Сублимация рыбопродуктов в условиях Арктики при производстве кормов для сельскохозяйственных животных

Владимир Иванович Сыроватка; Наталья Владимировна Жданова; Александр Николаевич Рассказов; Андрей Дмитриевич Обухов; Дмитрий Иванович Торопов

Владимир Иванович Сыроватка Институт механизации животноводства – филиал ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» https://orcid.org/0000-0002-2846-9041
Наталья Владимировна Жданова Институт механизации животноводства – филиал ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» https://orcid.org/0000-0002-5144-044X
Александр Николаевич Рассказов Институт механизации животноводства – филиал ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» https://orcid.org/0000-0001-9630-5404
Андрей Дмитриевич Обухов ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» https://orcid.org/0000-0002-3674-5659
Дмитрий Иванович Торопов Постоянное представительство Республики Мордовия при Президенте Российской Федерации

Ключевые слова: биологические ресурсы Арктики, рыбная кормовая мука, корма для животных, двухкамерная линия, сублимационная установка, микроволновая энергия

Аннотация

Введение. В статье рассмотрены биологические ресурсы Арктики, которые целесообразно использовать при производстве рыбной муки для кормления сельскохозяйственных животных. Задачей исследований является обоснование целесообразности применения непрерывно работающей двухкамерной линии сублимационной сушки рыбопродуктов, используя естественное замораживание улова рыбы и дешевый источник тепловой энергии для сушки: этан, пропан, бутан (отходы при очистке природного газа и нефтепродуктов местных предприятий), а также СВЧ-энергию.
Материалы и методы. Предложена непрерывно действующая двухкамерная линия сублимационной установки, камеры которой работают попеременно: одна – на процесс сублимационной сушки, а другая – на загрузку и выгрузку обрабатываемых продуктов. При этом используются естественное замораживание рыбы и тепловая энергия на процесс сублимации (сушки) от сжигания отходов газа. При наличии дешевой электроэнергии целесообразно применять для сушки СВЧ-энергию, которая позволяет сократить цикл сушки, обеспечить равномерность и одновременность высушивания материала до 3–5 % влажности без перестановки противней по высоте тележки.
Результаты исследования. Предложены конструкции двухкамерной линии сублимации крупнокусковых продуктов и сублимационной установки на базе СВЧ-энергии, которая позволяет регулировать температуру сублимации в заданных пределах.
Обсуждение и заключение. Представленные конструктивные решения линии сублимации крупнокусковых продуктов и сублимационной установки с применением СВЧ-энергии необходимы при проектировании оборудования на базе цифровых технологий.

Биографии авторов

Владимир Иванович Сыроватка, Институт механизации животноводства – филиал ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

заведующий лабораторией Института механизации животноводства филиала ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (108823, Российская Федерация, г. Москва, п. Знамя Октября, д. 31), академик РАН, доктор технических наук

Наталья Владимировна Жданова, Институт механизации животноводства – филиал ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

инженер-исследователь Института механизации животноводства филиала ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (108823, Российская Федерация, г. Москва, п. Знамя Октября, д. 31)

Александр Николаевич Рассказов, Институт механизации животноводства – филиал ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

ведущий научный сотрудник Института механизации животноводства филиала ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (108823, Российская Федерация, г. Москва, п. Знамя Октября, д. 31), кандидат экономических наук

Андрей Дмитриевич Обухов, ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

главный специалист лаборатории цифровых систем и роботизированных технических средств в молочном животноводстве отдела механизации и автоматизации процессов в животноводстве ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (109428, Российская Федерация, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5)

Дмитрий Иванович Торопов, Постоянное представительство Республики Мордовия при Президенте Российской Федерации

полномочный представитель Республики Мордовия при Правительстве Российской Федерации Постоянного представительства Республики Мордовия при Президенте Российской Федерации (127018, Российская Федерация, г. Москва, ул. Образцова, д. 29), доктор экономических наук

Литература

1. Производство конкурентоспособных кормов для аквакультуры / Н. П. Мишуров, Л. Ю. Коноваленко, В. И. Сыроватка, С. В. Пономарев // Техника и оборудование для села. – 2020. – № 10 (280). – С. 15–18. – URL: https://rosinformagrotech.ru/data/tos/content/mera-280-4 (дата обращения: 01.12.2020). – Рез. англ.

2. Камовников, Б. П. Технико-экономические показатели сублимационных установок / Б. П. Камовников, М. Е. Фомин. – Текст : непосредственный // Мясная индустрия СССР. – 1975. – № 7. – С. 16–18.

3. Kalantari, M. Microwave Technology in Freeze-Drying Process / M. Kalantari. – DOI 10.5772/intechopen. 74064 // Emerging Microwave Technologies in Industrial, Agricultural, Medical and Food Processing ; ed. by K. Y. You. – IntechOpen, 2018. – Pp. 143–157. – URL: https://www.intechopen.com/books/emerging-microwave-technologies-in-industrial-agricultural-medical-and-food-processing/microwavetechnology-in-freeze-drying-process (дата обращения: 01.12.2020).

4. Punathil, L. Fundamentals of Microwave Processing of Food Materials: Modeling and Simulation Methods / L. Punathil, T. Basak. – DOI 10.1016/B978-0-08-100596-5.21842-8. – Текст : электронный // Reference Module in Food Science. – 2017. – URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780081005965218428?via%3Dihub (дата обращения: 01.12.2020).

5. Maffei, S. Freezing and Freeze-Drying: The Future Perspective of Organ and Cell Preservation / S. Maffei, T. A. L. Brevini, F. Gandolfi. – DOI 10.1007/978-3-319-03572-7_9 // Stem Cells in Animal Species: From Pre-clinic to Biodiversity. Stem Cell Biology and Regenerative Medicine ; ed. by T. Brevini. – Cham : Humana Press, 2014. – Pp. 167–184. – URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-3-319-03572-7_9#citeas (дата обращения: 01.12.2020).

6. Агеев, А. В. Состояние и перспективы мирового и отечественного производства кормов для объектов аквакультуры, производства и потребления рыбной муки / А. В. Агеев // Рыбное хозяйство. – 2018. – № 5. – С. 81–85. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36675734 (дата обращения: 01.12.2020). – Рез. англ.

7. Рыбная мука в комбикормах / И. А. Егоров, А. Н. Шевяков, Т. В. Егорова [и др.] // Свиноводство. – 2020. – № 1. – С. 19–20. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42192531 (дата обращения: 01.12.2020). – Рез. англ.

8. Yarmand, M. Microwave Processing of Meat / M. Yarmand, A. H. Rad. – DOI 10.5772/20857. – Текст : электронный // Microwave Heating ; ed. by U. Chandra. – IntechOpen, 2011. – URL: https://www.intechopen.com/books/microwave-heating/microwave-processing-of-meat ( дата обращения: 01.12.2020).

9. Интеллектуальная система управления и обеспечения эффективного производства продукции молочного скотоводства умной фермы / Ю. А. Иванов, В. К. Скоркин, П. И. Гриднев, Д. К. Ларкин. – DOI 10.30766/2072-9081.2019.20.1.57-67 // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. – 2019. – Т. 20, № 1. – С. 57–67. – URL: https://www.agronauka-sv.ru/jour/article/view/302/302 (дата обращения: 01.12.2020). – Рез. англ.

10. Морозов, Н. М. Исследование инновационных направлений повышения эффективности производства продукции животноводства / Н. М. Морозов, А. Н. Рассказов // Техника и оборудование для села. – 2018. – № 6. – С. 45–48. – URL: https://rosinformagrotech.ru/data/tos/arkhiv-zhurnala-besplatnyj-dostup/send/55-arkhiv-zhurnala-za-2018/950-tekhnika-i-oborudovanie-dlya-sela-iyun-6-252-2018 (дата обращения: 01.12.2020).

11. Vaidramidis, V. Predictive Microbiology / V. Vaidramidis. – DOI 10.1016/B978-1-78548-155-0.50001-0. – Текст : электронный // Modeling in Food Microbiology: From Predictive Microbiology to Exposure Assessment ; ed. by J.-M. Membré, V. Valdramidis. – ISTE Press – Elsevier, 2016. – Pp. 1–15. – URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9781785481550500010?via%3Dihub (дата обращения: 01.12.2020).

12. Jackson, S. A. Yeasts and Molds: Aspergillus Flavus / S. A. Jackson, A. D. W. Dobson. – DOI 10.1016/B978-0-08-100596-5.01086-6 // Encyclopedia of Dairy Sciences ; ed. by J. W. Fuquay. – 2nd ed. – Academic Press, 2011. – Pp. 785–791. – URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780081005965010866?via%3Dihub (дата обращения: 01.12.2020).

13. Lenovich, L. M. Survival and Death of Microorganisms as Influenced by Water Activity / L. M. Lenovich. – DOI 10.1201/9780203734148 // Water Activity: Theory and Applications to Food ; L. B. Rockland, L. R. Beuchat (eds). – 1st ed. – Boca Raton : Routledge, 1987. – 18 p. – URL: https:// www.taylorfrancis.com/books/edit/10.1201/9780203734148/water-activity-theory-applications-food-louis- rockland-larry-beuchat (дата обращения: 01.12.2020).

14. Ciurzyńska, A. Freeze-Drying – Application in Food Processing and Biotechnology – a Review / A. Ciurzyńska, A. Lenart. – DOI 10.2478/v10222-011-0017-5 // Polish Journal of Food and Nutrition Sciences. – 2011. – Vol. 61, Issue 3. – Pp. 165–171. – URL: http://journal.pan.olsztyn.pl/Freeze-Drying-Application-in-Food-Processing-and-Biotechnology-a-Review,98302,0,2.html ( дата обращения: 01.12.2020).

15. Патент № 2580964 Российская Федерация, МПК F26B 9/06(2006.01). Сублимационная установка : № 2015102338/06 : заявл. 26.01.2015 : опубл. 10.04.2016 / Сыроватка В. И., Мишуров Н. П., Комарчук Т. С., Бацазов Г. В. ; ФГБНУ ВНИИМЖ. – 7 с. – URL: http://www.freepatent.ru/images/img_patents/2/2580/2580964/patent-2580964.pdf (дата обращения: 01.12.2020). – Рез. англ.

16. Патент № 2581232 Российская Федерация, МПК A23K 30/12. Линия для сублимации кормов и продуктов : № 2015102332/13 : заявл. 26.01.2015 ; опубл. 20.04.2016 / Жданов Н. А, Сыроватка В. И., Бацазов Г. В., Комарчук Т. С. ; заявитель и патентообладатель ФГБНУ ВНИИМЖ. – 7 с. – URL: https://findpatent.ru/patent/258/2581232.html (дата обращения: 01.12.2020).

17. Определение оптимального соотношения между дискретизацией и квантованием для СВЧ АЦП / Г. Алексеев, А. Каленов, И. Мухин, В. Репин // Электроника: наука, технология и бизнес. – 2019. – № 6. – С. 72–74. – URL: https://www.electronics.ru/files/article_pdf/7/article_7510_450.pdf (дата обращения: 01.12.2020).

18. Валигурский, Д. И. Основные задачи обеспечения продовольственной независимости России / Д. И. Валигурский, Э. А. Арустамов. – Текст: электронный // Вестник евразийской науки. – 2018. – Т. 10, № 5. – URL: https://esj.today/PDF/30ECVN518.pdf (дата обращения: 01.12.2020). – Рез. англ.

19. Линия производства комбикормов для рыбы с вакуумным напылением / В. Василенко, Л. Фролова, И. Драган [и др.]. – DOI 10.25741/2413-287X-2019-04-2-059 // Комбикорма. – 2019. – № 4. – С. 38–40. – URL: https://kombi-korma.ru/sites/default/files/2/04_19/04_2019_38-40.pdf (дата обращения: 01.12.2020).

20. Корма для ценных объектов аквакультуры: проблемы и решения / С. Пономарев, Ю. Федоровых, Ю. Ширина [и др.]. – DOI 10.25741/2413-287X-2019-04-3-062 // Комбикорма. – 2019. – № 4. – С. 57–58. – URL: https://kombi-korma.ru/sites/default/files/2/04_19/04_2019_57-58.pdf (дата обращения: 01.12.2020).

21. Баротермическая обработка ингредиентов комбикормов / В. И. Сыроватка, Н. В. Жданова, А. Н. Рассказов, Д. И. Торопов. – DOI 10.15507/2658-4123.029.201903.428-442 // Инженерные технологии и системы. – 2019. – Т. 29, № 3. – С. 428–442. – URL: http://vestnik.mrsu.ru/index.php/en/articles2-en/84-19-3/723-10-15507-0236-2910-029-201903-7 (дата обращения: 01.12.2020). – Рез. англ.

22. Morozov, N. Innovative Maintenance and Feeding of Weaning Piglets Based on New Technical Means / N. Morozov, L. Tsoy, A. Rasskazov // Inmateh – Agricultural Engineering. – 2020. – Vol. 62, no. 3. – Pp. 49–54. – URL: https://inmateh.eu/api/uploads/62-05-N62-Morozova42ae020-b2d3-4bd8-a55c-4c87c9a04e59.pdf (дата обращения: 01.12.2020).