The work objective is to study an advanced way of enhancing the nutritive value of the mixed feed by coextrusion of the grain mixtures with chopped green legumes that differ in high content of vitamins and protein. The task of this investigation is an experimental determination of rational parameters and operating modes of the equipment for the extrusion process. Standard techniques are used to study the extrusion process when the proper-ties of raw materials and modes of the extruder EC-75 (75kg/hr) change: extrudable mixture humidity, weight percentage of the chopped green mass in the mixture, and the extruder screw frequency of rotation at different feed rate of the mixture. The residual content of β-carotene as a quite valuable but impermanent component of the received product is used as a key marker of the process. The restrictive conditions are organoleptical properties of the product, humidity after cooling, and occurrence of the undistorted grain material. Energy efficiency of the process is evaluated by the criteria of the specific energy consumption. The study results of the extrusion process are as follows. Its optimal characteristics are determined: mixture supply is 60 kg / hr, mixture temperature at the matrix outlet is 120-125°C, content of the chopped green mass in the mixture is 14-15%, screw rate speed is 220-240 rpm with the specific energy consumption of 90-95 kW hr/t.
extrusion, extruder, combined feed, carotene, green mass, leguminous plants, energy efficiency.
Эффективность использования кормов является основным фактором конкурентоспособности оте-чественной животноводческой продукции на внутреннем и мировом рынках [1]. Имея переизбыток зерновых кормов, сельхозтоваропроизводители уделяют недостаточно внимания их рациональному применению. Из-за несбалансиро-ванности рационов и недостаточной предварительной подготовки кормовых компонентов до 50 % питательных ве-ществ может не усваиваться организмом животного. При этом отмечается наиболее выраженная нехватка в рационах животных и птицы незаменимых аминокислот и витаминов [2].
Одним из перспективных направлений повышения качества и питательной ценности комбикормов является введение в их состав новых доступных и недорогих видов растительного сырья, содержащих сбалансированный комплекс белков, липидов, органических кислот, минеральных веществ, витаминов [3, 4]. Таким доступным и недорогим видом сырья являются травы, наиболее предпочтительны бобовые.
Технологический процесс производства кормов предполагает, что часть зернового сырья в целом или измель-ченном виде смешивается с измельченной зеленой массой бобовых трав. Полученная смесь экструдируется, подверга-ясь при этом кратковременному, но очень интенсивному механическому и баротермическому воздействию. За счет высокой температуры (110–160 °С), давления (2–4 МПа) и сдвиговых усилий в винтовых рабочих органах пресс-экструдера меняется структурно-механический и химический состав исходной смеси [5, 6]. В полученном экструди-рованном корме в достаточной мере сохраняются витамины и биологически активные вещества, в том числе каротин, а бактерии и микроскопические плесневые грибы в подавляющем большинстве уничтожаются. Кроме того, происхо-дит частичная декстринизация крахмала зернового сырья [7].
Задачей исследований являлось экспериментальное определение рациональных параметров и режимов работы оборудования в процессе экструдирования зерновой смеси с измельченной зеленой массой бобовых трав.
1. Pakhomov, V.I., Smolenskiy, A.V., Alferov, A.S. Oborudovanie dlya prigotovleniya polnoratsionnykh kombikormov v usloviyakh khozyaystv. [Complete feed equipment under intrafarm conditions.] Vestnik of DSTU, 2012, vol. 12, no. 7 (68), pp. 108-114 (in Russian).
2. Afanasyev, V.A. Razrabotka i vnedrenie innovatsionnykh tekhnologicheskikh i tekhnicheskikh resheniy dlya kombikormovoy promyshlennosti. [Development and implementation of innovative technological and technical solutions for the mixed feed industry.] Tekhnologii pishchevoy i pererabatyvayushchey promyshlennosti APK - produkty zdorovogo pi-taniya, 2013, no. 1, pp. 39-46 (in Russian).
3. Yegorov, B.V., Goncharenko, V.V., Khorenzhiy, N.V. Ekstrudirovannye kombikorma na osnove lyutsernovoy rezki. [Extruded fodder based on chopping alfalfa.] Зерновi продукти i комбiкорми, 2004, no. 3, pp. 30-34 (in Russian).
4. Ramos Diaz, J.-M. Use of amaranth, quinoa, kañiwa and lupine for the development of gluten-free extruded snacks. Helsinki: Unigrafia, 2015, p. 134.
5. Mikhaylus, Е.А., Rudoy, D.V., Tupolskikh, T.I. Reologicheskie kharakteristiki kombikorma s ispol´zovaniem proteinovykh zelenykh kontsentratov. [Rheological characteristics of feed with green protein concentrates.] Sostoyanie i perspektivy razvitiya s/kh mashinostroeniya : mat-ly 7-y mezhdunar. nauch.-prakt. konf. v ramkakh 17-y mezhdunar. vystavki «Interagromash-2014». [Current state and development trends of Agricultural Machine Building: Proc. 7th Int. Sci.-Pract. Conf. within 17th Int. Exhibition “Interagromash-2014”.] Rostov-on-Don, 2014, pp. 119-121 (in Russian).
6. Braginets, S.V., et al. Tekhnologicheskie i tekhnicheskie resheniya dlya proizvodstva kombikormov s vklyucheniem zelenoy massy kormovykh trav. [The combined feed production with forage grasses green mass inclusion’s technological and technical solutions.] Journal of VNIIMZH, 2015, no. 4 (20), pp. 25-29 (in Russian).
7. Snabi, Z., et al. Effects of extrusion of grain and feeding frequency on rumen fermentation, nutrient digestibility, and milk yield and composition in dairy cows. Journal of Dairy Science, 1999, vol. 82, pp. 1252-1260.
8. Koshchaev, А.G., Plutakhin, G.A., Koshchaeva, O.V. Fraktsionirovanie soka lyutserny dlya polucheniya kormovykh dobavok. [Fractionation of lucerne juice to obtain feed additives.] Scientific Journal of KubSAU, 2013, no. 94 (10), pp. 12-15 (in Russian).
9. Tsuglenok, N.V., Matyushev, V.V., Tsuglenok, G.I. Povyshenie energeticheskoy effektivnosti ispol´zovaniya tekhnicheskikh sredstv otzhatiya zelenogo soka rasteniy za schet konstruktivnogo sovershenstvovaniya sistem pitaniya. [Power efficiency increase of the technical facilities use for green plant moisture squeezing by means of power supply system con-structive perfection.] The Bulletin of KrasGAU, 2012, no. 20 (5), pp. 6-7 (in Russian).
