Разработка параметров технологического процесса обработки силосуемой массы и соломы химическими препаратами

Исходя из принятых ХХУТ съездом КПСС «Основных направлений экономического и социального развития СССР на 1981;1985 годы» и одобренной майским /1982 г./ Пленумом ЦК КПСС Продовольственной программы СССР, в решении задач по интенсификации кормопроизводства важная роль отводится совершенствованию технологии заготовки кормов на основе комплексной механизации всех технологических операций.

В настоящее время наукой разработаны надежные технологические процессы приготовления высококачественных кормов. Среди них важное значение имеет силосование зеленых растений с применением химических консервантов. Этот способ консервирования остается пока единственным, который позволяет убрать основной урожай трав в не- ' устойчивую и ненастную погоду и получить из них корм высокого качества. Однако технология обработки силосуемой массы химическими консервантами разработана еще недостаточно. В частности, не установлено влияние концентрации и дисперсности распыла органических кислот на сохранность питательных веществ, не определена скорость их связывания с зеленой массой при разных способах внесения. Эти данные были необходимы для разработки агротехнических требований к механизмам для внесения химических консервантов в силосуемую массу, поскольку без соответствующих средств механизации технология химического консервирования оказывается трудноосуществимой.

Значительное место в балансе грубых кормов занимает солома и на перспективу она широко будет использоваться при кормлении скота. В связи с этим особую значимость приобретает решение вопросов повышения эффективности существующих механизированных технологий химической обработки соломы с целью улучшения ее питательности и поедаемости животными.

Применительно к промышленным методам ведения животноводства актуальными и малоизученными являются вопросы «сухой» щелочной обработки высококонцентрированными растворами едкого натрия соломы, используемой в рассыпном виде, а также как компонента полнорационных гранул и брикетов.

Цель диссертационной работы — определить условия, обеспечивающие высокую эффективность концентрированных жидких органических кислот при консервировании зеленых кормов и едкого натрия при щелочной обработке соломы, применительно к механизированным способам их внесения методом опрыскивания.

Задача исследований — определить влияние концентрации и степени распыления органических кислот и растворов едкого натрия на эффективность обработки консервируемой зеленой массы и соломы— выявить возможность снижения расхода химических препаратов за счет их лучшего распределения и повышения степени взаимодействия с обрабатываемой массой корма— определить наиболее целесообразные способы введения растворов щелочи при гранулировании и брикетировании многокомпонентных кормосмесей на основе соломы— определить эффективность щелочной обработки соломы при производстве полнорационных гранул и брикетов с учетом ее уровня в составе кормосмеси—определить исходные данные для разработки агротехнических требований к машинам для внесения жидких химических консервантов в силосуемую массу и щелочной обработки соломы.

Научная новизна состоит в том, что нами впервые определена консервирующая эффективность жидких органических кислот в зависимости от их концентрации и дисперсности распыла при механизированном внесении методом опрыскиванияполучены исходные данные для разработки агротехнических требований к машинам для химического консервирования кормов.

Впервые определена эффективность щелочной обработки соломы, используемой в рассыпном виде и в составе полнорационных гранул и брикетов, в зависимости от длительности экспозиции, концентрации и степени распыления раствора едкого натрияполучены исходные данные для проектирования технологического процесса производства многокомпонентных гранул и брикетов на основе улучшенной по питательности соломы и разработки агротехнических требований к машинам по обработке соломы едким натрием.

Проведенные исследования позволили дать не только сравнительную оценку приемам внесения жидких консервантов и способам щелочной обработки соломы, но и выявить возможность более рационального использования химических препаратов, повышения экономичности технологических процессов как за счет снижения затрат труда, так и за счет более эффективного действия вносимых препаратов.

На основании проведенных исследований представляются к защите следующие вопросы: — консервирующая эффективность жидких органических кислот при силосовании многолетних трав и кукурузы в зависимости от концентрации и степени распыления— эффективность применения едкого натрия для повышения питательности соломы в зависимости от концентрации и степени распыления растворов по обрабатываемому корму— влияние уровня соломы в смеси и продолжительности обработки ее едким натрием на питательную ценность многокомпонентных гранул и брикетов— обоснование агротехнических требований к машинам для вне"сения жидких химических консервантов и щелочной обработки соломы.

Практическая ценность работы заключается в том, что полученный экспериментальный материал позволяет рекомендовать производству для внедрения следующие предложения:1. С целью эффективного использования жидких органических кислот (С^ - С^) при консервировании зеленых кормов обеспечивать равномерность их распределения по массе не менее Ш/о, Для достижения требуемого распределения концентрированные кислоты и их растворы необходимо вносить в смесителях с распылением на капли диаметром 300.500 мкм. При использовании концентрированных кислот обработку ими массы следует проводить в закрытых смесителях для предотвращения потерь консервантов от улетучивания.

2. Обработку соломы едким натрием для повышения ее питательности вести растворами 20.40^-ной концентрации с распылением их механическими или гидравлическими распылителями на капли 300.500 мкм.

3. Применять предварительную^не менее, чем за 24 часа до прессования) обработку соломы едким натрием при содержании ее в составе гранул.60% и выше (по массе), что позволяет в сравнении с обработкой кормосмеси непосредственно в процессе прессования повысить питательную ценность гранул на 14% и потребление их откормочным скотам на 167<>.

Результаты проведенных исследований использованы для обоснования качественных показателей технологического процесса при раз> работке Агротехнических требований на устройство к кормоуборочным машинам для обработки убираемых кормов химконсервантами (Пункты 4.4- 5.2- 5.4) и Агротехнических требований на оборудование. дляУобработки соломы едким натрием при производстве брикетированных и гранулированных кормов (Пункты 4.8- 4.9-, утвержденных МСХ ЕССР и Госкомсельхозтехникои.

Реализация исследований подтверждается соответствующим актом внедрения в условиях производства.

По результатам исследований опубликовано четыре работы, отражающие основные положения диссертации. I. СОСТОЯНИЕ И ПОСТАНОВКА ВОПРОСА I.I. ХИМИЧЕСКОЕ КОНСЕРВИРОВАНИЕ КОРМОВ I.I.I. Значение химического консервированияЗаготовка кормов в кратчайшие сроки при максимальном выходе питательных веществ с каждого гектара земельной площади и с наименьшими потерями их питательной ценности является одной из основных задач в области кормопроизводства (М.Т.Таранов, 1974, В. В. Щеглов, 1976, Ю. М. Беляевский, Т. Н. Сазонова, 1977, С. Я. Зафрен, 1977).

Вместе с тем не все предложенные способы заготовки кормов полностью отвечают этим требованиям. По обобщенным литературным данным, потери сухого вещества при заготовке составляют (%) -сена полевой сушки 30.40, силоса из высоковлажной массы (80% и более) — 25.30. При заготовке сенажа потери значительно ниже и обычно не превышают 14.16%. Однако практика сенажирования показала, что в зонах с достаточным увлажнением в отдельные годы очень сложно осуществить провяливание трав до влажности 55% и ниже, а при длительном выпадении осадков оно вообще оказывается невозможным (В.А.Бондарев, 1975, Л. Н. Воробъва, 1976, В. А. Бондарев, Ф. Ф. Учватов, 1977).

Химическое консервирование позволяет вести заготовку в неблагоприятную погоду и получать доброкачественный корм из всех кормовых растений. Этот способ консервирования является пока и одним из самых совершенных в смысле обеспечения высокой сохранности питательных веществ в готовом корме. При использовании химических консервантов в производственных условиях силосования потери сухого вещества сокращаются до 10.12, а протеина до 6.10% (М.Т.Таранов, 1964, 1974, Л. Н. Воробьева, Е. С. Воробьев, 1973, 1976, М. Т. Таранов, A.B. Постников, 1974, В. А. Бондарев, 1975, В. А. Бондарев, 1976, М. Б. Вайс и др., 1975, Н. А. Шманенков и др., 1976, В. А. Петросян, 1976).

Расчеты показывают, что при использовании препаратов стоимостью не более 110 рублей за тонну каждый рубль, затраченный на химическое консервирование, окупается сохранением питательных веществ в силосе на сумму 4.8 рублей (Л.Н.Воробьева, 1976, М. А. Смурыгин, 1977).I.I.2. Теоретические основы химического консервирования зеленых кормовСилосование является биологическим методом консервирования кормов^в основе которого лежит молочнокислое брожение. Как показал проффесор А. А. Зубрилин, для успешного силосования в растениях должен содержаться такой минимальный процент сахара, который необходим для образования молочной кислоты в количестве, обеспечивающем подкисление массы до pH 4,2 при данной буферной емкости сырья. Когда отношение фактического содержания сахара в растении к его сахарному минимуму больше единицы, то А. А. Зубрилин отнес такие растения к легкосилосующимся. При отношении, равном единице — к трудносилосующимся и меньше единицы — несилосующимся (А.А.Зубрилин, А. М. Михин, 1935, А. А. Зубрилин, 1947). Следовательно, нормальный процесс силосования обеспечивается в том случае, когда фактическое содержание сахара в данном сырье не ниже его сахарного минимума.

После изоляции массы от воздуха в результате накопления органических кислот и подкисления ее до pH 4.4,2 полностью прекращается развитие гнилостных и маслянокислых бактерий, в значительной степени затухает и жизнедеятельность молочнокислых бактерий. Однако в связи с длительностью процесса ферментации теряется 12.19 $ протеина, 60.70 $ и более редуцирующих углеводов, 30.

40% каротина (М.Т.Таранов, 1966). При повышенной влажности и избытке' сахара в силосуемой массе процессы ферментации протекают особенно бурно: силос перекисляется и плохо поедается животными, а значительная часть сахара сбраживается дрожжами до углекислого газа и этилового спирта (Е.Н.Мишустин, 1947, М. Т. Таранов, 1966, И. А. Даниленко и др., 1972, С. Я. Зафрен, 1970, 1976, 1977).

Таким образом, если при избытке сахара силос сильно перекисляется, то при его недостатке получить качественный корм из свеже-скошенных растений без дополнительных мер вообще невозможно.

В ходе проведения дальнейших экспериментов по силосованию было выявлено, что для успешного сохранения силосуемой массы исключительно большое значение имеет ее влажность. Как показали результаты ряда отечественных и зарубежных исследований (С.Я.Зафрен, 1969, Е. Н. Мишустин, Г. И. Переверзева, 1976, Н. КЛуканов, 1976, Г. Шмидт, В. Веттерау, 1975), с понижением влажности силосуемых растений жизнедеятельность бактерий и прежде всего гнилостных и маслянокислых в значительной степени ослабевает. Уже при влажности 70.60% деятельность этих бактерий сдерживается настолько сильно, что содержание сахара в большинстве культур, возделываемых на силос, не оказывает влияния на успешное их сохранение.

Однако при силосовании многолетних трав с высоким содержанием белка (выше 15%) провяливание до влажности 60% оказывается недостаточным. Критический предел провяливания таких трав составляет 55−57% (В.А.Тащилин, В. А. Бондарев, 1982), 55−5^(Н.А. Шманенков и др., 1976). Поэтому в настоящее время рекомендуется при силосовании свежескошенных и слабопровяленных (до 70.60%) трав применять химические консерванты, которые обеспечивают надежную сохранность кормов при недостатке легкоферментируемых углеводов и предотвращают чрезмерное закисление массы при их избытке.

В разработке теории и практики химического консервирования особая заслуга принадлежит финскому ученому А. И. Виртанену. Им было установлено, что при подкислении силосуемой массы до рН-4 прекращается деятельность микрофлоры, обусловливающей масляно-кислое брожение, при рН ниже 4,0 прекращается распад аминокислот, а при рН 3 и ниже — прекращается дыхание клеток растений. Поэтому для сокращения потерь питательных веществ, которые происходят при силосовании, по мнению А. И. Виртанена, необходимо создать среду с рН в пределах 3.4. Эти положения легли в основу разработанного и запатентованного им в 1931 году препарата АИВ, состоящего из смеси серной и соляной кислот (приведено по А.Дж.Барнету, 1955, М. Т. Таранову, 1964).

В нашей стране химическое консервирование разрабатывалось и было применено в 1935.1937 годах профессором А. А. Зубрилиным. Им был предложен препарат ААЗ, состоящий из соляной кислоты и глауберовой соли.

В настоящее время химическое консервирование рассматривается прежде всего как способ подавления гнилостных, маслянокислых бактерий и дрожжевых клеток силосуемой массы с целью длительного сохранения зеленых кормов с наименьшим снижением их физиологических и питательных свойств (М.Т.Таранов, 1974, 1976, 1982, С. Я. Зафрен, 1977).

1.1.3. Химические препараты для консервирования зеленых кормовВ качестве химических консервантов испытано более 200 различных соединений. На первом этапе развития химического консервирования использовались препараты, состоящие из крепких минеральных кислот: соляной, серной, фосфорной. Кроме ААЗ, в нашейстране были разработаны кислотные препараты ВИК, К^, ИБ-2, которые рекомендовались к применению для консервирования несило-сующихся и трудносилосующихся растений. Однако использование минеральных кислот было связано со значительными трудностями при их транспортировке, хранении и внесении. Это побудило вести поиск перспективных сухих консервантов, применение которых устраняло бы недостатки, связанные с использованием минеральных кислот (В.А.Вернигор, М. Т. Таранов, 1974, Н. В. Колесников, 1974, С.Я.Заф-рен, 1977, В. Шмидт, Г. Веттерау, 1975).

Из испытанных порошкообразных препаратов наибольшее практическое применение в нашей стране и за рубежом получил пиросуль-фит натрия. Он не потерял своего практического значения и в настоящее время.

В последние годы отечественной и зарубежной наукой для химического консервирования были предложены органические кислотымуравьиная, уксусная, пропионовая, сорбиновая, бензойная, испытаны салициловая, антраниловая и др. С появлением более эффективных консервантов для зеленых растений интерес к порошкообразным препаратам снизился.

Органические кислоты для консервирования кормов испытыва-лись еще в конце XIX начале XX веков {Хбей^и^ 1884 и др.). Однако они не нашли применения из-за высокой стоимости. Лишь после разработки способа получения муравьиной кислоты из природного газа, ее, как наиболее дешевую, стали шире применять для консервирования кормов как в чистом виде > 1941? ? 1956, А. Мугга, 1957, Н. А. Шманенков, М. Т. Таранов, 1959), так и в смеси с другими минеральными и органическими кислотами в виде препаратов — Формазил (> 1948), Амазил 1949), АИВ-1, АИВ-2 (новые), состоящие из муравьиной и соляной, муравьиной и ортофосфорной кислот (по С. Я. Зафрену, 1977).

Интерес к органическим кислотам обусловлен тем, что их в отличие от минеральных требуется в 2−4 раза меньше для получения одинаковых результатов консервирования (М.И.Бочарова, В.И.Щига-рева, 1976, С. Я. Зафрен, 1976, К. Костов, А. Христов, 1977). Кроме того, они менее агрессивны к металлам (Н.В.Снежик и др., 1978). Важным является и то, что такие органические кислоты, как уксусная и пропионовая представляют собой естественные продукты обмена, образующиеся в процессе рубцового пищеварения и служат для жвачных источником энергии. Муравьиная кислота, хотя и не используется жвачными в качестве источника энергии, не представляет для них опасности, поскольку в рубце животных полностью расщепляется до СО2 и СН^ (А.П.Дмитроченко, П. Д. Пшеничный, 1975).

Из всех испытанных органических кислот в мировой практике силосования наиболее широкое применение нашла муравьиная кислота. Она обладает не только бактерицидным, но и фунгицидным действием (А.Исмаилов и др., 1972, В. А. Пучков, 1973, Н.В.Колесни-ков, 1974, С. Я. Зафрен, 1975, 1976, В. Шмидт, Г. Веттерау, 1975, Л. И. Каарли и др., 1976, УС&еезетссп 1979, Г. И. Фесюн, П. Е. Кияшко, 1980 и другие).

Опыты по скармливанию травяного силоса, приготовленного с муравьиной кислотой, проведенные как у нас в стране, так и за рубежом, показали хорошую поедаемость корма и положительное влияние на продуктивность (А.Исмаилов и др., 1972, ¿-" ¿-еку 1973, 1973, X. €anaaste 1973, н.В.Колес-ников, 1974, М. И. Бочарова, В. И. Щигарева, 1976, С. Я. Зафрен, 1976).

Пропионовая кислота применяется главным образом для сохранения влажного зерна и сена. Для консервирования зеленых кормов пропионовую кислоту используют в большинстве случаев с муравьиной в целях уменьшения возможности вторичной ферментации и плесневения корма, поскольку по силе воздействия на дрожжи и плесени она значительно превосходит последнюю (С.Я.Зафрен, ^ 1978, И. И. Бойко, М. В. Петрова, 1978).

Уксусная кислота является хорошим консервантом, но в чистом виде менее эффективна, чем муравьиная (С.Я.Зафрен, 1977).

Из порошкообразных органических кислот хорошими консервирующими свойствами обладают бензойная, сорбиновая, антраниловая). Однако по силе бактерицидного действия они уступают муравьиной кислоте, особенно в начале силосования (Л.Н.Воробьева, 1976, Г. П. Дрозденко, 1976, Л. И. Каарли и др., 1976, С. Я. Зафрен, 1977).

Ни один из рекомендуемых в настоящее время химических препаратов для консервирования зеленых кормов не подавляет жизнедеятельности всех микроорганизмов. Проведенные в разное время микробиологические исследования показали, что микроорганизмы силоса имеют различную чувствительность к отдельным органическим кислотам. Так, жизнедеятельность гнилостных и маслянокислых бактерий быстро и наиболее полно подавляется в присутствии муравьиной кислоты. На плесневые грибы и термофильные бактерии наиболее сильно действует пропионовая кислота. Самые стойкие к воздействию органических кислот — молочнокислые бактерии. Каждая в отдельности взятая кислота мало сказывается на их способности продуцировать молочную кислоту. Лишь при воздействии на молочнокислые бактерии смеси кислот, составленной в определенном соотношении, угнеталась их жизнедеятельность. В патенте США на применение летучих жирных кислот для консервирования кормов (№ 3 895 116 кл. 427−317 от 1974 г) указывается, что смесь хотя бы двух кислот имеет большую антигрибную и антимикробную активность, чем отдельная кислота (по С. Я. Зафрену, 1977).

С учетом того, что смесь кислот проявляет более сильное консервирующее действие, чем отдельные кислоты, во ВНИИ кормов им. В. Р. Вилъямса разработаны высокоэффективные препараты ВИК-1 и ВИК-2, состоящие из муравьиной, уксусной и пропионовой кислот. Внесение 0,4% препарата ВИК-1 при силосовании кукурузы приводит к сильному затуханию протеолитических процессов. В силосе с консервантом содержание аммиака в процентах к общему количеству азота составило — 5,4−6,8, тогда как при обычном силосовании — 14,316,0 (В.А.Бондарев, 1976).

В последние годы в этом же институте прошел испытание и рекомендован производству препарат КНМК (концентрат низкомолекулярных жирных кислот), получаемый из сточных вод производства синтетических жирных кислот. В его состав входят кислоты {%): муравьиная — 28−30, уксусная 30−35, пропионовая не менее — 5, масляная до 5, вода 30−35.

Оценка эффективности действия концентрата низкомолекулярных жирных кислот (КНМК) показала, что по консервирующим свойствам он не уступает муравьиной и бензойной кислотам (Л.Н.Воробьева, Е. С. Воробьев, 1973).

С учетом перспектив производства, консервирующего действия, влияния на здоровье животных и других факторов в нашей стране для консервирования зеленых кормов допущены и рекомендованы муравьиная, пропионовая, уксусная кислоты и препараты на их основе (ВИК-1, ВИК-2), бензойная кислота, КНМК и пиросульфит натрия.

1.1.4. Современная технология обработки силосуемой массы химическими консервантамиИзвестно, что обсемение силосуемого сырья микроорганизмами происходит в основном при его измельчении, транспортировке и укладке в хранилища. Численность эпифитной микрофлоры на живыхрастениях минимальна. Это обусловлено недостатком питания и тормозящим действием выделяемых живыми растениями защитных веществ (фитонцидов) (С.Я.Зафрен, 1977, Е. Н. Мишустин, В. Т. Емцев, 1978). Сразу после скашивания с измельчением происходит выделение клеточного сока, благодаря чему создаются благоприятные условия для развития всех видов микроорганизмов и прежде всего для нежелательных, так как среди эпифитной микрофлоры они обычно преобладают (И.А.Даниленко, К. А. Перевозина, 1962, Е. Н. Мишустин, В. Т. Емцев, 1978, В. Шмидт, Г. Веттерау, 1975). В оптимальных условиях цикл развития большинства микроорганизмов составляет 20−30 минут, количество клеток увеличивается в геометрической прогрессии (Е.Н.Мишустин, В. Т. Емцев, 1978). Таким образом, уже через I час общая численность микроорганизмов возрастает в 5.8 раз. Следовательно, чем быстрее и равномернее будет внесен консервант, тем быстрее произойдет подавление нежелательной микрофлоры силоса и в большей мере будет проявлено его консервирующее действие. В пользу указанной точки зрения можно привести результаты специальных опытов Н. В. Колесникова (Н.В.Колесников, 1974), по силосованию клеверо-тимофеечной смеси с использованием муравьиной кислоты, которая вносилась в массу равномерно и послойно (толщина каждого слоя 25 см). При равномерной обработке массы в силосе меньше сбраживалось углеводов и на 15−20 $ меньше распадалось белка до аммиака. Отсюда требование к быстрому и равномерному внесению консервантов в массу является одним из основополагающих при разработке средств механизации для химического консервирования.

На основании ряда экспериментальных данных, жидкие органические кислоты оказываются эффективными в дозе 0,3.0,5% к массе зеленой травы (А.Исмаилов, 1972, В. А. Пучков, 1973, С. Я. Зафрен, 1976, М. Т. Таранов, 1976, Л. И. Каарли, 1976, В. А. Бондарев, 1977, Н. К. Чуканов, 1978, К. Костов, А. Христов, 1977). Чтобы тщательно распределить такое малое количество консерванта по обрабатываемой массе прибегают к различным приемам, позволяющим более равномерно ввести его в корм. В случае внесения раствора методом опрыскивания в смесителе поверхность его контакта с массой при одной, и той же дозе будет возрастать с уменьшением размера частиц, то' есть с повышением степени диспергирования.

Таким образом, исходя из указанных условий, препарат может быть распределен либо путем разбавления водой до необходимого объема раствора, либо посредством диспергирования малой дозы до | размера частиц, обеспечивающих соизмеримость поверхностей препарата и консервируемой массы.

Отечественная промышленность пока не выпускает специальных машин для внесения химических консервантов. В производственных условиях их вносят обычно при укладке массы в траншеях с использованием переоборудованных опрыскивателей ОВТ, ПОУ, жижеразбра-сывателей РЖУ-3,6, РЖ-1,8, а также дезустановок ДУК (А.Исмаилов и др., 1972, Л. Н. Воробьева, А. Н. Сердечный, 1974, П. С. Ларионов и др., 1975, В. А. Бондарев и др., 1976, 1977, В. И. Щигарева, М. И. Бочарова, 1979). Но в настоящее время во ВНМИМОЖ уже прошел испытания промышленный образец дозатора АВК-Ф2 для внесения жидких консервантов на самоходных кормоуборочных комбайнах. Кроме того, имеется ряд подобных экспериментальных приспособлений, разработанных различными научно-исследовательскими учреждениями. Так, в Латвийском НИИМСХ сконструировано приспособление для внесения консервантов на комбайне Е-0,67, которое может быть установлено и на комбайнах других марок (Т.К.Годманис, 1978). Проверка показала, что подача раствора самотеком малоэффективна. Лучшее перемешивание консерванта с массой обеспечивается при внесении подпротиворежущей пластиной. Сведения о концентрации и степени распыления рабочего раствора не приводятся.

В Украинском НШМЭСХ разработаны приспособления к комбайнам Е-280, КСС-2,6, КУФ-1,8, КСК-100 (М.Д.Бурнаев и др., 1980). Приспособления конструктивно несколько отличаются. Для агрегатов с КУФ-1,8 и КСС-2,6 на трактор монтируются узлы опрыскивателя ПОУ, за исключением штанги и насоса, которые устанавливают на косилке. Консервант вводят в выгрузном рукаве или через крышку люка измельчителя. Распределение жидкости осуществляется с помощью распылителей УН. На самоходных комбайнах КСК-100 и Е-280 монтируют резервуар от 0Н-400−3, насос от ПОУ. Распылители устанавливаются на дефлекторе. Кислоты вносят в разведенном виде (1:2).

В ВИЖе дозатор для внесения жидких органических кислот также смонтирован на комбайне Е-280. Кислоты вводят в неразведенном виде 3−5 л/т в выгрузной трубе. Консервант подается из установленной на комбайне герметической емкости под давлением 0,15−0,2 МПа, создаваемым компрессором (П.Науменко и др., 1980).

За рубежом консерванты вносят, как правило, с помощью приспособлений, установленных на комбайнах.

В Швеции и Норвегии для внесения жидких консервантов применяют приспособления, которые конструктивно состоят из пластиковых легкосменяемых емкостей на 21−24л, шлангов и концевых трубокразбрызгивателей, устанавливаемых перед ротором измельчителя. Консервант, обычно концентрированная муравьиная кислота, подается самотеком. Расход регулируется путем пережима подающего шланга специальной гребенкой (Ф.Л.Гарькавый, 1975).

В Англии, такие фирмы, как Уйе з/г^{е-ЫсоРееем} <&п?/'{е1{и Л^Ь^у поставляющие фермерам муравьиную кислоту, производят и приспособления для ее внесения на уборочных машинах.

Малогабаритная установка фирмы АДУ" в стандартном исполнении включает емкость из пластика для жидких консервантов на 25 литров, баллон с углекислым газом, нейлоновые трубопроводы и системы разбрызгивателей, монтируемых на измельчающем аппарате.

В процессе работы углекислый газ поступает в емкость с раствором и вытесняет консервант к распылителям. В качестве распиливающих устройств применяются дисковые центробежные разбрызгиватели. Муравьиная кислота используется в неразведенном виде (85% концентрации) (А.Н.Хитров, 1980).

В Англии испытан еще один способ полевой обработки консервантами силосуемой массы (Н.И.Попов, 1981). По этому способу муравьиную кислоту 90%-ной концентрации вносили на травостой перед скашиванием из расчета 0,5% на I т зеленой массы.

В Болгарии при консервировании трав также использовали приспособление, установленное на комбайне. В качестве консерванта использовалась муравьиная кислота в виде водного раствора (1:2), консервант впрыскивали под давлением 0,3.0,35 МПа. Степень распыления препарата не указывается (К.Костов, А. Христов, 1977).

Анализ приведенных литературных источников показывает, что в настоящее время в зависимости от технической оснащенности в основном применяют два принципиально различных способа обработки силосуемой массы химическими консервантами — при укладке ее в хранилища и непосредственно на комбайнах в процессе скашивания и измельчения.

Внесение жидких консервантов путем опрыскивания травостоев перед скашиванием вряд ли может быть широко используемым приемом как с точки зрения экономного расходования органических кислот, так и с точки зрения охраны окружающей среды.

При обработке силосуемой массы консервантами концентрацияи степень диспергирования растворов варьирует в широких пределах даже в сходных условиях применения. При организации обработки в траншеях используют водные растворы органических кислот слабой концентрации. Это обусловлено тем, что при опрыскивании консервантом малых порций массы с последующим ее разравниванием механическое перемешивание имеет ограниченный характер, а при послойной обработке порций в 30.50 т вообще отсутствует. Поэтому для лучшего проникновения в толщу массы кислоты разводят водой в соотношении 1:15- 1:20 et.ai. 1969), 1:5- 1:7 (Н.В.Колес-ников, 1974), 1:10 (М.Т.Таранов, А. В. Постников, 1974, М. Б. Вайс и др., 1975), 1:3 (Л.Н.Воробьева, А. Н. Сердечный, 1974). Технологический процесс внесения консервантов в траншейных хранилищах обладает достаточной простотой, не требуется установки приспособлений на каждый уборочный агрегат. Вместе с тем этому процессу присущи такие недостатки, как необходимость затрачивать время на приготовление растворов, потребность в большом количестве воды (Н.В.Колесников, 1974), недостаточно равномерное распределение, консерванта, нарушение поточности закладки (В.А.Бондарев и др., 1976), снижение при сильном разведении бактерицидного действия кислот (В.Шмидт, Г. Веттерау, 1975). Однако применять более концентрированные растворы при послойной обработке не представляется возможным, поскольку поверхностное распыливание 20−30%-ного раствора приводит к резкому увеличению паров кислоты в окружающем воздухе, что создает опасные условия для обслуживающего персонала.

Если имеется возможность для перемешивания вносимого консерванта с массой объем раствора может быть значительно уменьшен. Так, при введении жидких органических кислот на кормоуборочных комбайнах во многих случаях их не разводят водой (Ф.А.Гарькавый, 1975, Т. К. Годманис, 1978, П. Науменко и др., 1980, А. Н. Хитров, 1980, Н. И. Попов, 1981), полагая, что интенсивное перемешивание в процессе измельчения обеспечивает необходимое распределение препарата по массе.

Обработка в процессе скашивания и измельчения имеет те преимущества, что консервант вносится в наиболее благоприятный момент, когда численность микроорганизмов на консервируемом сырье минимальна. А применение концентрированных кислот значительно упрощает внесение (С.Я.Зафрен, 1971), при этом не нарушается поточность процесса. Вместе с тем с повышением концентрации раствора ухудшаются условия его распределения. Кроме того, концентрированные кислоты, вероятно, могут быстрее переходить в связанное состояние и число активных молекул будет сокращаться. В результате может снижаться и их консервирующее действие (М.Т.Таранов, 1964). В литературе отсутствуют сведения о достаточных условиях распределения концентрированных кислот’по силосуемой массе, но ряд авторов считает, что и при внесении на комбайнах для повышения эффективности обработки консервант следует разводить водой в отношении 1:2- 1:3 (М.Д.Бурнаев и др., 1980, К. Костов, А. Христов, 1977). Однако разведение кислот в значительной мере усложняет обработку.

Другие исследователи (А.В.Демин, С. Ф. Иванов, И. Э. Мильман, 1978) считают, что существенно улучшить распределение консерванта и уменьшить его расход можно в том случае, если он будет находить- • ся в паровой фазе. В опытах, проведенных в США со смесью органических кислот (Я.А.Афанасьев, 1975) и во ВНИИ кормов им. В.Р.Виль-ямса с формальдегидом (С.Я.Зафрен, К. Г. Макарова, 1976), также было отмечено повышение консервирующей эффективности при увеличении степени распыления препаратов.

Для рационального построения технологического процесса внесения химических консервантов в силосуемую массу кроме дозы. препарата должны быть известны критерии выбора оптимальной концентрации раствора и необходимая равномерность распределения его по массе. В свою очередь, при прочих равных условиях равномерность распределения обусловлена концентрацией раствора (объемом жидкости) и степенью его диспергирования при внесении. Однако имеющиеся по этим вопросам в научной литературе сведения противоречивы и не позволяют сделать практических выводов.

В связи с тем, что конструкторскими организациями была начата разработка механизмов для внесения химических консервантов в силосуемую массу возникла необходимость в определении основных параметров технологического процесса с целью получения исходных данных для разработки агротехнических требований к указанным механизмам.

В частности, необходимо было выяснить влияние концентрации и степени диспергирования жидких органических кислот на их консервирующую эффективность. Определить, при каких условиях достигается максимальный консервирующий эффект при обработке силосуемой массы в смесителяхследует ли в практических условиях стремиться к абсолютно сплошной обработке массы консервантом или необходимый результат может быть достигнут при какой-то меньшей степени диспергирования, поскольку не исключена возможность его диффузионного перераспределения.

Для оптимизации режимов механизированного внесения химических консервантов эти вопросы имеют существенное значение и требовали изучения.

1.2. Повышение питательной ценности соломы 1.2.1. Значение соломы в кормлении жвачных животных Клетчатка является обязательным элементом питания для жвачных животных. Ее роль заключается не только в том, что она увеличивает объем пищевых масс и создает ощущение наполненности пищеварительного тракта, стимулируя этим его функции. В большей степени она служит как исходный продукт для образования в процессе рубцового метаболизма летучих жирных кислот, представляющих основной источник энергии для жвачных (А.П.Дмитроченко, П. Д. Пшеничный, 1975). Кроме того, такие продукты расщепления целлюлозы и гемицеллюлоз, как ксилоза и арабиноза стимулируют синтез мик-робиального белка в рубце животных (Х.Бергнер, Х. А. Кетц, 1973). Поэтому солома, органическое вещество которой на 80−90% состоит из клетчатки и безазотистых экстрактивных веществ, представляет один из важнейших источников сложных углеводов для. жвачных (С.Я.Зафрен, 1972).

Однако эффективность скармливания соломы животным пока еще недостаточно высокая. Обусловлено это тем, что коэффициент использования энергии соломы организмом жвачных не превышает 35%, хотя по ее валовому содержанию она почти не уступает зерну (К.М.Солнцев, 1978).

В настоящее время разработано несколько способов обработкии переработки соломы, обеспечивающих превращение ее в удовлетворительный углеводистый корм. Из них наибольшее значение имеет обработка соломы щелочными реагентами: едким натрием, кальцинированной содой, аммиаком. Щелочная обработка позволяет не менее, чем в 1,5.2 раза повысить питательность соломы с одновременным увеличением ее поедаемости (С.Я.Зафрен, 1972, П. А. Кормщиков, 1967, 1974, О. С. Авров, З. М. Мороз, 1979, Г. Флаховский, 1979, ^Ь.л/а^ 1975, А. В. Демин, А. В. Тихомиров, Н. Н. Елисеев, 1981).

Вместе с тем предложенные технологии еще не отвечают современному уровню развития сельского хозяйства, трудоемки, требуют много энергии, при этом в ряде случаев не обеспечивается полная реализация потенциальных возможностей используемых химических веществ. В связи с этим, как отмечает академик П. Е. Ладан (П.Е. Ладан и др., 1980), должно придаваться большее значение разра- | ботке рациональных технологий использования соломы на корм, созданию новых способов и технических средств ее переработки применительно к промышленным методам ведения животноводства.

1.2.2. Современные технологии и средства механизации для обработки соломы едким натриемИз числа щелочных реагентов, применяемых для обработки соломы, с учетом эффективности и простоты использования в условиях крупных животноводческих комплексов, наибольший интерес представляет едкий натрий (Б.Пиатковский, 1974,^{ЖезЫичу,} 1976, И. А. Ермакова, 1979, К. М. Солнцев, В. И. Беленчук, 1979, Г. Флаховс-кий, 1979, K.M. Солнцев и др., 1980, В. Я. Кавардаков, 1981).

На первом. этапе разработка и усовершенствование способа обработки соломы едким натрием осуществлялись применительно к условиям использования ее в рассыпном виде в смеси с другими кормами.

Экспериментально было установлено, что количество щелочи, при котором проявляется достаточно высокий эффект в повышении переваримости, составляет 4.5 кг действующего вещества на I ц соломы. Эта доза как оптимальная наиболее часто рекомендуется разными исследователями (С.Я.Зафрен, 1972, Б. Пиатковский, ШЬ^ЖжЬ&му 1976, А. Хенниг, Г. Флаховский, 1979).

По выбору оптимальной концентрации щелочного раствора имеющиеся в литературе рекомендации противоречивы, и в производственных условиях для обработки соломы используют растворы с самой различной концентрацией в них ЛГо. ОК.

В Польше рекомендуется применять для обработки соломы 2%-ный горячий растворУ^ OfC что обеспечивает повышение питательности I кг корма до 0,5 овсяных кормовых единиц (?. nSk > 19 76).

В Танзанийском университете в 4-х опытах изучали влияние объема раствора щелочи на переваримость измельченных кукурузных стержней (о?&-tedt>d£3en, J- ??ate^iie 1979). При одинаковой дозе действующего вещества А/л О УС объем раствора менялся от 25 до 200 л в расчете на 100 кг сухого вещества стержней. В результате пришли к выводу, что переваримость сухого и органического вещества не зависит от объема раствора, за исключением объема в 25 л, который обеспечил несколько меньшую переваримость. Как полагают исследователи, это произошло из-за трудности эффективного смешивания со стержнями малого количества Jl/o-Offl. На основании данных экспериментов заключили, что оптимальным Для обработки является объем 100 л/ 100 кг сухого вещества стержней, а минимальным — 50л/100кг.в сша, 1978) при дозе Л/аШ2.4 $ лучшие результаты были получены когда использовали 100 кг раствора на 100 кг пшеничной соломы.

Вместе с тем другие исследователи 1977) сообщают о хорошем результате при обработке измельченной ячменной соломы распылением 13,8%-пото раствораЛ&0УС. вэтих опытах переваримость органического вещества через сутки после обработки увеличилась с 29,9 до 47 $.

В Патнагарском университете М. Джексон{М.^кзок- 1977), обобщая ряд зарубежных данных, указывает, что оптимальными для обработки соломы при дозах З.6 $ являются объемы растворов 60.200 л в расчете на 100 кг сухого вещества корма.

Анализ приведенных данных показывает, что концентрация щелочных растворов в пределах от 1,5.16 $ не влияет на изменение переваримости соломы животными.

Однако ряд специалистов в ГДР считает, что лучше применять слабый раствор в большем количестве, чем концентрированный раствор в меньшем количестве. Но, учитывая то, что чрезмерное увлажнение приводит к худшей поедаемости и быстрой порче обработанной соломы, рекомендуется использовать 4.6 $-ный раствор щелочи в объеме 100 л на 100 кг соломы. При внесении раствора в соотношении 1:1 по массе солома впитывает всю жидкость, исключается вымывание из нее питательных веществ и не загрязняется окружающая среда (А1976, Г. Флаховский, 1979, А. Хеннинг, Г. Флаховский, 1979).

У нас в стране также существуют различные взгляды на вопрос о концентрации щелочных растворов при обработке соломы, используемой для непосредственного скармливания. Некоторые исследователи (П.А.Кормщиков, 1967, 1970, 1974, А. П. Коробов и др., 1979) считают, что при обработке соломы щелочью следует непременно доводить ее влажность до уровня влажности зеленого корма, что является, по их мнению, фактором, положительно влияющим на переваримость. Профессор С. Я. Зафрен (С.Я.Зафрен, 1972,1977) указывает, что для обработки соломы концентрация щелочного раствора сама по себе не столь существенна, если имеются условия для его распределения по массе. Важно точно внести необходимую дозу щелочи и равномерно смочить солому. При распыливании раствора вполне достаточно внести его 25−30л/ц соломы.

Отечественная промышленность пока не выпускает специальных машин для щелочной обработки соломы. Поэтому в производственных условиях ее осуществляют с применением различного оборудования для переработки кормов. Во многих хозяйствах при использовании растворов каустической соды малой концентрации обработку ведут с применением измельчителей соломы типа РСС-6А, ИГК-ЗОБ, ИРТ-165, укомплектованных дозаторами для соломы и раствора щелочи, или с использованием оборудования кормоцехов (С.Я.Зафрен, 1977, В. А. Бондарев, 1978, К. М. Солнцев, В. И. Беленчук, 1979).

К основным недостаткам указанной технологии следует отнести потребность в большом количестве воды, неудобство проведения обработки в зимнее время, необходимость быстро скармливать обработанную солому или подвергать ее дополнительному обезвоживанию.

Одним из путей дальнейшего совершенствования технологии щелочной обработки соломы является переход на использование растворов щелочи высокой концентрации (24.50 $).

При этом устраняются недостатки, присущие способам, связанным со значительным увлажнением соломы. Солома после обработки не теряет сыпучести, лежкость ее увеличивается. Кроме того, обработанная концентрированным раствором солома может без дополнительного подсушивания вводиться в состав гранул или брикетов.

Как свидетельствуют имеющиеся в научной литературе сведения, этот способ в последние годы находит все более широкое применение во многих странах мира (В.Павлов, 1975, Т. К. Алимов и др., 1975, 1977, В. А. Бондарев, 1978, Л. Г. Боярский, 1978, С. Я. Зафрен, 1978, К. М. Солнцев, В. И. Беленчук, 1979, Л. М. Салусте, 1979, K.M. Солнцев и др., 1980, С. Ф. Иванов, 1980, В. Кавардаков, 1981 -6гапсС,^Яиемех<2, 1976, Ufert, 1976, et. ?e 1978, St. Zaumo"*, 1978 cvd, cla luda 1979f y.&*usien$en. e?. ов- 1974} ?T JL&xenM-Xstaeise* 1975).

Если исходить из того, что переваримость соломы определяетI ся полнотой смачивания частиц раствором (П.А.Кормщиков, 1967, ^ И. Я. Зюбин и др., 1979, Г. Флаховский, 1979, В. Ф. Иванов, 1980, ! В. Кавардаков, 1981), то необходимо иметь такие устройства (распиливающие, и смесительные), которые обеспечивали бы сплошное покрытие поверхности всех частиц соломы каплями раствора при его максимальной концентрации.

Согласно расчетам, проведенным в Тамбовском филиале Всесоюзного научно-исследовательского института электрификации сельского хозяйства (С.Ф.Иванов, 1980), при обработке соломы путем опрыскивания в смесителе степень покрытия частиц соломы каплями раствора определяется дисперсностью распыла и качеством перемешивания. Вычислено, что при среднем диаметре стебля соломы 1,4×10 м и обработке ее 40%-ным раствором в дозе4 кг/ц соломы при скорости капель 3.5 м/сек минимальный их диаметр, при котором возможно сплошное покрытие частиц соломы, равен 3.5 мкм. С учетом возможности уноса мелкой фракции газовой фазой средний диаметр капель установлен в пределах 3. 10 мкм. Таким образом, наивысший эффект как по степени покрытия частиц каплями раствора, так и по переваримости соломы животными может быть получен лишь при мелкодисперсном распылении концентрированного раствора.

В практических условиях для обработки соломы концентрированными растворами щелочи применяют самые разнообразные технологические схемы.

По типовой технологии «сухой» щелочной обработки соломы, принятой МСХ УССР, используется раствор щелочи 27,5 $-ной концентрации, которым солома орошается при измельчении в дробилке ДИС-1М. После обработки щелочью производится дополнительное перемешивание соломы (2,5−3 минуты) в смесителе С-7. Затем системой вентиляторов она транспортируется к месту хранения, где формируется в скирды шириной 3.4 и высотой 3.3,5 м. Скармливается животным через 7.10 дней выдержки.

За рубежом для «сухой» щелочной обработки соломы в полевых условиях или на фермах в ряде стран выпускаются специальные машины. Так, датские фирмы «Тааруп» и «Джей Эф» выпускают передвижные машины «Тааруп-805», «Тааруп-801», 5РХ-2000 и 5РХ-3000. Солому обрабатывают растворами щелочи 24.33 $-ной концентрации (^екигап^г* 1977, Мукоикьс 1977).

Технологический процесс в агрегате «Тааруп-805» протекает следующим образом. Тюкованная солома подается на ленту приемного транспортера, здесь снимается обвязочный шпагат. Далее по наклонному транспортеру она поступает к разрыхляющему барабану, а оттуда в измельчитель. Измельченная на части 3.5 см солома попадает в смесительг сюда же одновременно в дозированном количестве насосом подается раствор щелочи, который тщательно перемешивается с соломой. Степень распыла раствора не указывается. Обработанная солома может подаваться пневмотранспортером в хранилище на расстояние до 20 м, где до скармливания обязательно должна выдерживаться 14 сутокВ машине модели «Тааруп-801» солома после орошения щелочным раствором прессуется с помощью двух нажимных валков в брикеты, которые по транспортеру выводятся из машины.

В модель машины ^'РХ-2000 введено устройство «Хардмиксинг», предназначенное для интенсивного размешивания соломы со щелочью, размешивания, граничащего с истиранием. Это позволяет дополнительно повысить питательность соломы. Модель $ РХ-3000 отличается от предыдущей тем, что солома после обработки щелочью проходит между двумя роликами, сжимающими ее с усилием 15 000 кН. В результате происходит расплющивание междоузлий и полная пропитка щелочным раствором. Солома готова к скармливанию непосредственно после обработки.

В Англии фирма «ФАРМХЭНД» выпускает машину для обработки щелочью прессованной соломы. Производительность машины 4 т/час, щелочной раствор в дозированном виде вносится прямо в тюк соломы. Затем солома поступает в молотковую дробилку. При контакте молотков дробилки с соломой создается высокое давление и повышается температура, в результате чего происходит быстрая и равномерная обработка соломы реагентом. С помощью вентилятора производится дополнительное интенсивное смешивание ЯсМеъи/ог.'бЬ.г 1977).

В ФРГ для химической обработки соломы сухим способом непосредственно в хозяйствах выпускается роторный измельчитель «Лсс&о/ла? «(типа МТС-ЗОБ). Обработка щелочью проводится одновременно с измельчением соломы (И.Е.Резник, 1982).

В ГДР «сухую» щелочную обработку соломы ведут в пневмотранспортерах при загрузке в хранилище и выдерживают 3-ое суток. Для Обработки используется 24%-ный раствор УУо-ОЛ получаемый путем разбавления водой стандартного 48%-ного раствора. В последнее время с целью недопущения образования в корме избытка натрия рекомендуют использовать 6.7,5 л 24%-ного раствора в расчете на 100 кг соломы (УЛб'гш^ $/. М/'си&еп Ш11, , 1978,^> 1978).

В Австралии {ЛЖ^а^ссу et. aEf 1978) проведены эксперименты по «сухой» обработке соломы в полевых условиях. Непосредственно во время уборки солому обрабатывали 15.30%-ными растворами щелочи в расчете 40 и 60 кг УаОЖ на I т соломы.

Кормление полнорационными кормосмесями в прессованном виде наиболее полно отвечает требованиям интенсивного животноводства. Поэтому производство гранул и брикетов у нас в стране и за рубежом организовывается на промышленной основе (В.Р.Ланге и др., 1975, Н. К. Шевченко, 1975, П. Е. Ладан, А. К. Мальцев, В. И. Спассков, 1976, И. Малерж, 1976, К. М. Солнцев, Н. Д. Голосов, Л. Д. Минич, 1976, В. В. Щеглов, 1976, В. А. Бондарев, 1978, В. Р. Зельнер, 1978, Ю. Му-сиенко и др., 1980, В. И. Особов, 1980, В. И. Сыроватка, 1980, A.B., 1979).

В зависимости от назначения приготавливаются гранулы с включением 90−100% соломы и гранулы, содержание соломы в которых может варьировать от 20 до 80% по массе (В.Р.Ланге и др., 1975, Д. Н. Стенъкин и др., 1975, В.Е.Ярко-Румен, 1975, А. Ценер, В. Токарев, 1975, А. А. Гайко и др., 1975, В. А. Бондарев, 1978, А. П. Коробов и др., 1979, Б. В. Грицай, 1980, Яй&е Н.^е. 1974, 9>1а-?*0иГЗК1 1976, У- 1976, У] д) ох ??<1 (7 4 'Производство соломенных гранул в широких масштабах организовано в Дании, Англии, ФРГ, Франции, ГДР и других странах. В ФРГ и Франции действуют заводы, перерабатывающие по 100 т соломыв день (ЧWertecc^ 1976, И. Флиг, 1977, # Vuikn & зб&тМыкг 1979, C.1/ena?ees 1979, C. Лезсек, 1979,? Oufen 1978, Е. И. Резник, 1982).

Значительный интерес представляет опыт Англии. В этой стране организована промышленная химическая обработка соломы и приготовление из нее гранул на специально построенных заводах, технологический процесс на которых полностью механизирован. Солома поступает на завод в прессованном виде влажностью не более 20%. Обработка ее щелочью осуществляется в специальной герметической камере после измельчения молотковыми дробилками. Затем солома хорошо перемешивается шнеком в процессе транспортировки к гранулятору. Едкий натрий на завод поступает в виде 47%-ного раствора, который при использовании разводят водой. Концентрацию и степень распыления рабочего раствора фирма не сообщает (В.А.Бондарев, 1978, y. fftsiiay, 1976, с. ч/inaè-à-s 1979).

Для достижения высокого конечного результата обработки щелочь дожна полностью вступить во взаимодействие с соломой. При нормальных температуре и давлении для этого требуется от 3 до 24 часов (С.Я.Зафрен, 1972, 1982). Но и после этого срока положительный эффект действия щелочи на повышение переваримости проявляется вплоть до 60 дней выдержки (С.Я.Зафрен, 1972, 1977, 1982, П. Е. Ладан, 1980, Л Ф^ко^е/сс' 1972 1977).

Таким образом, реакция связывания щелочи с соломой даже при достаточно жестких условиях взаимодействия не происходит мгновенно, а требуется некоторое время для ее завершения. Следовательно, исходя из вышеизложенного, можно предполагать, что смешивание соломы с концентратами и другими добавками через некоторый промежуток времени после щелочной обработки будет эффективнее, чем одновременное опрыскивание раствором смеси ингредиентов. Однако, какова оптимальная длительность выдержки, и как влияет на эффективность обработки уровень содержания соломы в смеси остается пока неясным. В разных технологиях эти факторы учитыватся поразному.

В технологии, запатентованной в ГДР, солома, вводимая в состав полнорационных гранул, после обработки 18.24%-ным раствором в соотношении 4:1.5:1 выдерживается до смешивания с другими компонентами 1.60 минут (Патент ГДР, кл. А 23к¹², А 23 к 1/22 Л- 116 747).

В других технологических схемах приготовления гранул и брикетов на основе соломы применяют приемы ступенчатой обработки соломы щелочью для последующего введения ее в смесь. Такие технологические схемы с двухи трехступенчатым смешиванием считаются более рациональными, так как в этих случаях щелочь меньше связывается концентратами (Е.И.Резник, 1982).

Заключение

к обзору литературыРассмотренные литературные источники показывают, что вопросам использования химических веществ при заготовке и переработке кормов уделяется очень большое внимание. Причем в течение длительного времени усилия исследователей были направлены главным образом на поиск химических препаратов и оценку их действия, но значительно меньше уделялось внимания разработке технологий обработки химическими препаратами силосуемой массы и соломы, а также технико-экономической оценке применяемых приемов.

Среди исследователей существует единая точка зрения о том, что для обеспечения максимального консервирующего действия органические кислоты должны быть равномерно распределены по массе. Однако технологические решения для осуществления процесса предлагаются различные. При обработке массы в момент ее укладки на хранение применяют разбавленные водой кислоты в отношении 1:31:5 и более. Но обеспечить хорошую равномерность распределения при послойном внесении не удается, В связи с этим в большинствестран разрабатываются механизмы для внесения консервантов в массу при ее измельчении и погрузке в транспортные тредства. В этом случае создаются более благоприятные условия для распределения консервантов. Тем не менее, ряд исследователей считает, что и при данной технологии требуемая равномерность распределения не достигается, в результате чего дозы консерванта приходится увеличивать в 4−5 раз против биологически необходимых. Однако экспериментальные данные, которые бы показывали характер взаимосвязи между концентрацией и степенью распределения органических кислот с их консервирующим действием, в имеющейся литературе отсутствуют.

Для обоснования параметров технологического процесса механизированного внесения жидких консервантов необходимо было установить влияние концентрации, скорости связывания с массой и дисперсности распыла органических кислот на их консервирующую эффективностьопределить возможность снижения дозы консерванта за счет более высокой степени диспергирования по обрабатываемой массе.

Проведенный обзор отечественных и зарубежных литературных источников свидетельствует, что в последние годы щелочную обработку соломы с целью повышения ее питательной ценности ведут преимущественно с использованием высококонцентрированных (24.40%) растворов едкого натрия. При этом предполагается, что максимальный эффект от внесенной щелочи может быть получен при сплошной обработке раствором поверхности частиц соломы. Поэтому главная задача технологического процесса обработки концентрированными растворами и сводится к достижению указанной цели, хотя/ целесообразность такой обработки экспериментально не доказана. ' Практические приемы распределения щелочи также значительно различаются как по сложности, так и «по энергоемкости процесса (Е.Б.Алябьев, Е. И. Резник, 1981).

При щелочной обработке соломы концентрация раствора едкого натрия варьирует в широких пределах. Чтобы обеспечивались равные условия распределения, с уменьшением объема раствора степень диспергирования его должна повышаться. Однако в литературе отсутствуют данные о том, какое влияние оказывает концентрация и степень распыления раствора на эффективность щелочной обработки, при каких условиях достигается оптимальное распределение препарата, вносимого методом опрыскивания.

При производстве полнорационных гранул и брикетов на основе соломы сочетание щелочной обработки с прессованием представляет практический интерес, поскольку легко вписывается в общий технологический процесс. Но в данном случае не учитывается возможное связывание щелочи с концентратами и другими добавками, а также отсутствие интервала выдержки соломы от момента обработки щелочью до прессования. Вопрос о роли концентратов и длительности выдержки соломы после обработки щелочью при производстве полнорационных гранул и брикетов имеет принципиально важное значение как с точки зрения рационального использования дефицитного реагента, так и с точки зрения влияния избытка несвязанной щелочи на здоровье животных.

Для определения оптимальных параметров технологического процесса обработки соломы щелочью при гранулировании и брикетировании необходимы данные о влиянии на эффективность обработки способа введения едкого натрия в зависимости от уровня соломы в кормо-смеси и физической формы приготавливаемого корма. Однако имеющиеся по этим вопросам в научной литературе сведения не позволяют сделать определенных практических выводов.

Это и побудило нас провести исследования по оценке различных приемов внесения химических реагентов в силосуемую массу и солому, применительно к условиям механизированной обработки методом опрыскивания.

2. ЭКШЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ2.1. Материал и методика исследованийС целью определения условий, обеспечивающих высокую эффективность жидких органических кислот при консервировании зеленых кормов и едкого натрия при щелочной обработке соломы, намечено было провести изучение:1. скорости и полноты связывания органических кислот с зеленой массой и едкого натрия с соломой-2. зависимости консервирующего действия органических кислот от дозы, концентрации и степени распыления при консервировании злаковых пастбищных трав, клевера лугового и кукурузы-3. эффективности обработки щелочью соломы, используемой в составе рассыпных кормосмесей, в зависимости от концентрации и степени распыления раствора-4. способов введения едкого натрия в смесь при производстве многокомпонентных гранул и брикетов с учетом уровня соломы и длительности ее обработки щелочью-5. переваримости и питательной ценности соломенно-концентрат-ных гранул и брикетов в зависимости от уровня соломы и способа введения щелочи.

Для осуществления намеченной программы было проведено II модельных опытов, 6 опытов по определению переваримости кормов и I научно-производственный опыт. Все исследования проводилив экспериментальном хозяйстве «Коммунист» Украинского научно-исследовательского института кормов с 1977 по 1981 год.

Для определения скорости связывания органических кислот с зеленой массой была проведена серия опытов со злаковыми пастбищными травами, клевером луговым и кукурузой. Из органических кислот испытывалась муравьиная кислота.

Для этого 500 г измельченной на части 15.30 мм зеленой массы помещали в герметизированный барабан смесителя и обрабатывали из распылителя кислотой, которую вносили из расчета 4 мл/кг в концентрированном (99,7%) виде и в виде 10%-ного раствора при распылении на капли со средним диаметром следа 500 и 80 мкм. Кислоту подавали при вращении барабана. После перемешивания кислоту отмывали дистилированной водой через 0,1- I- 2- 3 и 5 часов выдержки обработанной массы в закрытых сосудах при плотности укладки 500 г/л. Количество свободной кислоты в водной вытяжке определяли методом прямого титрования. Повторностъ опыта двухкратная.

Средний диаметр следа капель распыленной жидкости определялся по методике Госкомселъхозтехники «Опрыскиватели и опыливатели, программа и методы испытаний», М., 1974 г.

Опыты по определению консервирующей эффективности органических кислот в зависимости от концентрации и степени их распыления по зеленой массе проводили в лабораторных условиях со злаковыми пастбищными травами, клевером луговым и кукурузой. Для обработки использовали муравьиную кислоту при пяти градациях доз (I, 2, 4, 6, 8 кг/т), концентрации (6, 20, 40, 60, 85%) и степени распыла (500, 400, 300, 200, 100 мкм) и смесь кислот ВИК-1 при двух градациях факторов — доз — 2 и 4 л/т, концентрации — 85 и 10%, степени распыла 500 и 80 мкм.

Злаковые пастбищные травы и кукурузу силосовали в сосудах, емкостью I л, оборудованных устройствами для сбора выделившихся при брожении газов. Эффективность обработки определяли по интенсивности газообразования и накоплению в силосе аммиака в течение месячного срока хранения.

Клевер луговой консервировали в двойных полиэтиленовых мешках. Опыт выполнялся в трех повторностях. При каждом повторении в порционном смесителе обрабатывали 30 кг массы, из которой 20 кг закладывали на хранение. Мешки с силосом хранили в бетонированных ямах объемом 4 м³ в течение пяти месяцев. Эффективность препарата при разном агрегатном состоянии определяли по сохранности сухого вещества, актуальной кислотности, содержанию кислот, накоплению аммиака и спирта. Параллельно в опыте определяли интенсивность газообразования.

При силосовании зеленых кормов и оценке качества силосов руководствовались методическими указаниями ВНИИ кормов им. В.Р.Вилъ-ямса. — «Методические указания о проведении опытов по силосованию кормов». М. Колос, 1968 г.¦Определение влияния концентрации и степени распыления раствора едкого натрия на эффективность обработки соломы озимой пшеницы проводили в двух модельных и двух обменных опытах на бычках. В первом модельном опыте устанавливали полноту смачивания поверхности частиц соломы щелочным раствором в зависимости от его концентрации и дисперсности распыла. Для этого I кг соломы влажностью 14−15 $, измельченной на части 20−30 мм и отсеянной от мелких частиц помещали в порционный смеситель и обрабатывали окрашивающей жидкостью, которая распиливалась на капли 500 и 80 мкм. Дозы внесения окрашивающей жидкости устанавливали эквивалентно объемам растворов щелочи) 6 и 40 $-ной концентрации, вносимыхиз расчета 4 кг щелочи на I ц соломы. В качестве красителя применялся водный раствор нигрозина. После обработки раствором и подсушивания из соломы отбирали две навески по 10 граммов для определения степени окрашивания. Частицы соломы разбирали на три фракции: полностью окрашенные, частично окрашенные, неокрашенные. Отнесение к той или иной фракции проводилось визуально при рассмотрении частиц под микроскопом МБС-2 при восьмикратном увеличении. Если частица соломы была густо покрыта множеством капель по всей поверхности, ее относили к полностью обработанным. Если капли были расположены редко или была окрашена только одна сторона частицы, ее относили к частично обработанным. Частицы без следов окрашивания и при наличии на поверхности 5.10 отдельных капель относили к необработанным.

Во втором модельном опыте определяли интенсивность взаимодействия едкого натрия с соломой в зависимости от температуры окружающей среды, концентрации раствора, степени его распыления и длительности обработки. Для этого I кг соломы 16−17%-ной влажности измельчали на части 10.30 мм и обрабатывали в смесителе растворами щелочи 6,20 и 40%-ной концентрации. Растворы вносили из расчета 4 кг на I ц соломы при распылениина капли 500 и 80 мкм. После обработки солома хранилась в полиэтиленовых мешках. Образцы для определения сухого вещества, рН, несвязанной щелочи, уксусной кислоты отбирали через I час, 24 часа и 90 дней хранения.

Влияние концентрации и степени распыления раствора едкого натрия на эффективность обработки соломы озимой пшеницы устанавливали в двух балансовых опытах на бычках симментальской породы живой массой 230−250 кг, и в опыте по определению переваримости сухого вещества на волах с фистулами рубца.

Для скармливания бычкам солому измельчали на части 20. 30 мм и обрабатывали в смесителе растворами щелочи 6,20 и 40%-ной концентрации при распиливании их на капли размером 500 и 80 мкм. Доза щелочи во всех вариантах составляла 4 кг/ц соломы. После обработки солому выдерживали в течение 1.3 суток затем включали в рацион, содержащий кроме соломы клеверный силос и ячменную дерть. В контрольной (I) группе животные получали необработанную солому. Сравнительную оценку разным вариантам обработки соломы давали по переваримости основных питательных веществ рациона и изменению питательной ценности сухого вещества съеденных кормов. Опыты проводились по следующей схеме.

0Р + 5 кг соломы, обработанной Ь/ь-ным раствором с распылением на капли 80 мкм.

0Р + 4 кг соломы, обработанной 40%-ным растворомN0.0% с распылением на капли 80 мкм.

Определение оптимального способа обработки щелочью соломы, предназначенной к скармливанию в гранулированном и брикетированном виде, проводили на валухах и бычках в трех обменных и одном научно-производственном опыте. Изучали два способа введения щелочного раствора при содержании соломы в смеси 50 и 75 (72) % по массе. Первый — предварительная обработка соломы щелочью с интервалами выдержки до гранулирования I и 24 часа, второй — обработка щелочью смеси ингредиентов непосредственно в процессе гранулирования и брикетирования.

Гранулы для бычков диаметром 19 мм и для валухов 10 мм приготавливали на ОШ-1,5. Брикеты изготавливали на прессе ОПК-2. Скармливали гранулы и брикеты животным в качестве единственного корма.

При постановке всех опытов на животных руководствовались методикой ШЖ. — «Методики определения переваримости кормов и рационов». Москва, 1969. Лабораторные анализы выполнены в отделе технологии заготовки и хранения кормов и в лаборатории массовых анализов Украинского научно-исследовательского института кормов.

Для определения достоверности полученных опытных данных использовали принятые статистические методы оценки (Н.А.Плохинс-кий, 1969, Дж.У.Снедекор, 1961).

2.2. Результаты исследований2.2.1. Влияние концентрации и дисперсности распыла органических кислот на интенсивность взаимодействия с обрабатываемой массой, сохранность и качество силоса2.2.1.1. Интенсивность взаимодействия муравьиной кислоты со свежескошенной массой зеленых растений в зависимости от концентрации и дисперсности рас-пыяа.

В первом опыте изучали степень связывания муравьиной кислоты при обработке ею измельченной зеленой массы злаковых пастбищных трав и клевера лугового. Результаты опыта показали (табл. I), что муравьиная кислота довольно быстро связывается с растительной массой. Уже через 6 минут после обработки одна треть и более внесенной кислоты переходила в связанное состояние. За пять часов взаимодействия независимо от вида растений кислоты связывалось от 70,62 до 76,70%.

Повышение дисперсности распыла неразведенной кислоты не оказало влияния на ход связывания как на злаковых травах, так и на клевере луговом. Степень связывания не изменялась и при обработке злаковых трав 10%-шт раствором муравьиной кислоты. Приведенные на рис., рис. I и 2 графики связывания, построенные по полученным в опыте данным, показывают, что процесс взаимодействия протекает неравномерно во времени и имеет быстрозатухающий характер. Наиболее интенсивно кислота взаимодействует сразу после внесения. За промежуток времени от одного до двух часов растительной массой поглощается основное ее количество и в дальнейшем процесс приобретает более стабильный характер. Как видно из данных таблицы I, из всей кислоты, вступившей во взаимодействие, 60.70% ее связывается в первый час после обработки, в то время как на последующие 4 часа приходится только 30.40% общего количества прореагировавшего препарата.

ВЫВОДЫ.

Результаты экспериментальных исследований по изысканию оптимальных параметров технологического процесса обработки силосуемой массы и соломы химическими препаратами позволили сделать следующие выводы:

1. Консервирующее действие органических кислот (С^ - С^) не зависит от их концентрации в растворах при изменении ее в пределах от б до 85При создании условий, исключающих потери кис- ^ лот от улетучивания, их целесообразно вносить в массу в концентрированном виде.

2. Для достижения высокого консервирующего действия жидких органических кислот равномерность распределения их по массе должна составлять 80%.

3. Необходимое распределение по массе независимо от концентрации кислот достигается распиливанием их в смесителях на капли диаметром 300.500 мкм. Дальнейшее улучшение распределения летучих жирных кислот путем диспергирования вплоть до парообразного состояния не приводит к заметному увеличению их консервирующего действия даже при обработке массы в герметических условиях. При использовании открытых смесителей мелкокапельное (диаметр капель 80.100 мкм) распыление сопровождается увеличением потерь кислот и снижением их консервирующего действия.

4. Эффективность обработки соломы растворами едкого натрия б, 20 и 40%-ной концентрации в большей мере определяется размерами частиц, чем степенью распределения их по массе. При полном смачивании соломы растворами едкого натрия за счет их распыления на капли диаметром 80.100 мкм повышение ее переваримости было достоверно меньшим (Р<0,05), чем при обработке растворами, распыленными на капли диаметром 300.500 мкм и неполном смачивании массы. Однако необходимо, чтобы раствором было смочено не менее 80% поверхности обрабатываемых частиц соломы. Такие условия распределения растворов, едкого натрия достигаются при обработке сечки соломы в простых лопастных смесителях с использованием распылителей типа УН.

5. Эффект от обработки соломы едким натрием при гранулировании обеспечивается в том случае, когда масса соломы к общей массе смеси составляет 60% и выше. Солому, предназначенную для гранулирования необходимо обрабатывать едким натрием не менее, чем за 24- часа до прессования. Это в сравнении с внесением его в смесь в момент прессования увеличивает на питательность гранул и на 16% их поедаемость откормочным скотом. Различий в эффективности предварительной и непосредственной обработки соломы щелочью при брикетировании независимо от уровня в смеси не обнаруживается.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

1. С целью эффективного использования жидких органических кислот (Cj — С^) при консервировании зеленых кормов обеспечивать равномерность их распределения по массе не менее Ш/о. Для достижения требуемого распределения концентрированные кислоты и их растворы необходимо вносить в смесителях с распылением на капли диаметром 300.500 мкм. При использовании концентрированных кислот обработку массы следует проводить в закрытых смесителях для предотвращения потерь консервантов от улетучивания.

2. Обработку соломы едким натрием для повышения ее питательности вести растворами 20,.Л0%-ной концентрации с распылением их механическими или гидравлическими распылителями на капли диаметром 300.500 мкм.

3. Применять предварительную (не менее, чем за 24 часа до прессования) обработку соломы едким натрием при содержании ее в составе гранул 60% и выше (по массе), что позволяет в сравнении с обработкой кормосмеси непосредственно в процессе прессования повысить питательную ценность гранул на Ik% и потребление их откормочным скотом на 16%,.