CC BY
35
Пищевая биотехнология
УДК 579.676:636.084.55
Доцент А.В. Гребенщиков, соискатель Н.Н. Казаков
(Воронеж. гос. ун-т инж. технол.) кафедра пищевой биотехнологии и переработки животного и рыбного сырья, тел. (473) 255-37-51
Информационные технологии в производстве мясных кормов для животных
Современная наука по кормлению сельскохозяйственных животных утверждает, что эффективным может быть лишь рацион, сбалансированный по всем значимым компонентам питания, которые отражены в нормах кормления. Современные информационные технологии позволяют разработать систему показателей, использование которых увеличивает эффективность рационов.
The modem science of feeding of agricultural animals argues that could be effective only diet, balanced on all significant components of power, which are reflected in the norms of feeding. Modern information technologies allow us to develop a system of indicators, the use of which allows to increase the efficiency of diets.
Ключевые слова: малоценное сырье, мясная отрасль, корма для животных, промышленное производство, белково- витаминно-минеральная добавка.
На мировом рынке программных продуктов предлагаются десятки программ для расчёта рационов, базирующихся на общем методическом принципе, сформулированном в середине прошлого столетия: «Добиться минимальной стоимости рациона при обеспечении заданной питательности», где питательность устанавливается через задание интервалов допустимых значений компонентов и учитываемых соотношений [1, 2, 3].
Прогрессивный в своё время методический подход к расчёту рационов на сегодняшний день не обеспечивает требований современной науки по кормлению животных, так как не позволяет выполнить экономический анализ издержек и потерь, вызываемых несбалансированностью рационов.
С целью устранения противоречий между традиционной методикой оптимизации рационов и современной теорией кормления животных, учитывающей экономические критерии при оценке качества кормления, авторами программ КОРАЛЛ разработана методика оптимизации рационов и кормосмесей, при которой решаемая задача формулируется так:
«Из заданного набора кормов и кормовых добавок составить рацион, обеспечивающий наибольшую экономическую эффективность при текущих (прогнозируемых) ценах на продукцию, корма и животных».
© Гребенщиков А.В., Казаков Н.Н., 2012
Программы по кормлению характеризуются рядом принципиально новых качеств.
• Расчет и учет потерь, вызываемых дисбалансом.
• Общая оценка сбалансированности рациона.
• Критерии оптимизации (без ограничений и с ограничениями на компоненты питания): максимальная прибыль, сбалансированность, рентабельность, продуктивность; минимальная стоимость рациона при заданной сбалансированности; максимальная прибыль при заданной сбалансированности, стоимости рациона, продуктивности.
• Контроль плана расходования кормов через экономическую оценку отклонений масс кормов в рационе от плана.
• Комплексный зоотехнический и экономический анализ рационов.
• Комплексная оптимизация рационов, комбикормов и кормовых добавок.
• Расчет предельной и оптимальной цен кормового продукта.
Набор экономических критериев оптимизации рационов в программах КОРАЛЛ позволяет гибко настраивать процесс кормления животных таким образом, чтобы добиваться максимальной эффективности производства при различных производственных и экономических ситуациях.
ВестнифТУИТ, № 3, 202
Для формирования кормового плана отмечаются заявки, которые должны входить в кормовой план и указывать период расчета.
В результате расчёта формируется список дней кормового плана на заданный период, где для каждого дня указывается потребность в кормах, и по каждому корму показано, в каких заявках этот корм используется и в каких количествах.
Таким образом, можно оценить динамику потребления различных кормов, входящих в заявки.
На следующем шаге расчёта определяется суммарная потребность в кормах на период расчета. Сравниваются требуемые количества с текущим наличием на складе, выводятся значения остатков и дефицита по каждому корму.
Для каждого корма формируется динамика расхода по дням кормового плана.
Следующим этапом моделирования является структурирование групп кормов при расчете рационов и комбикормов.
Решение этой задачи обеспечивается специальной функцией, при использовании которой перед расчетом рациона или комбикорма предварительно задаётся структура группы кормов - указывается диапазон процентного содержания в группе каждого из выделенных кормов. При оптимизации рациона или комбикорма заданная структура будет соблюдаться.
Отмечаются корма, включаемые в группу структурируемых кормов. Затем вводятся границы диапазона процентного содержания каждого корма в группе кормов.
В программах КОРАЛЛ-Кормление анализ рассчитанного или заданного вручную рациона может выполняться в нескольких разрезах.
Началом анализа рациона являются первичные данные о его составе. Помимо кормов, имеющихся в наличии или запланированных к закупке, в составе рациона могут присутствовать составляющие премикса россыпью (ингредиенты премикса), идеально дополняющие питательность основных кормов до требуемых норм (рис. 1).
На основе этих ингредиентов можно сформировать адресный рецепт премикса с последующей распечаткой его питательности, состава и заявки на изготовление требуемого количества.
Рис. 1. Состав рациона по кормам
Соответствие питательности рациона рекомендуемым или задаваемым перед расчетом нормам показывают диаграммы сбалансированности по компонентам и соотношениям (рис. 2.). Влияние дисбаланса проявляется в возникновении различного вида потерь, снижающих эффективность использования рациона. По дисбалансу рациона программа рассчитывает потери, связанные с отклонением от нормы каждого компонента и соотношения.
"" - ш
Рис. 2. Сбалансированность и потери по дисбалансу компонентов и соотношений
При анализе рациона поддерживаются и традиционные способы отражения питательности рациона - представление в виде таблиц (рис. 3-4).
Рис. 3. Таблица питательности рациона по компонентам
ВестнифТУИТ, № 3, 202
Рис. 4. Таблица соотношений компонентов рациона
Отклонение содержания компонента рациона от нормы в большую или меньшую сторону приводит к различным нарушениям.
Эффективность рассчитанного рациона можно оценить на основе системы зоотехнических и экономических показателей, по которым дается экономическая и зоотехническая оценка рациона, определяется структура стоимостных показателей - прибыли и потерь (рис. 5 - 7).
I
ПйГЛр» М
Гик." руЫ&м'суП
Рис. 5. Эффективность рациона
Рис. 6. Структура стоимостных показателей
По каждому из нормируемых компонентов питания выполняется анализ по содержанию данного компонента в кормах рациона (рис. 8).
Такой анализ необходим в случае поиска корма, содержание компонента в котором максимально и должно быть ограничено в рационе.
Рис. 8. Содержание компонента питания «Крахмал» в кормах
При планировании рационов задается план расхода по кормам, входящим в рацион, т.е. задать норму скармливания по корму. При этом по результатам расчета программа анализирует отклонения расхода корма от заданной нормы и показывает это на графике (рис. 9).
Рис. 9. Отклонение фактического расходования кормов от планового
Результат моделирования рецептуры предлагаемого корма представлен в табл. 1. При сравнении данных полученной мясной основы и норм безопасности видно, что по целому ряду показателей выявляются недостатки, которые могут быть устранены путем введения комплексной белково-витаминно-минеральной добавки в готовую мясную основу.
Рис. 7. Структура стоимости рациона по составу
ФестнщВГУИЩ № 3, 202
Т а б л и ц а 1 Характеристика модельного корма по ряду
Показатели Нормы по требованиям безопасности Мясораститель-ный корм для собак
Влага, % - 72,6
Жир, не более, % 5 5,0
Белок, не менее, % 18 19,1
Углеводы,% - 4,3
Витамин А, МЕ/кг 5000 5450
Витамин Д, МЕ/кг 500 521
Витамин Е, МЕ/кг 50 56
Кальций, % 0,6 1,2
Фосфор, % 0,5 0,53
Железо, мг/кг 80 63
Медь, мг/кг 7,3 5,8
Йод, мг/кг 1,5 0,65
Энергетическая ценность, Ккал/100 г - 137,2
Формирование рецептов премиксов на основе оптимизации рационов выполняли в программе КОРАЛЛ следующим образом.
При выборе кормов для расчёта рационов дополняли список кормов списком элементов премикса - микроэлементов и витаминов, или списком ингредиентов премикса -солей и концентратов, содержащих микроэлементы и витамины.
После этого выполняли расчёт оптимального рациона по заданному критерию оптимизации. На рис. 10 представлены результаты расчёта рациона с элементами премикса для племенного кобеля.
h G94 5 884 Б 31? 1Ь Mil ы eis
ilWlfl cï frill
о «00 о ion
JOIE M
7 084 u
2 735 u £. OOCI M 21 688 xj
aseao I
972 ООО r ?Л1№н>|
С 085 м }7T ftflfl m Ъ Й09 M
»Wir
Рис. 10. Рецепт рациона с элементами премикса, оптимизированного по критерию «Максимальная сбалансированность»
Сформированным таким образом пре-миксом дополняется справочник кормов программы, и далее премикс может быть использован при расчете других рационов. Состав премикса может быть распечатан. Этот рецепт используется для оформления заказа на изготовление. С учётом рассчитанного премикса сохраняется рецепт рациона (рис. 11).
Рацион | Примечания Исходные данные Производственное задание | по названию [по группе I Состав
Днкальцннфосфат
Зерно кукурузы
Зерно ячменя
Патока кормовая
ПР лак-18 заказной \ Х
Сено разнотравно-злаково-бобовое
Силос разнотравный
Соль поваренная
Шрот рапсовый
I
ПЕШ
5.651 5.840 6.265 1.000 16.310 61.352 0.044 2.725
Влажность | 53.01 7"
Корм | Сбалансированность | Питательность | Компонент
Рис. 11. Рецепт рациона с включением рассчитанного премикса
На рис. 12 приведён результат расчёта рациона, аналогичного рассмотренному, но при дополнении основных кормов не элементами, а ингредиентами премикса.
Рис. 12. Рецепт рациона с ингредиентами премикса, оптимизированного по критерию «Максимальная сбалансированность»
Раскрывается очередное диалоговое окно (рис. 13), в котором выполняется расчёт цены премикса. По щелчку на кнопке «Сохранить» рецепт премикса сохраняется для последующего анализа и печати и заносится в справочник «Корма».
С учётом рассчитанного премикса сохраняется рецепт рациона (рис. 14).
Все статьи I Выбранные I Стоимость составляющих премикса 33.254 руб
Статья Вкл-ад в цену
0.300
Грануляция
Плановые издержки 0.600 руб
if Прибыль 7.821 руб
0.020 руб
У I Сохранить I WI АI Задать вклад в цену | Итого | 49.554 руб J ki
Рис.13. Расчёт цены премикса
ВестникВТУИТ, № 3, 201£
Рацион Примечания Исходные данны е | Производственное задание
по названию | по группе
Состав I * I
Дикальцийфосфат 0.298
Зерно кукурузы 7.051
Зерно ячменя 4.003
Патока кормовая 6.46Б
ПР лак 18 ингр 0.5% 0.500
Сено разнотравно-злаково-бобовое 16.090
Силос разнотравный 62.074
Соль поваренная 0.044
Шрот рапсовый 3.471
Влажность | 52.99 X
Корм | Сбалансированность | Питательность | Компонент
Рис. 14. Рецепт рациона с рассчитанным премиксом
По полученному рецепту премикса формируется задание на его производство.
Для увеличения ассортимента кормов в качестве растительных компонентов можно использовать рис, гречку, частичную замену крупы (до 20 % от массы) на морковь или тыкву.
Для оценки биологической ценности готовых кормов была исследована переваримость белков пищеварительными ферментами в опытах in vitro.
Показатели перевариваемости системой пищеварительных ферментов «пепсин-
трипсин» (in vitro) позволяют оценить скорость ферментативного гидролиза опытных образцов. Данные рис. 14 показывают, что наибольшая скорость гидролиза белков ферментами желудочно-кишечного тракта наблюдается в опытных образцах корма. При максимальной расчётной сбалансированности рациона его
переваримость в среднем увеличивается в опытном образце на 9 % по сравнению с контрольным.
Изучение биобезопасности и биоактивности на культуре Paramecia caudatum выявило, что готовый корм в минимальном разведении (1:1000) был индифферентен по отношению к инфузориям. При изучении показателей плотности инокулята и индекса биологической активности выяснили, что инфузории в образцах реагировали активным размножением табл. 2.
Эффективность влажного мясорасти-тельного корма для собак подтверждена результатами биологических исследований.
Т а б л и ц а 2
Биологическая активность корма на культуре P. Caudatum
Разведение Биологическая безопасность Плотность Инокулята (ПИ)2 Индекс биологической активности (ИБА)3
1:1000 ИН 1,0±0,1 0,96±0,1
1:10000 ИН 1,0±0,1 1,0±0,1
1:100000 ИН 1,1±0,1 1,0±0,1
Поедаемость корма определяется его вкусовыми качествами, потребностью организма в питательных веществах и предыдущим опытом. На первом этапе была изучена поедаемость разработанного корма в сравнении с контрольными образцами, реализуемыми в торговых сетях, различных классов (корм премиум класса и корм супер премиум класса).
Исследования показали, что предлагаемый корм собаки поедали, так же, как и корма премиум и супер премиум класса. Можно отметить, что разработанный корм не уступает кормам промышленного производства и может составить им конкуренцию.
Таким образом, моделирование рецептов премиксов одновременно с оптимизацией рационов с использованием различных программных комплексов в том числе системы
КОРАЛЛ - Кормление повышает экономическую эффективность как кормления животных, так и производства премиксов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лукьянов, Б.В. Новая информационная технология оптимизации рационов для сельскохозяйственных животных (Компьютерные программы «КОРАЛЛ»). [Текст]: учебно-методическое пособие / Б.В. Лукьянов, П.Б. Лукьянов. - М., 2009.
2. Лукьянов Б.В., Лукьянов П.Б. КОРАЛЛ - Комплексная оптимизация рационов, комбикормов, премиксов. - файл «раци-он^ос», 2011
3. www.korall-agro.ru
