)Сч'

9. Гель-хроматограмма биополимеров:

I - ксклвн, 2 - белок, 3 - ассоциаг

Рис.8. Схема внутри- II) и межмоле кул ¡трньсс (2) связей и структуре металлорганических производных кшлана

МО ¿80 Л, им

Рис.10. Электрон ше спектры поглощения биополимеров:

1 - белок + к"!:я9.ч (меха-

ническая ';мссь),

2 - аосоциэ"

АХ>

\ э

<£ 6 О

О

Рис:

I -

ванн рова

с

0.1

о .

ооц о I

0.05 ои

Рис,

го

счет "экранировав-."" отдельных участков белковой цепи молекулами полисахарида. Этс обусловливает изменение доступности специфических связей в молекуле бежа к действию ферментов."

Приведенные в данной главе результаты теоретических и экспериментальных исследований и выявленные при этом закономерности послужили научной■основой для разработки новых технических решений в области повышения качества ТК.

В пятой глаье "Разработка новых физико-химических методов и технологий повышения качества комбикормов при гранулировании" приведены ре1/льтаты разработки и апробации новых способов к технологий, направленных на решение ряда пробле.л, стоящих перед практикой, и наглядно иллюстрирующих возможности выбранного нами направления и предложенных методов.

Разработка технологии гранулирования крилевой муки. В производстве крилевой муки (ЮЛ), являющейся ценным белково-кировым компонентом комбикормов, из-за неудовлетворительных флзико-мехакиче-ских свойств муки и низкой стойкости ее компонентов при хранепи" возникла проблема с транспортированием и хранением продукта. Нами показана возможность устранения этих недостатков путем гранулиро-впия КМ с применением КВД. Впервые изучено влия1!ие различных технолог ¿.ческах факторов на структурно-механические свойства гранул (рис,II) и эффективность прессования (рис.12). Установлен режим гранулирования этого сырья, позволяющий проводить прессование без применения пара с использованием разработанной КВД на основе под-прессового крилевого бульона и лигносульфоната: влажность прессуемой смеси 12,0-14,6 %, температура - 65...75 °С, зазор медду галками и матрицей - 0,25 мм, диаметр отверстий матрицы - 7,7 и

9,7 мм, количество вводимой добавки - Я-10 %.

Разработана технология приготовления КВД, изучены ее физические свойства и химичеслй состав. Показано, что она обладает комплексным действием, позволяющим улучшать качество гранул и эфректяв-ность прессования. Гранулирование КК5. в установленном решила повышает производительность пресса, улучшает физико-механпческке свойства продукта, снижает его гигроскопичность и обсеменекпость микроорганизмами, увеличх-зает переваримость корма, уменьшает потери его питательных кошонентов при хранении.

Зоотехнические чспыташш показали высокую эффективность гра-нулирозаниой КМ по сравнению с рассыпной. Включение гранул КМ в состав комбикормов для птицы обеспечивает увеличение живой массы и делового выхода цыплят на 5,2 %, повышение яйценоскости кур на

! 1 I « ' | 1 и * ■ Й 1 » 4% 1 1

50 1 60 70 80 е,с 1 |

0.5 1 1. 1.0 .1 1 4.5 1 Я.о т,мм

2 1 л- 4 ' | 6 8 « п,%

о.а 1 I о.го | ' 0.25 ■ 1 0.30 1 035 5, мм 1 ]

4 в 8 /0 12 ИМ

Pnc.II Зависимость кро-шимоети гранул (11) от влажности (М ), темпе-ратуоы (Ъ° ), размера частиц , количест-

ва зводим6й;КВД(л)» величины зазора между валками и матрицей (.5) и диаметра отверстий матрицы ): I - влажность, 2 - температура. 3 - размер частиц, 4 - количество вводимой КЗД, 5 - величина зазора между валками и матрицей, б -диаметр отверстий матрицы

Рис.12. Загисимость пройд водительности пресса (Ч ) и удельного расхода, электроэнергии ; Л»» ) от величины зазора между валками и матрицей ($ ) у, диаметра отверстий матрицы (с1 ):

1,1 - зазор между валками и матрицей,

2,2* - диаметр отвер стий матрицы

4оо

гоо

- гоо —

о

7,1 % при улучшении качественных показателей яиц. Проведена промышленная апробация и внедрение разработанной технологии и оборудования на промысловом судне. При этом капитальные затраты на производство гранул окупилось за I год.

■ Уиросодиояещад добавка в комбикорма при гранулирования .Другая проблема связана с производством ГК, обогащенных жиром. Промншлек-. ная выработка и оценка качества таких гранул показали, что с увеличением количества вводимого жира прочность гранул ухудшается и возрастают потери комбикорма. Для устранения этого недостатка нала была разработана КВД, включающая кормовой аир, связующий агент ( меле сса) и стабилизатор (лигиосульфонат). Её использование позволило но только обогатить гранулы необходимым количеством .тара (до 6 %), но и снизить их крокшмость с 6,72 до 3,87 % и увеличить насыпную плотность с 541 до 59и кг/м3.

КВД на основе многоатомных спиртов для гранулирования комбикормов . Созданная на основе многоатом. их спиртов КВД представляет собой органоминеральньш комплекс типа"хелатоз". Показано, что такая добавка выполняет ряд функций: связующего агента, повышающего плотность ГК с 1,18 до 1,21...1,30 г/см3 и снижающего их крошкмость с 4,60 до 0.96-1,32 %\ обогатительной добавки, включающей гликогешшй компонент в виде многоатомных спиртов, и источника микроэлементов в биодоступной форме органоминерального комплекса.

.Разработала технологическая схема приготовления и ввода указанной КЗД в комбикорма при гранулировании (рис.13), предусматривающая использование отходов производства ксилита в качестве источника многоатомных спиртов и солей микроэлементов, применяемых в производстве премиксов.

Разработка технологии производства гранулированных азотко-Зюсйюркых кормовкх концентратов. Для решения проблемы восполнешш дефицита переваримого протеина и фосфора в комбикормах для жзачпых животных автором разработана технология производства АФК на основе отходов переработки плодов и овощей, виноградных выжимок, свекловичного пома, пшеничных отрубей и других побочных продуктов пищевой промышленности. Технология предусматривает (рис.14) смешивание сырья с КХР, включающим карбамид и ортофосфорную кислоту, с последующей сушкой.VI гранулированием смеси при следующих параметрах: влажность прессуемой смеси - 14-15 %, температура - 60...70 °С, давление прессования 10...12 Ша, диаметр отверстии матрицы - 9,7 мм.

Пслользлшше ЮСР значительно снижает энергозатраты на прессование дагноцеллюдозиых материалов. Установлено, что наибольшая проч-

Рио.13. Технологическая схема приготовления и ввода в комбикорма при гранулировании КВД на основе многоатомных спиртов:

I - хранилице "оттеков"-ксилита, 2 - Фильтр, 3 - насосы, 4 -бак-растворитель, 5 - дозатор гндроксида натрия, б - дозатор минеральной соли, 7 - бак-смеситель, Й - расходный бак, 9 - устяновк^ для гранулировання Б6-ДГБ, 10 - наддозатошый бункер'

Рис.14. Технологическая схема производства гранулированного концентрата АФК:

1,7 - дробилки, 2 - транспортер, 3 - бак-смеситель, 4 - емкость для ортофосфорной кислоты, о - сушилка, б - циклоны, 8 - бункер,

9 - шнеки, 1О - пресс.-гранулятор, II - пневмотранспортер, 12 - охладитель, 13 - сортировка.

ность гранул кормовой муки из виноградных выжимок достигается при давлении прессования 18 Ша и температуре 90 °С. Введете КХР обеспечивает такой ;ке' эффект при уменьшении давления прессования до II Ша и температуры до 65 °С. Применение КХР существенно повышает- биологическую ценность продукта: происходит частичный .идролиз трудноусваиваемых полисахаридов, увеличивается содержание перевари-'мого протеина до 20-60 % и фосфора в 2-3 раза. В процессе приготовления «ФК до 60 % введенного карбамида переходит в форму с низким ■уровнем потенциальной токсичности. Еа 30 % повышается переваримость сухих веществ корма, улучшаются его структурно-механические свойства и сохранность.

По результатам зоотехнических испытаний включение концентрата АФК на основе виноградных выжимок в соста^ кормосмесей и комбикормов увеличивает среднесуточный прирост молодняка крупного рогатого окота на откорме на 17-20 %, повышает среднесуточные удои молока при скарчливании молочным коровам на 13 жирность молока - на 10,9 Внедрение разработанной технологии на предприятиях агропро-ма Одесской области показало её высокую эффективность. Срок окупаемости капитальных затрат составил 0,5 года.

Использование КХР в процессе двойного гранулирования. С целью повышения биологической ценности грубых кормов автором предложен метод их последовательной кислотно-щелочной обработки в процессе двойного гранулирования. Показано, что такая комплексная обработка вызывает интенсивное расщепление связей в ЛУК и накопление в продукте легкоусваиваемых компонентов. Это обеспечивает повышение питательной ценности и переваримости грубых кормов.

Применение КУР при гранулировании комбикормов для рыб. Для повышения водостойкости ГК для рыб автором разработан способ химической обработки комбикорма непосредственно в матрице гранулятора,основанный на взаимодействии компонентов КХР в условиях прессования с выделением активного начала. Показано, что при введении в комбикорм для рыб ЮТ на основе гексаметилентетрамина и ортофосфорной кислоты, в матрице гранулятора происходит его частичный гидролиз с ■замедленным выделением активного реагента - формальдегида. Это обеспечивает пролонгирование хода реакции химического реагента с биополимерами комбикорма, г.о. с балком, с образованием в коне контакта частиц' трехмерных структур, устойчивых к действию воды. В результате водостойкость гранул возросла в 8 раз.

Калсуллровэщ." карбамида. Для обеспечения наиболее полного усвоения язота карбамида микрофлорой рубца жвачных животных и снижения уровня ею потенциальной токсичности разработана технология

производства кормовых продуктов пролонгированного действия. Способ . основан на создании в процессе гранулирования корма защитной полимерной оболочки П'Ц, способной медленно разрушаться в желудке животного с постепенным высвобождением карбамида.

Технология предусматривает пропитку растительного сырья,богатого ГМЦ (отходы древесины, с/х и др.), раствором карбамида с по-следуюарш добавлением щелочного агента (СаО), высушиванием и гранулированием смеси. Установлен режим обработки снрья, позволяющий получать капсулировашые продукты с замедленной скоростью растворения карбамида. Готовый продукт отличается повышенной питательной це: ностыо и переваримостью по сравнению с исходным сырьем и отвечает требованиям, предъявляемым к ГК.

"Защита" кормового белка Предложен метод "защиты" кормового белка от разрушения в рубце жвачных животных, основанный на способности ГЩ образовывать с белком ассоциаты с участием вводимых ионов кальция. Зто сбзспечивает замедление скорости фе^ментативно-. го гидролиза белка в условиях рубца и максимальное его усвоение в условиях сычуга и других ь^струбцовых отделах желудка. Разработан режим' приготовления гранулированного корма и предложена поэтапная схема технологического процесса, позволяющие получить готовый продукт, содержащий ¿4-26 % "защищенного" белка.

Стабилгзания аминокислот. Способность микроорганизмов, обитающих в рубце жвачных животных, утилизировать аминокислоты делает неэффективным добавление их в корма для этого вида животных. Эго . вызывает необходимость создания и использования "защищенных" форм аминокислот. Автором разработан слособ стабилизации лизина путем • обработки растительного сырья - источника ГМЦ раствором карбоната натрия, нагревания смеси с последующей пропиткой полученной сырой »•юсы жидким концентратом лизина, выдержкой, сушкой и гранулированием смеси. На базе существующей технологии производства аминокислотных премиксов предложена схема технологического процесса получения стабилизированного концентрата кормового лизина, из которого аминокислота замедленно растворяется з течение 6 ч.

Стабилизация микроэлементов. Необходимость приготовления стабилизированных форм микроэлементов вызвана псгкшенной "агрессивностью" неорганических солей, применяемых в производстве комбикормов и премиксов, по отношению к другим БАВ (витаминам, ферментам и др.5 Другим недостатком этих соединений является низкая степень их усвоения животными. Автором показано, что устранение 'указанка недостатков достигается путем создания стабилизгроваяных форм уккро-

элементов в виде их комплексов с ГМЦ, в которых биогенные металлы химически связать функциональными грушами полисахарида. Использование этих сосд-.мтоний в состава премикса взамен неорганических солей позволило уменьшить степень разрушения БАВ и сократить потери в1-?аминов Е и С за 60 сут хранения с 35,0 и 45,6 % до 20,4 и 29,0 ^ соответственно по отношению к их исходному содержанию. Ро-' комеодована схема технологического процесса приготовления гранулированного продукта, включающего стабилизированные формы микроэлементов, на предприятиях-'по производству премиксов.

ВИВОДЫ

1. Разработаны научные основы применения физико-химических методов обработки комбикормов при гранулировании - нового направления в теории и практике производства ГК с заданными свойствами, обеспечивающего повышение' качества гранул и эффективности прессования.

2. Впервые рассмотрен« модель комбикорма как объекта для прессования с точки зрения структуры и свойств составляющих его биополимеров. Установлен механизм гранулообразования комбикормов, в основе которого ле.чшт формирование "переходного слоя" биополимеров и гелеобразшх структур в зоне контакта чаотиц.

3. Разработана физико-химическая модель процесса гракулообра-зоварчя комбикормов, на базе которой выдвинута рабочая гипотеза о возможности управления качеством ГК путем целенаправленного воздействия на характер и степень физико-химических превращений биополимеров комбикорма в процессе гранулирования. Научно обоснована целесообразность применения для ытой цели КВД, КХР и ГЩ - специальных добавок комплексного действия.

4. Разработаны научны^ основы приготовления и использования предложенных добавок, обладашмх комплексом функциональных свойств. Установлено, что механизм действия КВД основан на участии связующего компонента в формировании граничного, а затем и "переходного слоя в зоне контакта члетиц. Применение КХР обеспечивает сверхсуммарный аффект превращений биополимеров в результате совмещения физической (гранулирование) и химической обработок корна в едином технологическом цикле. В основе стабилизирующего действия ГЩ лени т специфика структуры.их полимерных цепей, обусловливающая возможность физического, химического и физико-химического взаимодействия ГЩ с компонентами корма.

5. Установлены неизвестные ранае закономерности физико-химических превращений биополимеров комбикорма при гранулировании, в том числе при введении КВД, КХР и ГМЦ, послужит те научной базой для

г'1

разработки методов регулирования качества гранул. Разработаны основные требования к подбору и использовании КЬД и КХР с позиции их химических, технологических свойств и биологической ценности как основы для прогнозирования их функциональных свойств и конструирования новых добавок комплексного действия.

6. Рассмотрены теоретические и практические предпосылки,сформулированы рабочие гипото^ы и разработаны новые способы и технологии приготовления ГК с использованием предложенных добавок для решения комплекса проблем, стоящих перед практикой. Впервые установлены режимы гранулирования лигноуглеводних (отходы консервной промышленности) и оелково-яирового (крилевая мука) компонентов комбикормов, обеспечивающие получение ГК высокого качества при низких удельных энергозатратах и высокой производительности прессования.

7. Разработана технологи производства гранулированной КМ с вводом КВД на основе содпрессового крилового бульона и лигнссуль-фоната. Покидано, что использование КВД увеличивает выход готового продукта, улучшает физические свойства гранул, повышает биологическую ценность и сохранность КМ. Разработана .ехнологил приготовления КВД, включающей кормовой жир, мелассу и лигно. ульфонат. Её использование обеспечивает ввод в комбикорма до 6 % жира без ухудшения структурно-механических свойств гранул. Предложена КВД ьа основе многоатомных спиртов и поливалентных металлов, применение которой улучшает прочностные свойства гранул комбикормов и повышает усвояемость макро- и макроэлементов.

8. Разработана технология производства гранулированных ЛФК на основе побочных продуктов пищевой промышленности с применением ¡ССР, включающего карбамид и ортофосфорную кислоту. Установлено, что вве-де!-:ие КХР повышает уровень переваркмого протеина, фосфора, легкоус-ваизаег.ях углеводов; снижает уровень потенциальной токсичности карбамида; увеличивает переваримость сухого вещества корма на 30 %. Разработан способ повышения питательной ценности грубых кормов путем их последовательной кислотно-щелочнсй обработки в процессе .двойного гранулирования. Предложен КХР на основе гексаметилонтет-рамика и фосфорной кислоты, обеспечивающий пролонгированную обработку комбикормов химическим реагентом в процессе гранулирования. Способ позволяет повысить водостойкость ГК для рыб в 8 раз.

9. Разработана технология капсулированяя карбамида с применением Г1.Щ, позволяющая получать гранулированные продукты с замедленной скоростью растворения карбамида. Предложена поэтапная схема технологического процесса приготоЕле ия гранулированного корма, содержащего "защищенный" белок. Показано, что применение ГМЦ предот-

вращает распад белка в рубце жвачных животных к порчшает степонь его усвоения на Разработан способ стабилизации аминокислот,

применяемых дляч -^'лщонкя комоикормоа для явачь'Ух животных. Рекомендована технологическая схема приготовления гранулированного концентрата кормового лизина пролонгированного действия, из которого аминокислота растворяется в течение 5 ч. Разработан, способ получения стабилизированных форм микроэлементов в виде их комплексов с ГЩ.Показано, г-^о это повышает биодоступность макроэлементов,сникает их "агрессивность" по отношению к ЕЛВ в составе премик.;ов.

10. Осуществлены промышленная апробация и внедрение технологий производства гранул АФК на оснозе виноградных выжимок с применением КХР на предприятиях агропрома Одесской области и гранулированной крилевой муют с применением КВД на судах флота рыбной промышленности. Разработана и утверждена нормативно-техническая документация (ТИ, ТУ) на новые виды ГК. Получено заключение сб их безвредности и положительном влияют», на продуктивность животных и птицы и качество животноводческой продукции. Экономический эффект от внедрения разработанных технологии составил за период 1986-90 ir. более 0,5 млн руб.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих раЗспвх:

Обзоры и монографии

1. Дарманьян K.M. Применение химических реагентов при гранулировании комбикормов //Обзорная инф./иЩИТЭЯ хлебопродуктов. Сер.: Комбикорм. пром-сть, 1991.- 56 с.

2. Дарманьян П.М. Гранулирование кормов животного происхождения //Обзорн, инф./ИЗШИТЭЙ хлебопродуктов. С-зр.: Комбикорм.пром-сть, 1991. - 25 с.

3. Дарманьян П.М. Опыт пода жидкого карбачидного концентрата в рассыпные и гранулированные комбикорма //Обзорная инф./ШИИТЗИ хлебопродуктов. Сер.: Комбикорм.прсм-сть, 1992. - 37 с.

4. Даоманьян П.М., Дарманьян Е.Е., Татаркина Г.В. Отходы плсдо-овощеперерабатывавщей промышленности как сырье для производства комбикормов (обзор) //¿идщиитаи минзага СССР. Сер.: Комбикорм, пром-сть. - I9Ö4.- Вып. I. - 45 с.

5. Дарманьян П.М., Коваль Ю.Л. Производство, хранение и использование гранулированной крилевой муки (обзор) /Л1нформ.сб./ВНИЭРХ. Сер.: Передовой опыт к науч.-техн.достижения, рекомендуемые для знедрекия. - 1989.- Вкп. I.- С.16-17.

6. Дарманьян П.М., Дарманьян Е.Б., Татарника Г.В. Истолкование отходов переработки плодов и овощей в производстве комбикормов

за рубежом (оозир) //ЭИ/ЩШТЭЙ Ыинзага СССР. Сер.: Хранение и пе-рераб. зерна. - 1985.- Вып. I. - 25 с.

7. Дудкин М.С., Дарманьян П.М. Древесина и отходы ее переработки как кормовкй продукты (обзор) //Химия древесины. - Т978. -

Jè I. - С.3-17.

8. Дудкин М.С., Гри-шгаун С.И., Дарманьян П.М. Производство и использование заменителя кормового протеина //Обзорная ,инф. /ЩШТЭИ Мкнзага СССР. Сер.: Комбикорм.г^ом-сть. - 1976.- 40 с.

9. Дудкин М.С., Дарманьян П.М. Карбамид и его использование в комбикормах. - М.: Колос, 1982.- 52 с.

10. Зайстих Г.Я., Дарманьян П.М. Гранулирование кормов.- М.: Колос, 1978.- 190 с.

11. Дудк1н И.О., Гринашун C.I., Дарманьян П.М. ЗамГнник кормового проте1ну.-Ки1в: Урожай, 1975,- 49 с.

12. Взйстих Г.Я., Дарманьян П.М. Гранулирование кормов. - 2-е изд.перераб. и доп. - М.:Агропромиздат, 1988.- 143 с.

Статьи, тезисы

13. Дарманьян П.М. Влияние гранулирования на биол.гическую ценность крплевой муки //Изв.вузов.17ищ.технол.-1990.-№ 5.- С.38-42.

14. Дарманьян П.М. Механохимические превращения биополимеров клеточных стенок грубых кормов при гранулировании //Тез.донл. юбилейной науч.конф. ОТИПП. - Одесса, 1992. - С.196.

15. Дарманьян П.М. Физико-химические основы применения г«ми-целлюлоз в качестве связующих и стабилизирующих агентов при гранулировании кормов //Тез.докл. межвуз.науч.-практ.конф. "Научно-тех-нич. проблемы развития АПК". - Одесса, 1990,- С.220.

16. Дарманьян П.М. Азотистые добавки в комбикорма для жвачных животных на основе карбамида и грубых кормов //Инф.сб./ЩШТЭИ Минхлебопродуктов. Сер.: Науч.-техн.достижения и передовой опыт в отрасли хлебопродуктов. - 1990,- Вып. 9.- С.27-30.

17. Дарманьян П.М. Физико-химические аспекты теории грануло-образования кормов /'/Тез.доки.межвуз.юбилейной науч.конф.МТИПП "Науч.обеспечение хранения и переработки растительного сырья в пищевой пром-сти". ч.П,- M., 1991.- С.53-54.

18. Дсрманьян П.М. Физико-химические методы "защиты" кормового белка //Тез.докл.межвуз.науч.-практ.конф."Сощ!апьно-эконом1ч.

и науч.-технич. проблемы АПК". - Одесса, 1989.- С.222.

19. Дарманьян П.М. Применение гемицеллклоз при гранулировании комбикормов //Инф. сб. /ЩШТЭИ Минхлбопродуктов. Сер.:Науч.-техн. достижения, рекомендуемые для внедрения. - 1989.- С.13-16.

20. Дарманьчи JI.M. Капсулировашшз формы карбамида в кормах //В со. :Иитанс1'4"г'f'.'Lieccoa и новые технологии переработки, хранения и транспортировки d АПК. - Киев, 1983.- С.154-161.

2Г. Дарманьян П.М. Химия и технология использования гекицел-лклоз при прессовании кормовых продуктов /Лег.докл. 121 Всес.конф. "Химия, биохимик к использование гемишуишсз".-Рига,I985.-C.42-43.

22. Дармань.л П.М., Дарманьян Е.Б. ИсследоЕгише изаимодейст-вил глагур-люксилана с гидроксадом кальция //Гам не.- С.37-38.

23. Дарманьян П.М., Кротенко Л.М. Изменение химического состава комбикоомов, обогащенных киром, при хранении в производственных условиях //'Реф.сб. /ЦКИИТЭИ Миизага СССР. Сер.:Комбикорм,пром-сть.

1976.- Вып.1,- С.4-5.

24. Дарманьян П.М., Дудкии М.С. К вопросу повышения водостойкости гранулированных комбикормов для рыб //Йуком.-элеват. и комбикорм, про-сть, 1976.- й 8.- С.Г7-20.

25. Дарманьян U.M., Дудкин М.С. Физические свойства жидких карбамидшх препаратов //Комбикорм.пром-сть, -1977.-Вып.2.-С.11-15.

26. Дарманьян П.М., Кротенко Л.М, Зависимость свойств комбикормов от гранулирования и ввода mра /Д'уком.-элеват.и комбикорм, пром-сть. - В''?. - К 3.- С.28-29.

27. Дарманьян П.М., Дудкин М.С. Изменение белков и крахмала комбикорма при гранулировашш //Изв.вузов. Пищ.тйхнол. - 1978,-№ 3.- С.57-60.

28. Дарманьян ü.M., Дудкин М.С., Дарманьян Е.Б. Разработка технологии получения гранулированных отходов консервной промышленности для производства комбикормов//'Тр.ВЩйШ1.-1379.-В1;п.15.-С.Г»3-7й

29. Дарманьян П.М., Дудкин М.С., Дарманьян Е.Е. Приготовленяэ и использование кормовых продуктов на основе отходов консервной промышленности //Тез„докл. Всео. кокф. "Проблемы -комплексной мех.и автоматик.кормопроизводства, хранения, приготовления и раздачи кормоъ..." - Киев, 1931.- С,72.

30. Дарманьян ILM., Дудкки М.С., Дарманьян Е.Б, Использование отходов переработки винограда для производства азоткофосфорных концентратов //Пищ.пром-сть. - 1984.- й 2,- С.47-49.

31. Дарманьян П.М., Коваль Ю.Л., Паулина Я.Б. Изменение качества рассыпной к гранулированной крилевой муки при длительном хранении //Технология криля: Сб.науч.тр. ВШРО. - М.,1988,- C.I07-II5.

32. Дарманьян Ü.M., Дарманьян Е.Б., Семешж В.5. Переработка отходов первичного ваноделия в кормовые продукта //Йнф.сб./ АгрШЙТЭИП. Сер.¡Рационализ. предложения к изобр., роксыовдувмые для внедрения в пищевой пром-сти,- 1989.- Вш.З,- С.3-9.

33. Дарманьян П.М., Шерстобитов З.В., Пасько Т.В. Добавка для гранулирования /Ломбиксрм.пром-сть.-1991.- № 3.- С.35-36.

34. Дарманьян Е.Б., Дудкин М.С., Дарманьян П.М. Комплексное использование отходов переработки моркови //Инф.сб./ЦЩМТОИ Пищепрома СССР. Сер.: Консерв., овощесуш. и шндеконц.пром-сти.-1Э77.

- У: 12.- С.3-7.

35. Дудкин М.С., Дарманьян П.М. Отходы промышленности как связующие вещества при гранулировали кормов //Науч. тр.УСХА.-1976.- Вып.191.- С.21-27.

36. Озолина С.А., Дарманьян П.М. Комплексное использование полисахаридов отходов переработки зерна проса и гречихи /Alm. пром-сть.- 1977,- Вып.23.- С.40-41.

37. Коваль Ю.Л., Дарманьян П.М. Влияние гранулирования на физические и гигроскопические свойства крилевой муки //Технология криля: Сб.науч. тр. ВНИРО. - М., 1989.- C.4-II.

38. Дудкин М.С., Дарманьян П.М., Дарманьян Е.Б. Получение проссозанных кормовых продуктов на основе отходов консервной промети //И:зв.вузов. Пиц.технол.- 1978. - й 3.- С.57-60.

39. Дудкин. М.С., Дарманьян П.М., Лукина Г.Д. Гемицеллюлозы как связующие компоненты в кормах //Тез.докл. П Всес.конф."Химия и использование гемпцоллюлоз".- Одесса,1978,- С.37.

40. Коваль В.Л., Дарманьян П.М., Мрочков К.А. Физико-механические и гигроскопические свойства рассыпной и гранулирований муки из криля //Рыбное хоз-во.- 1987.- № 8.- С.75-77.

41. Коваль Ю.Л., Дарманьян П.М., Мрочков К.А. Технологический реши гранулирования кормовой крилевой муки //Технология криля:

Сб.науч.тр. ВНИРО. - М., 1989.- С.118-127.

42. Дудкин М.С., Дарманьян Е.Б., Дарманьян П.М. Химические превращения компонентов в процессе обогащения отходов консервной промышленности азотом и фосфором //Изв.вузов. Пищ.технол.-1982.

- И 2.- С.17-20.

43. Дудкин М.С., Капрельянц Л.В., Дарманьян U.M. Получение и химические особенности азот- и фосфорсодержащих концентратов на основе свекловичного кома//Пзв.вузов.Пищ.тохнол.-1Э80.-№ 2.-C.33-3-».

44. Производство гранулированного корма из отходов консервного производства /Ф.И.Дымченко, П.М.Дарманьян, Е,Б.Дарманьян и др. /'/Пищ. пром-сть.- 1Э77.- JJ 3.- С.22-24.

45. Применение азотнофосфорных концентратов в производстве комбикормов /М.С.Дудкин, П.М.Дарма!.Г.В.Татаркина и др. //11 нф. сб. Сер.: Комбикорм.пром-сть.- 1980.- Вып.2.- C.I5-I8.

4G. Физико-механические и гигроскопические свойства муки из

•антарктической креветки /К.А.Мрочков, П.М.Дарманьян, Ю.Л.Коваль и др. /Рыбное хоз-во. - 1986,- й 10,- С.71-74.

47. Получение >о-нофосфорных кормовых концентратов /М.С.Дудкин, П.М.Дарманьян, Л.3.Сердюк и др. /Д'.укоы.-элеват. и комбикорм.пром-сть. - 1980.- Jf 7.- С.45-46.

48. Производство гранулированной кормовой муки из криля з условиях промыслозого судна /Ю.Л.Коваль, Х.М.Бариев, П.М.Дарманьян

и др.//ЭИ/ЩКИТЭИРХ. Сер. .-Обработка рыбы и морепродуктов.- 1986.-Бып. I.- С.46-50.

49. Влияние азотнофосфорного концентрата, изготовленного из нетрадиционного сырья, на организм, продуктивность и качество продукции крупного рогатого скота /В.М.Ковбасенко, В.М.Гончарешо, П.М.Дарманьян и пр.//В сб. ^'Повышение качества продукции животноводства, Киев. - 1988.- С.42-44.

50. Vyu2iti heuiceluloz uepotravinat - skycli rostlinn^ch syro-vin k alepScni Jakosii chleba / P.J.Dannaayan, D.V.Sorc2an, J.b.Dar-напуап, J.N.Jev-tuSenko //Mlunsko-pekSrensky prümysl.- 1987.- N 5.-S.153-154.

Авторские свидетельства

51. A.c. 552065 СССР. Способ получения азотсодержащей кормовой добавки Ж.С.ДудкинД.М.Дарманьян,СЛ.Гриишпуи.-08.05.75,Б.И.й 12

52. A.c. 674739 СССР. Кирбсодержа^ая добавка для гранулированных корнов /П.М.Дарманьян. - 25.07.79., Б.И.М 27.

53. A.c. 1250240 СССР. Способ капсулирования карбамида /П.М.Дарманьян, Е.Б.Дарманьян, М.С.Дудхп.и - 15.08.86., Б.И.й 30.

54. A.c. 1429362 СССР. Способ приготовления гранулированного корма /Ю„Л.Ковалъ, П.М.Дарманьян в др. - 22,04.86., Б.И. й 37.

55. A.c. 1528425 СССР. Способ приготовления корма /Й.М.Дармань-ян, Е.Б.Дарманьян. - 02.09.87. 15.12.89., Б.И. Si 46.

56. A.c. 1565469 СССР. Способ получения кормовой эмульсии /П.М.Дарманьян, И.Н.Кокул. • 23.05.90., Б.И. й 19.

57. A.c. I6I59I3 СССР. Способ приготовления корма для жвачных uiBOTHiix /П.М.Дарманьян. - 03.05.89., Б.И. J& 49.

58. A.c. 1644879 СССР. Способ приготовления гранулированного корма /Е.М.Даоманьян, В.В .Шерстобитов и др.-30.04.91. ,Б.К. J£ IG.

59. A.Co 1743537 СССР. Способ приготовления премикса /Й.М.Дар-маньян. - 30.06.92., Б.И. й 24.