close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15020

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.10.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
A 23K 3/03
(2006.01)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНСЕРВАНТА ВЛАЖНОГО
ПЛЮЩЕНОГО ЗЕРНА (ВАРИАНТЫ)
(21) Номер заявки: a 20091378
(22) 2009.09.25
(43) 2011.04.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт природопользования Национальной академии наук
Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Томсон Алексей Эммануилович; Наумова Галина Васильевна;
Жмакова Надежда Анатольевна; Макарова Наталья Леонидовна; Овчинникова Татьяна Феликсовна; Радчиков Василий Федорович; Козинец
Александр Иосифович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт природопользования Национальной академии наук Беларуси" (BY)
BY 15020 C1 2011.10.30
BY (11) 15020
(13) C1
(19)
(56) КОЗИНЕЦ А.И. и др. Стратегия развития
зоотехнической науки. Тезисы докладов
международной научно-практической
конференции, посвященной 60-летию
зоотехнической науки Беларуси. Жодино, 2009. - С. 213-214.
BY 7802 C1, 2006.
ДОБРУК Е.А. и др. Сельское хозяйство проблемы и перспективы: Сб. научн.
трудов. - Гродно, 2003. - Т. 1. - Ч. 2. С. 56-59.
RU 2079277 C1, 1997.
RU 2127968 C1, 1999.
BY 9750 C1, 2007.
SU 1606098 A1, 1990.
ЖМАКОВА Н.А. Окисление торфа в
щелочной среде и технологические основы получения биологически активных препаратов для растениеводства:
Автореф. дис. - Минск, 1996. - С. 6-8.
НАУМОВА Г.В. и др. Природопользование, 2002. - Вып. 8. - С. 144-152.
BY 1071 C1, 1996.
RU 2321253 C1, 2008.
SU 1167174 A, 1985.
SU 1659386 A1, 1991.
(57)
1. Способ получения консерванта влажного плющеного зерна, при котором торф
окисляют в водном растворе гидроксида натрия или калия пероксидом водорода при его
расходе 15-20 % от органической массы торфа при температуре 135-150 °С в течение 3
часов в присутствии катализатора, в качестве которого используют смесь соли кобальта и
перманганата калия, взятых в массовом соотношении (4-1) : 1, причем количество соли
кобальта составляет 0,40-0,53 % от органической массы торфа, а количество перманганата
калия - 0,13-0,20 % от органической массы торфа, отделяют твердый остаток и к жидкой
фазе добавляют карбамид в количестве 35-60 мас. %.
2. Способ получения консерванта влажного плющеного зерна, при котором торф
окисляют в водном растворе гидроксида натрия или калия пероксидом водорода при его
расходе 15-20 % от органической массы торфа при температуре 135-150 °С в течение 3
часов в присутствии катализатора, в качестве которого используют смесь соли кобальта и
BY 15020 C1 2011.10.30
перманганата калия, взятых в массовом соотношении (4-1) : 1, причем количество соли
кобальта составляет 0,40-0,53 % от органической массы торфа, а количество перманганата
калия - 0,13-0,20 % от органической массы торфа, отделяют твердый остаток и к жидкой
фазе добавляют карбамид в количестве 15-30 мас. % и дубовый экстракт в количестве
10-25 мас. %.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способу получения
консерванта кормов на основе продуктов окисления торфа, предназначенного для использования в кормопроизводстве с целью консервирования влажного плющеного зерна злаковых культур.
Способов получения консервантов кормов на основе продуктов окисления торфа ранее не известно.
Задача настоящего изобретения - разработка способа получения консерванта влажного
плющеного зерна термохимическим окислением торфа в щелочной среде при технологических условиях, обеспечивающих частичную деструкцию гуминовых кислот и лигнина с
образованием продуктов, обладающих консервирующими и антиоксидантными свойствами: окисленных гуминовых кислот, карбоновых кислот, свободных фенольных соединений, в том числе фенолкарбоновых кислот, соединений меланоидиновой природы.
Поставленная задача достигается тем, что торф окисляют в водном растворе гидроксида натрия или калия пероксидом водорода при его расходе 15-20 % от органической
массы (OM) торфа при температуре 135-150 °С в течение 3 часов в присутствии катализатора, в качестве которого используют смесь соли кобальта (0,40-0,53 % от OM торфа) и
перманганата калия (0,13-0,20 % от OM торфа), взятых в массовом соотношении (4-1) : 1,
отделяют твердый остаток и добавляют к жидкой фазе для усиления консервирующего
действия карбамид в количестве 35-60 мас. %.
Поставленная задача достигается также тем, что торф окисляют в водном растворе
гидроксида натрия или калия пероксидом водорода при его расходе 15-20 % от органической массы (OM) торфа при температуре 135-150 °С в течение 3 часов в присутствии катализатора, в качестве которого используют смесь соли кобальта (0,40-0,53 % от OM
торфа) и перманганата калия (0,13-0,20 % от OM торфа), взятых в массовом соотношении
(4-1) : 1, отделяют твердый остаток и добавляют к жидкой фазе для усиления консервирующего действия карбамид в количестве 15-30 мас. % и дубовый экстракт в количестве
10-25 мас %.
В результате окисления гумуссодержащего сырья в присутствии катализатора при
температуре 135-150 °С происходит более глубокая деструкция его органических веществ,
что обеспечивает снижение молекулярной массы гуминовых кислот и лигнина и обогащает продукты окисления низкомолекулярными фенольными соединениями, в том числе фенолкарбоновыми кислотами, ответственными за фунгицидно-бактерицидные свойства
препарата. Кроме этого, образуются биологически активные низкомолекулярные карбоновые кислоты, аминокислоты, соединения меланоидиновой природы, усиливающие консервирующее действие целевого продукта.
Дубовый экстракт является продуктом водной экстракции коры и древесины дуба и
вводится в консервант для усиления его бактерицидного и фунгицидного действия. В составе дубового экстракта содержатся таниды (45-56 %), фенолкарбоновые кислоты и меланоидины. Его выпускают по ГОСТ 28508-90 в виде порошка или глыбы.
Карбамид широко применяется в качестве кормовой добавки для жвачных животных
и консерванта кормов. Однако количество его введения совместно с гуминовым препаратом можно существенно уменьшить, что исключает его передозировку и опасность вреда
для животных.
2
BY 15020 C1 2011.10.30
Примеры осуществления способа.
Пример 1 (по варианту 1).
В реактор-автоклав, снабженный паровой рубашкой и мешалкой с электроприводом,
загружают 25,1 кг магелланикум-торфа с влажностью 50,0 % и зольностью 2,5 % (12,5 кг
по OM), добавляют 50 г азотнокислого кобальта и 25 г перманганата калия (соотношение 2:1),
25,0 л 10 %-ного гидроксида натрия, 81,8 л воды, 2,5 кг 33 %-ного раствора пероксида водорода (20 % от OM торфа). Люк герметически закрывают и в паровую рубашку реактора
подают пар для подогрева суспензии до 145 °С. Содержимое реактора выдерживают при
этих условиях в течение 3 часов при постоянном перемешивании. По окончании окисления массу охлаждают и центрифугируют, отделяя целевой продукт (жидкая фаза) от твердого остатка. Выход продукта составил 86,7 % от OM исходного сырья при концентрации
действующих веществ 11,6 %. В жидкую фазу добавляют карбамид из расчета 4 кг на
10 кг препарата.
Пример 2 (по варианту 2).
В реактор-автоклав, снабженный паровой рубашкой и мешалкой с электроприводом,
загружают 20 кг предварительно просеянного осокового торфа влажностью 50 % и зольностью 5,0 % (9,5 кг на OM) со степенью разложения 25 %, добавляют 50 г азотнокислого
кобальта и 12,5 г перманганата калия (соотношение 4:1), 19 л 10 %-ного раствора гидроксида натрия, 1,4 кг 33 %-ного раствора пероксида водорода (15 % от OM торфа), 61,7 л
воды. Люк герметически закрывают и в паровую рубашку реактора подают пар для подогрева суспензии до 135 °С. Содержимое реактора выдерживают при этих условиях в течение 3 часов при постоянном перемешивании. По окончании окисления реакционную
массу охлаждают и центрифугируют, отделяя целевой продукт (жидкая фаза) от твердого
остатка. Выход препарата составил 85,2 % от OM исходного сырья при концентрации действующих веществ 10,1 %. В жидкую фазу добавляют карбамид: на 10 кг препарата 2,5 кг
и дубовый экстракт - 1,5 кг.
В табл. 1 приведено влияние температуры окисления на выход и содержание в оксидатах фенольных соединений и фенолкарбоновых кислот.
Таблица 1
Влияние температуры окисления на выход оксидата
и содержание фенольных соединений и фенолкарбоновых кислот
Содержание фенольных Содержание фенолкарбосоединений
новых кислот
Температура Выход препарата,
окисления
% от ОМ торфа
мг/мл
мг %
мг/мл
мг %
в растворе от ОВ торфа в растворе от ОВ торфа
130
84,0
1,94
4,10
0,58
1,23
135
85,6
1,98
4,18
0,62
1,31
140
82,6
2,35
4,96
0,68
1,44
145
81,1
2,53
5,35
0,89
1,88
150
79,5
2,78
5,88
0,97
2,05
155
75,4
3,11
6,57
1,05
2,22
Как видно из данных табл. 1, температура окисления существенно влияет на окислительную деструкцию торфа и состав продуктов окисления. Так, если при температуре
130 °С выход органических веществ по отношению к исходному торфу составил 84,0 %,
то с ростом температуры окисления от 140 до 155 °С выход препарата существенно падает, но при этом возрастает содержание в оксидатах фенольных соединений с 1,94 до
3,21 мг/мл в растворе 1,94 и фенолкарбоновых кислот с 0,58 до 1,15 мг/мл в растворе. За
оптимальный температурный диапазон можно выбрать 135-150 °С. Более высокая температура не целесообразна в связи с технологическими трудностями и большими затратами
энергии.
3
BY 15020 C1 2011.10.30
Эффективность консерванта при хранении плющеного зерна ржи испытана на э/б "Заречье" Смолевичского района. Плющение осуществлялось плющилкой Murska.
В заглубленные бетонированные кольца, устланные полиэтиленовой пленкой, равномерно путем распыления вносили консерванты: прототип, консервант, полученный по варианту 1, по варианту 2 и финский консервант AIV 3Plus. Зерно тщательно перемешивали,
утрамбовывали, закрывали полиэтиленом, затем слоем земли.
Зерно в кольцах хранилось в течение 6 месяцев, после чего бетонированные кольца
были вскрыты. Установлено, что применение консерванта способствовало хорошей сохранности консервированного корма в ямах: во время открытия хранилища и скармливания кормов очагов плесени и гниения обнаружено не было. Влажность плющеного зерна
ржи, консервированной препаратами, составила 28,5, 27,6, 29,8 и 28,6 % соответственно.
Химический состав натурального корма, хранившегося в опытных ямах, и содержание
питательных веществ в 1 кг сухого вещества плющеной ржи приведены в табл. 2.
Таблица 2
Химический состав консервированного плющеного зерна повышенной влажности
и его кислотность (в 1 кг натурального корма, г)
Химический состав зерна, консервированного препаратами
заявляемый
заявляемый
финский
Показатель
прототип
консервант
консервант
консервант
(вариант 1)
(вариант 2)
AIV 3 Plus
pH
4,97
5,01
5,75
3,91
Сухое вещество
702
720
724
715
Органическое
686
700
706
694
вещество
Жир
10,9
9,0
9,3
8,6
Сырой протеин
79
81
79
86
БЭВ
566
595
590
576
Клетчатка
29
29
28
23
Кальций
0,9
1,1
1,1
1,2
Фосфор
2,5
2,8
2,9
2,4
Кормовые ед.
0,88
1,03
1,04
1,00
На основании проведенных химических исследований состава кормов следует отметить, что внесение во влажное плющеное зерно ржи нового консерванта, полученного по
обоим вариантам, способствовало хорошей сохранности консервированной ржи в ямах.
Физиологические исследования проведены в условиях физиологического корпуса РУП
"Научно-практический центр НАН Беларуси по животноводству" на бычках черно-пестрой
породы живой массой 220-240 кг. Было подобрано 4 группы животных: бычки I группы
получали вместе с основным рационом 1,2 кг плющеного зерна ржи, консервированной
прототипом, II группы - столько же ржи, консервированной новым консервантом по варианту 1, III группы - по варианту 2, а IV - финским консервантом AIV 3Plus.
Изучение процессов пищеварения и обмена веществ в рубце выявило некоторые различия в рубцовом метаболизме у бычков разных групп (табл. 3).
Показатели пищеварения в рубце у всех опытных животных находились в пределах
физиологических норм. Величина pH приближалась к нейтральной (6,03-6,50), то есть была наиболее благоприятной для жизнедеятельности микрофлоры преджелудков.
Концентрация ЛЖК в рационах I, II и III опытных групп находилась практически на
одном уровне - 10,4-10,6. Отмечено снижение содержания летучих жирных кислот на 11,3 %
в группе IV, потреблявшей плющеную рожь, консервированную финским препаратом.
4
BY 15020 C1 2011.10.30
Таблица 3
Показатели пищеварения в рубце подопытных бычков
Группы
Показатели
I
II
III
pH
6,10±0,05
6,25±0,17
6,5±0,1
ЛЖК, ммоль/100 мл
10,6±0,02
10,5±0,1
10,4±0,1
Аммиак, мг %
31,5±0,8
23,8±0,4
25,5±0,4
Общий азот, мг %
189±10,0
183±8,0
197±16,5
IV
6,03±0,1
9,4±0,2
30,4±0,3
170±12,0
Использование в рационах бычков плющеного зерна, консервированного заявляемыми
консервантами, привело к снижению концентрации аммиака - конечного продукта расщепления белковых и небелковых азотистых веществ корма - в сравнении с прототипом.
Концентрация аммиака в рубце животных опытных групп по сравнению с прототипом
снизилась на 3,5-24,4 %, что свидетельствует о более интенсивных обменных процессах в
рубце.
По содержанию общего азота в рубцовой жидкости животные I группы (прототип) превосходили молодняк опытных групп на 4,1-13,7 %, однако достоверных различий между
группами не установлено.
Исследование переваримости питательных веществ опытными животными показало,
что введение в их рацион консервированного плющеного зерна ржи оказало влияние на
интенсивность пищеварительных процессов (табл. 4).
Таблица 4
Коэффициенты переваримости питательных веществ рациона, %
Группы
Показатели
I
II
III
IV
Сухое вещество
67,9±4,2
66,1±0,9
65,7±0,5
68,5±1,4
Органическое вещество
68,8±4,3
67,3±0,9
66,6±0,7
70,3±0,9
Жир
68,3±3,5
64,9±2,2
67,7±1,9
68,4±4,2
Протеин
67,6±3,6
66,2±0,8
66,0±2,0
68,1±1,3
БЭВ
78,9±3,3
78,5±0,9
76,8±0,5
80,6±0,9
Клетчатка
43,9±1,6
38,5±1,0
42,4±0,8
44,5±2,6
Так, использование в составе рациона плющеного зерна ржи, консервированной заявляемыми препаратами по варианту 1 и 2 (II и III группа), способствовало повышению переваримости по отношению к прототипу (I группа) сухого вещества на 2,8 и 2,2 %;
органического вещества - 3,7 и 2,2 %; жира - 0,7 и 0,6 %; протеина - 2,1 и 1,6 %; БЭВ - 3,8 и
2,1 %; клетчатки на 2,1 и 1,5 % соответственно.
Переваримость сухого, органического веществ и БЭВ в IV группе (финский консервант) по отношению к прототипу также была выше на 0,4, 0,7 и 1,7 %, однако отмечено
снижение коэффициентов по жиру и клетчатке на 2,8 и 3,9 %.
Улучшение переваримости питательных веществ рационов можно объяснить гидролизом углеводов и белков во время консервирования корма, что создает условия для лучшего использования питательных веществ микрофлорой рубца.
Важным фактором, обеспечивающим проявление высокой продуктивности животных,
является максимальное использование ими азота корма (табл. 5).
Наиболее высокие показатели суточного отложения в теле и степени использования
азота отмечены у молодняка крупного рогатого скота II и III групп, потреблявшего с рационом плющеное зерно ржи, консервированное заявляемыми препаратами. Так, в организме бычков этих групп отложилось азота на 1,5 и 1,4 г или на 6,0 и 5,6 % больше, чем у
животных I группы. Соответственно во II и III группах по сравнению с прототипом увели5
BY 15020 C1 2011.10.30
чилось отложение азота от принятого на 3,4 и 1,8 %. Увеличение отложения азота в теле
животных можно объяснить как повышением переваримости азотистых веществ корма,
так и высокой интенсивностью использования азота в межсуточном обмене.
Таблица 5
Среднесуточный баланс и использование азота подопытными животными
Группы
Показатели
I
II
III
IV
Принято с кормом, г
109,2±2,6 100,8±4,6 106,8±0,9
96,4±3,4
Выделено с калом, г
37,0±1,3
32,2±2,3
34,6±3,7
32,6±0,9
Переварено, г
72,2±2,9
68,6±3,1
72,2±4,1
63,8±2,8
Выделено в моче, г
47,2±4,3
42,1±3,1
45,8±0,9
42,0±0,9
Отложено, г
25,0±2,9
26,5±0,4
26,4±4,0
21,8±2,0
Отложено от принятого, %
22,9±2,6
26,3±1,5
24,7±3,6
22,6±1,3
Отложено от переваренного, %
34,6±3,9
38,6±2,0
36,6±3,7
34,2±1,7
Животные IV группы потребили наименьшее количество азота - 96,4 г. Отложение его
в организме по сравнению с контрольной группой снизилось на 3,2 г или на 12,8 %.
Баланс кальция и фосфора был положительным во всех группах (табл. 6).
Таблица 6
Среднесуточный баланс и использование кальция и фосфора бычками
Группы
Показатели
I
II
III
IV
Баланс кальция
Принято с кормом, г
40,4±1,0
38,4±1,8
41,1±0,4
36,9±1,3
Выделено с калом, г
29,1±2,1
26,3±0,1
26,2±2,2
28,5±2,0
Усвоено, г
11,3±3,0
12,1±1,8
14,9±2,3
8,4±2,2
Выделено в моче, г
0,8±0,06
0,6±0,04
0,5±0,05
0,5±0,07
Отложено, г
10,5±1,0
11,5±1,8
14,4±1,4
7,9±2,2
Отложено от принятого, %
26,0±3,0
29,9±3,3
35,0±2,6
21,4±2,8
Баланс фосфора
Принято с кормом, г
13,5±0,2
14,2±0,4
15,5±0,1*
14,1±0,3
Выделено с калом, г
12±0,5
11,2±1,2
11,3±1,5
11±0,7
Усвоено, г
1,5±0,3
3,0±0,1
4,2±0,6
3,1±0,6
Выделено в моче, г
0,3±0,08
0,4±0,02
0,3±0,05
0,3±0,04
Отложено, г
1,2±0,03
2,6±0,18
3,9±0,06
2,8±0,03
Отложено от принятого, %
8,9±0,5
18,3±0,8
25,2±1,1
19,9±0,5
*Р<0,05.
Наибольшее отложение кальция в организме отмечено у животных III группы, потреблявших в составе рациона плющеное зерно ржи, консервированное препаратом по варианту 2. По сравнению с прототипом эта разница составила 3,9 г или 37,1 %. Бычки
II опытной группы отложили несколько меньшее количество кальция, чем III, однако разница по отношению к прототипу составила 1,0 г или 9,5 %. Аналогичная зависимость по
отложению в организме опытных животных кальция от принятого с кормами отмечена во
II и III группах. Наименьшее количество кальция (7,9 г) отложилось в организме бычков
IV группы, потреблявших плющеное зерно ржи, консервированное AIV 3 Plus.
Молодняк опытных групп ежедневно потреблял с рационом 14,1-15,5 г фосфора, что
на 4,4-14,8 % больше чем у прототипа. Выделение фосфора из организма животных всех
6
BY 15020 C1 2011.10.30
опытных групп в основном происходит с калом. Так, у бычков I группы (прототип) с калом
и мочой соответственно выделялось 88,9 и 2,2 % фосфора от принятого с кормами рациона, у молодняка II группы эти показатели находились на уровне 78,9 и 2,8 %, III группы 72,9 и 1,9 %, IV группы - 78,0 и 2,1 %.
Более высокий уровень потребления фосфора молодняком опытных групп оказал влияние на увеличение его усвоения и отложения в теле. Так, бычки II, III и IV групп отложили на 1,4, 2,7 и 1,6 г фосфора больше по сравнению с животными I группы.
Для оценки эффективности использования кормов рациона молодняком крупного рогатого скота при скармливании консервированного плющеного зерна важно оценить состояние здоровья животных.
Исследования показали, что скармливание в составе рациона плющеного зерна ржи,
консервированного заявляемыми консервантами, оказало положительное влияние на гематологический статус бычков (табл. 7).
Таблица 7
Гематологические показатели бычков Физиологического опыта
Группы
Показатели
I
II
III
IV
Гемоглобин, г %
8,9±0,3
9,3±0,3
8,7±0,5
8,8±0,5
12
Эритроциты, 10 /л
5,83±0,28
5,46±0,13
5,5±0,19
5,93±0,16
3
3
Лейкоциты, 10 /мм
17,73±5,4
16,83±1,3
15,77±2,4
15,8±2,8
Общий белок, г/л
67,0±1,2
73,0±3,2
65,7±0,8
66,1±1,9
Альбумины, г/л
32,2±0,9
36,7±2,0
32,4±1,3
31,9±0,1
Глобулины, г/л
34,8±2,1
36,4±3,0
33,2±2,0
34,2±1,9
Щелочной резерв, мг %
560±23
587±13
547±13
573±27
Глюкоза, ммоль/л
6,5±0,3
6,2±0,1
6,5±0,1
6±0,4
Мочевина, ммоль/л
3,3±0,4
3,1±0,6
3,0±0,1
3,1±0,2
Кальций, мг %
5,7±0,2
5,5±0,1
5,8±0,2
5,1±0,03
Фосфор, ммоль/л
2,7±0,09
2,9±0,1
2,8±0,04
2,8±0,14
Магний, ммоль/л
1,21±0,08
1,26±0,03
1,17±0,03
1,22±0,02
Железо, мкмоль/л
46,5±3,5
49±2,5
56±1,4
53,7±0,5
Каротин, мг %
0,29±0,002
0,22±0,001
0,31±0,009
0,34±0,002
Витамин А, мкмоль/л
0,92±0,02
0,86±0,03
0,87±0,1
0,94±0,02
Исследования показали, что по содержанию общего белка в сыворотке крови бычков
I, III и IV групп существенных различий не наблюдалось. Отмечено повышение содержания общего белка во II группе, получавшей зерно, консервированное препаратом по заявляемому варианту 1.
Просматривается тенденция к снижению содержания мочевины в крови бычков опытных
групп, что можно объяснить более интенсивным извлечением азотистых веществ крови и
снижением распада белков в рубце, а следовательно, повышением продуктивности.
Таким образом, предлагаемый способ дает возможность получать высокоэффективный экологобезопасный консервант на основе местного растительного сырья, который
хорошо сохраняет питательные вещества плющеного зерна. Скармливание этого зерна
молодняку крупного рогатого скота оказывает положительное влияние на физиологические процессы пищеварения животных, потребление и переваримость питательных веществ рациона, отложение азота, фосфора и кальция в организме животных.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
7
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
141 Кб
Теги
патент, by15020
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа