Переработка пухо-перьевых отходов птицефабрик. Производство перьевой муки



Непростые экономические условия и экологическое законодательство в настоящее время требуют внедрения малоотходных и безотходных технологий. Проблема выведения производств на «экологически чистый» уровень — одна из острейших.

Развивая бизнес по производству мяса птицы, птицефабрики предусматривают утилизацию 100 % отходов птицеводства. В настоящее время предприятия пересматривают такой подход и решают модернизировать производство, чтобы перерабатывать отходы, снижая негативное влияние на окружающую среду, и получать дополнительный доход в виде производства продуктов переработки (перьевой муки).

В работе поставлены и решены следующие задачи: изучить отходы предприятия животного происхождения; изучить и выбрать технологию переработки пухо-перьевого сырья.

Актуальность темы: современное птицеводство использует для производства мяса высокопродуктивную птицу, которая предъявляет повышенные требования к полноценному кормлению. Стоимость кормов в структуре затрат на производство продукции составляет почти 60 %. В связи с этим важное значение должно уделяться качеству используемых кормов, а также снижению расхода корма на единицу продукции. Для этого необходимо внедрять в производство новейшие технологические приемы кормления птицы. Уменьшение в рационах доли дорогостоящих компонентов животного происхождения (в частности рыбной муки) вынуждает искать их заменители и определять оптимальные нормы потребления. При этом остается недостаточно изученным и далеко не в полной мере используемым такой компонент животного происхождения, как перьевая мука. Таким образом, проблема обеспечения промышленного птицеводства высококачественными и в то же время недорогими кормами остается актуальна.

Определим виды отходов: продукты переработки (внутренности, жир, кожа, кости, кровь), а также падеж, помет, отходы перьев и пуха. Общая масса отходов составляет 24 % от живого веса птицы. Они содержат белки (протеины) до 15 % во внутренностях, до 80 % в пере, жиры, кальций, фосфор, магний, натрий, витамины и микроэлементы, т. е. ценные питательные вещества. Химический состав пера близок к составу крови!

Однако средний уровень промышленной переработки отходов в птицеводстве на сегодняшний день едва превышает 20 % от общего объема. Почему так происходит? Можно назвать немало причин: это и пренебрежительное отношение к среде обитания — несанкционированные захоронения отходов, и экономические проблемы — невозможность приобрести новое оборудование для переработки и изношенность старого.

Пухо-перьевые отходы — кератиносодержащее сырье, устойчивое к механической и химической обработке. Полное разложение при компостировании происходит только по истечении 2 лет. Для более быстрой утилизации трудноразлагаемых отходов используют крематор. После обработки в крематоре остается только совершенно безвредный пепел.

Все эти способы утилизации соответствуют требованиям санитарных норм, однако, биологические отходы были и остаются ценным сырьем, которые просто необходимо перерабатывать и использовать для кормовых целей, получая дополнительный доход.

Данные биологической науки свидетельствуют о том, что наибольшее влияние на рост и развитие живого организма и формирование его тканей и органов, является кормление. В кормлении животных решающая роль отводится белку, птица отличается интенсивным белковым обменом и очень требовательна к уровню и качеству используемого протеина в составе кормосмесей.

В кормлении используется три основные источника белка: растительные (шрот соевый и соя экструдированная) — 75 % от общего количества, и животный (рыбная мука) — 25 %. Многочисленные исследования ученых показали, что по содержанию незаменимых аминокислот особенно богаты протеины кормов животного происхождения, их источником является дорогостоящая рыбная мука. Одним из резервных источников такого белка является кератинсодержащее пухо-перьевое сырье. Рекомендуемый уровень ввода экструдированной перьевой муки в рацион цыплят — бройлеров — до 5 %, полученной методом высокотемпературной кратковременной обработки.

Традиционно наиболее распространена термообработка в котлах Лапса. В таких котлах сырьё медленно нагревается до температуры 120–130 °С и стерилизуется в течение 30–60 минут при давлением 0,3–0,4 МПа. Затем разваренная масса сушится в течение нескольких часов при 70–80 °С. Из отходов получают муку. Можно выделить следующие основные недостатки технологии: длительность процесса получения готового продукта (до 10–12 часов); высокие энергозатраты (кроме электроэнергии необходимы газ, пар и горячая вода). В конечном итоге протеин после многочасовой термообработки имеет низкую усваиваемость. Поступая в нижние отделы кишечника, он не переваривается, и является источником питания для патогенной микрофлоры.

Для получения качественного кормового продукта, в котором максимально сохраняется биологическая ценность, необходимо свести к минимуму время термообработки. При этом желательно использовать экономичные и экологически чистые технологии. Таким требованиям соответствует экструзия.

Экструзия (от латинского extrudo — выдавливание) — это процесс, совмещающий термо-, гидро- и механическую обработку сырья для получения продуктов с новой структурой и свойствами. Впервые подобная технология была предложена американскими специалистами в 1995 году.

Экструзионные технологии позволяют одновременно проводить быстро и непрерывно в одной машине (экструдере) ряд операций: перемешивать, сжимать, нагревать, стерилизовать, варить и формовать продукт. За короткое время в сырье происходят процессы, соответствующие длительной термообработке.

В современных экструдерах температура может достигать +200 °С, а давление — 4–5 МПа. Обрабатываемый материал находится в экструдере не более 30–90 секунд. Основные важные изменения происходят при «взрыве» — резком падении давления и температуры при выходе продукта из экструдера: рвутся клеточные стенки, химические связи, меняется структура, продукт становится пористым, увеличиваясь в объёме. Содержание растворимых веществ повышается в 5–8 раз, становятся более доступными действию пищеварительных соков, улучшаются переваримость. Усваиваемость зерновых кормов возрастает до 90 %.

При применении экструзии получаем качественный стерильный корм. Это важно, так как до 80 % поголовья гибнет из-за болезней желудочно-кишечного тракта.

Для производства используется сырье только от здоровой птицы, которая должна быть допущена к переработке ветеринарной службой предприятия. Сырье для производства муки не хранится, а сразу перерабатывается, срок хранения не превышает 12 часов. Перед началом производства пухо-перьевое сырье взвешивают, очищают от имеющихся примесей и посторонних предметов, которые могли попасть в процессе убоя птицы.

1. Доставка и загрузка влажного пера в измельчитель осуществляется фронтальным погрузчиком.
2. В измельчителе происходит процесс измельчения пера для дальнейшей эффективной переработки в экструдере (уменьшение времени производства). Время ~5 мин.
3. С помощью шнекового транспортера сырье подается в сушильный барабан, где при температуре воздуха +70 0С и вращении барабана происходит сушка сырья. Время сушки ~5 мин. Для качественной переработки влажность сырья не должна превышать 25 %.
4. Высушенное сырье подается в экструдер. При прохождении сырья в стволе экструдера поднимается температура свыше +110 °С и возрастает давление более 4,0 МПа. Время прохождения смеси через экструдер не превышает 43 секунд, а в зоне максимальной температуры +160 °С она находится лишь 5–6 секунд. За это время смесь: стерилизуется и обеззараживается (болезнетворные микроорганизмы полностью уничтожаются), увеличивается в объёме (вследствие разрыва молекулярных связей при выходе из экструдера), измельчается и перемешивается, продукт становится полностью однородным.
5. Горячая перьевая мука (+100 °С) с помощью шнекового транспортера — дозатора подается в барабан — охладитель.
6. В барабане — охладителе мука разравнивается тонким слоем и охлаждается с помощью нагнетаемого вентилятором потока воздуха через охладитель, при этом мука разрыхляется вращающимися лопастями (время ~7 мин). Это очень важный момент производства — при естественном охлаждении муки срок хранения не превышает 30 дней, при проведении быстрого охлаждения, это время увеличивается до 6 месяцев! (Рис.1)
7. Готовая перьевая мука фасуется в тару с помощью установки фасовки. Хранение производится в хорошо проветриваемом складе.

Рис.1

С момента появления цивилизованного общества перед ним встала проблема охраны окружающей среды, а проблема утилизации отходов стала сегодня одной из самых важных экологических проблем. Многими учеными изучаются вопросы возможности применения переработанных отходов пищевой, кожевенной, пушно-меховой, лесной и других отраслей, способных стать полнорационными заменителями кормов протеинового питания.

Литература:

1. Фисинин, В. И. Промышленное птицеводство / В. И. Фисинин, Г. А. Тардатьян. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Агропромиздат, 1991. — 543 с.
2. Технология переработки продуктов птицеводства: учеб. пособие / под ред. Н. П. Третьякова. — М.: Колос, 1974. — 239 с.
3. Переработка побочных продуктов птицеводства. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://itexn.com/4070_pererabotka-pobochnyh-produktov-pticevodstva.html/ (дата обращения 12.09.2022 г.).
4. Переработка био отходов с помощью экструзии. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://eks-bio.ru/company/articles/vygodnaya_utilizatsiya/ (дата обращения 11.09.2022 г.).
5. Кадыров, Д. Экструзионная переработка биологических отходов в корма / Д. Кадыров, А. Гарзанов, В. Плитман // Птицеводство. — 2008. — № 7. — С. 51–54.
6. Межгосударственный стандарт ГОСТ 17536–82 «Мука кормовая животного происхождения. Технические условия» (утв. постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 17 июня 1982 г. N 2422) // СПС «Консультант Плюс».