УДК 664.6/.7, 664.73, 664.74, 636.087.3
DOI 10.69539/2413-287X-2025-04-2-236
Резюме. Разработана технология получения высокопротеинового кормового продукта в виде крупки и муки из рапсового шрота. Исследования проводились на промышленной агрегатной установке с применением ранее разработанной технологии для подсолнечного шрота. Определены оптимальные механико-кинематические параметры основных рабочих узлов данной установки. Показана возможность обогащения промежуточных продуктов измельчения рапсового шрота на ситовеечных машинах с получением готового продукта в виде крупки. Выход высокопротеиновой крупки составил 55,0%, содержание протеина в ней — 48,97% (на а.с.в.), клетчатки — 7,81%. Показатели тонкоизмельченной белковой рапсовой муки: выход — 27,0%, содержание протеина — 42,5% (на а.с.в.), клетчатки — 10,45%.
Ключевые слова: переработка, рапсовый шрот, агрегатная мельница, фракции высокопротеиновой крупки и муки.
НИКОЛАЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ ЕЛИСЕЕВ1, 2, соискатель, директор
E-mail: elnik_59@mail.ru
РОМАН ХАЖСЕТОВИЧ КАНДРОКОВ1, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры зерна, хлебопекарных и кондитерских технологий
ORСID: 0000-0003-2003-2918
Researcher ID: AAX-2106-2020
Scopus Author ID: 57200383950
ЖАННА МУХАМЕДОВНА КУНАШЕВА3, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, доцент кафедры технология продуктов из растительного сырья
E-mail: jaklin227@mail.ru
1ФГБОУ ВО «Российский биотехнологический университет (РОСБИОТЕХ)»
г. Москва, Россия
2ООО «Опытный завод растительных кормовых добавок Биотех-Про»
р.п. Хомутовка, Курская область, Россия
3ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский ГАУ»
г. Нальчик, Россия
Поступила в редакцию: 06.03.2025
Одобрена после рецензирования: 12.03.2025
Принята в публикацию: 13.03.2025
TECHNOLOGY FOR OBTAINING HIGH-PROTEIN FEED ADDITIVES FROM RAPESEED MEAL
Abstract. A technology of protein concentrate (as crumbs or powder) based on rapeseed meal was developed. The research was performed on a commercial production aggregate designed for similar processing technology with sunflower meal. Optimal mechanical and kinematic parameters for the main operation units of the aggregate were determined. A possibility of enrichment of the intermediate products of the grinding of rapeseed meal on screen-fanning machines was demonstrated to produce the final product as crumbs. The yield of high-protein crumbles is 55.0%, with protein content 48.97% (of absolutely dry matter) and fiber content 7.81%. The yield of powdered part is 27.0%, with protein content 42.50% and fiber content 10.45%.
Key words: processing, rapeseed oil meal, aggregate mill, high-protein grits, and flour fractions.
NIKOLAY A. ELISEEV1, 2, Applicant, Director
E-mail: elnik_59@mail.ru
ROMAN KH. KANDROKOV1,
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Grain, Bakery and Confectionery Technologies
ORСID: 0000-0003-2003-2918
Researcher ID: AAX-2106-2020
Scopus Author ID: 57200383950
ZHANNA M. KUNASHEVA3, Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Technology of Plant-Based Products
E-mail: jaklin227@mail.ru
1FGBOU VO «Russian Biotechnological University (ROSBIOTECH)»
Moscow, Russia
2OOO «Pilot mill of vegetal feed additives Biotech-Pro»
Kursk region, Russia
3Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Kabardino-Balkarian State Agrarian University»
Nalchik, Russia
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время большим спросом пользуются высокопротеиновые комбикорма, белково-энергетические и белково-витаминно-минеральные концентраты для сельскохозяйственной птицы, свиней, КРС (сухостойных и молочных коров, телят и бычков) с содержанием 22–35% сырого протеина (на а.с.в.) [5, 8].
В их составе используют различные виды белкового сырья животного и растительного происхождения. Для снижения себестоимости кормов вместо дорогостоящих животных белков и соевого шрота в рецепты вводят более доступные по цене жмыхи и шроты других масличных культур [4, 6]. Среди них вторичный продукт переработки семян рапса, полученный при экстракции масла, — рапсовый шрот, содержащий в среднем не менее 37% сырого протеина, не более 16% клетчатки и до 3% жира. Однако химический состав шрота может варьировать в зависимости от применяемой технологии производства рапсового масла. В нем может быть разное количество протеина, аминокислот, некрахмалистых полисахаридов (НПС), в том числе клетчатки. А, как известно, высокий уровень НПС оказывает отрицательное влияние на перевариваемость питательных веществ корма, что существенно ограничивает применение продуктов переработки рапса при производстве высокопротеиновых комбикормов и концентратов [8].
В этой связи интерес может представлять рапсовый шрот с содержанием сырого протеина около 50% (на а.с.в.) и сырой клетчатки менее 10%. Исследования по его получению на лабораторном оборудовании представлены в [1]. При измельчении, просеивании и пневмосепарации шрота образуются фракции: оболочки семян, крупка и мука. Фактическое содержание протеина в этой муке увеличено с 37,8% до 41,5%. Кроме того, известна технология производства высокопротеиновых крупки и муки из подсолнечного шрота [2, 3, 7]. На мельничном оборудовании в результате измельчения, просеивания и обогащения промежуточных продуктов измельчения шрота путем воздушно-ситового сепарирования с одновременным формированием проходовых и сходовых фракций получены высокопротеиновые крупка и мука. Содержание протеина в крупке составляет 49–51% (на а.с.в.), клетчатки — 8–10%; общий ее выход при переработке шрота подсолнечника — 54–55% от исходного сырья.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В качестве базового серийно выпускаемого технологического оборудования использованы отечественные устройства — агрегатная фермерская мельница «Ф-4С» производства ОАО «Пензтекстильмаш» (г. Пенза) и ситовеечная машина А1-БС2-0 производства «Мельинвест» (г. Нижний Новгород). Анализ качества исходного рапсового шрота и продуктов его переработки проводили на ИК-анализаторе «Инфраскан» (г. С.-Петербург). Погрешность измерения на приборе по протеину — 3%, клетчатке и жиру — 10%.
Основным различием в исполнении драных систем при переработке подсолнечного и рапсового шротов является следующее. Пара измельчающих вальцов 1-й драной системы для рапсового шрота выполнена с взаимным расположением рифлей спинка по спинке с плотностью нарезки 8–10 рифлей/см при их уклоне 6–8°. Для подсолнечного шрота пара вальцов 2-й драной системы выполнена с взаимным расположением рифлей острие по острию с плотностью нарезки 9–11 рифлей/см при их уклоне 7–9°. Оболочки рапса, в отличие от лузги подсолнечника, более мягкие, поэтому они при переработке вальцами с расположением рифлей острие по острию излишне измельчаются, что существенно повышает количество мучной фракции и снижает ее качество.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Технологическая схема агрегатной установки по переработке рапсового шрота состоит из 9 систем: подготовительной, двух драных, двух ситовеечных и четырех вымольных (см. рисунок). В подготовительной системе измельчается исходный гранулированный рапсовый шрот и выделяются фракции — крупка и мука. После этого промежуточные продукты измельчения последовательно поступают на две драные системы для доизмельчения на вальцовых станках, а также для выделения крупки и дунстов для обогащения на ситовеечных машинах. Сход со второй драной системы направляется в бункер для рапсовой лузги.
На ситовеечных системах происходит обогащение промежуточных продуктов измельчения рапсового шрота и получение готового продукта — крупки двух типоразмеров. Сходовый продукт и относы ситовеечных машин далее перерабатываются в соответствии с технологической схемой агрегатной мельницы. На вымольной системе измельчаются и просеиваются промежуточные продукты, поступившие с предыдущих систем, с выделением рапсовой муки и лузги.
В результате экспериментов на агрегатной установке производительностью около 600 кг/ч было переработано 980 кг исходного рапсового шрота, при этом энергопотребление составило 90 кВт/ч. Показатели качества исходного рапсового шрота и продуктов его переработки в виде крупки, муки и лузги представлены в таблице 1.
Установлена возможность обогащения промежуточных продуктов измельчения рапсового шрота на ситовеечных машинах с получением рапсовой крупки. Изучение структуры промежуточных продуктов, измельченных различными способами, показало, что они представляют собой смесь частиц анизотропного состава, в том числе частиц эндосперма рапса, частиц оболочек, а также сростки эндосперма и чистых оболочек. Выявлено, что в диапазоне размеров от 160 до 530 мкм частицы эндосперма и оболочек отделяются друг от друга, поэтому возможно их разделение сито-воздушной сепарацией на ситовеечных машинах, основанное на различиях в аэродинамических свойствах — скорости витания и плотности частиц.
Как видно из данных таблицы 2, в результате обогащения промежуточных продуктов измельчения рапсового шрота содержание белка, как в крупке размером 160–315 мкм, так и в крупке размером 315–560 мкм, повысилось на 10,9%; уровень клетчатки в крупке размером 160–315 мкм снизился на 20,0%, в крупке размером 315–560 мкм — на 13,9%.
Целевой продукт — высокопротеиновая крупка из рапсового шрота с частицами размером 160–530 мкм, содержащая 48,97% (на а.с.в.) протеина и 7,81% клетчатки. Кроме этого, получена высокопротеиновая рапсовая мука крупностью менее 160 мкм, количество протеина в ней составляет 42,50% (на а.с.в.), клетчатки — 10,45%. Низкопротеиновой фракцией при этом является лузга (в основном измельченные оболочки семян рапса). Содержание протеина в лузге — 19,51% (на а.с.в.), клетчатки — 31,49%.
Представляется целесообразным проведение дальнейших исследований по снижению количества фракции тонкоизмельченной рапсовой муки и повышению ее качества.
ВЫВОДЫ
Разработана технология получения из рапсового шрота высокопротеинового продукта в виде крупки и муки. Исследования проводились на промышленной агрегатной установке с использованием ранее разработанной технологии для подсолнечного шрота. Определены оптимальные механико-кинематические параметры основных рабочих узлов данной установки. Для уменьшения переизмельчения оболочек рапса вальцы 2-й драной системы выполнены с взаимным расположением рифлей острие по спинке с плотностью нарезки 9–11 рифлей на один погонный сантиметр при их уклоне на 7–9°. Показана возможность обогащения промежуточных продуктов измельчения рапсового шрота на ситовеечных машинах с получением готового продукта в виде крупки. Выход высокопротеиновой крупки составил 55,0%, содержание протеина в ней — 48,97% (на а.с.в.), клетчатки — 7,81%. Выход тонкоизмельченной белковой рапсовой муки — 27,0% с 42,5% (на а.с.в.) протеина и 10,45% клетчатки.
Литература
1. Зверев, С. В. Влияние обрушения семян рапса на качество продуктов их переработки / С. В. Зверев, Н. А. Скудова, Е. А. Размочаев, И. Э. Миневич // Комбикорма. — 2023. — № 11. — С. 30–33. — DOI: 10.25741/2413-287Х-2023-11-2-208.
2. Кандроков, Р. Х. Инновационная технология получения высокобелковой крупки и муки из шрота подсолнечника / Р. Х. Кандроков, М. М. Темиров // Комбикорма. — 2020. — № 9. —С. 44–45. — DOI: 10.25741/2413-287X-2020-09-2-115.
3. Кандроков, Р. Х. Получение высокобелковой муки из подсолнечного шрота / Р. Х. Кандроков, Г. В. Дулаев, А. Б. Седов [и др.] // Комбикорма. — 2013. — № 11. — С. 59–60.
4. Косинец, А. И. Эффективность снижения количества соевого шрота в составе комбикорма-концентрата КР-1 / А. И. Косинец, М. А. Надаринская, Е. А. Капитонова [и др.] // РУП Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по животноводству. Зоотехническая наука Беларуси, сборник научных трудов. — Т. 59. — Часть 1. — 2024. — С. 200–210.
5. Ленкова, Т. Н. Новый корм из подсолнечника / Т. Н. Лен-
кова, Т. А. Егорова [и др.] // Птица и птицепродукты. — 2020. — № 2. — С. 35—38.— DOI: 10.30975/ 2073-4999-2020-22-2-35-38.
6. Лунков, С. В. Зоотехническая оценка применения шрота рыжикового в кормлении цыплят-бройлеров / С. В. Лунков, Н. Н. Кердяшов // Нива Поволжья. — 2013. — № 4 (29). — С. 77–83.
7. Патент 2 778 324 РФ, МПК В02С 9/04 В02С 4/06 A23J 1/14 A23K 10/30. Способ переработки шрота подсолнечника / Елисеев А. Н., Елисеев В. Н., Елисеев Н. А., Кандроков Р. Х. Опубл. 17.08.2022.
8. Подобед, Л. И. Протеиновое и аминокислотное питание сельскохозяйственной птицы: структура, источники, оптимизация / Л. И. Подобед, Ю. Н. Вовкотруб, В. В. Боровик // Одесса: Печатный дом. — 2006. — 278 с.
Literature
1. Zverev, S. V. The influence of rapeseed hulling on the quality of their processed products / S. V. Zverev, N. A. Skudova,
E. A. Razmochaev, I. E. Minevich // Compound feeds. — 2023. — No. 11. — P. 30–33. — DOI: 10.25741/2413-287X-2023-11-2-208.
2. Kandrokov, R. Kh. Innovative technology for obtaining high-protein cereals and flour from sunflower meal / R. Kh. Kan-
drokov, M. M. Temirov // Compound feeds. — 2020. — No. 9. — P. 44–45. — DOI: 10.25741/2413-287X-2020-09-2-115.
3. Kandrokov, R. Kh. Obtaining high-protein flour from sunflower meal / R. Kh. Kandrokov, G. V. Dulaev, A. B. Sedov [et al.] // Compound feeds. — 2013. — No. 11. — P. 59–60.
4. Kosinets, A. I. Efficiency of reducing the amount of soybean meal in the composition of compound feed concentrate KR-1 / A. I. Kosinets, M. A. Nadarinskaya, E. A. Kapitonova [et al.] // RUE Scientific and Practical Center of the National Academy of Sciences of Belarus for Animal Husbandry. Zootechnical Science of Belarus, collection of scientific papers. — V. 59. — part 1. — 2024. — P. 200–210.
5. Lenkova, T. N. New feed from sunflower / T. N. Lenkova, T. A. Egorova [et al.] // Bird and poultry products. — 2020. — No. 2. — P. 35–38. — DOI: 10.30975/2073-4999-2020-22-2-35-38.
6. Lunkov, S. V. Zootechnical assessment of the use of camelina meal in feeding broiler chickens / S. V. Lunkov, N. N. Kerdyashov // Niva Povolzhya. — 2013. — No. 4 (29). — P. 77–83.
7. Patent 2 778 324 RF, IPC B02C 9/04 B02C 4/06 A23J 1/14 A23K 10/30. Method for processing sunflower meal / Eliseev A. N., Eliseev V. N., Eliseev N. A., Kandrokov R. Kh. Published 17.08.2022.
8. Podobed L. I., Protein and amino acid nutrition of agricultural poultry: structure, sources, optimization / L. I. Podobed, Yu. N. Vovkotrub, V. V. Borovik // Odessa: Printing house. — 2006. —278 p.
