توصيفگر ها :
خشك كردن كود مرغ تخمگذار , روش سطح پاسخ , افزودني ها , نيتروژن آمونياكي , پروتئين خام , سالمونلا
چكيده فارسي :
انباشت مقادير قابل توجهي پسماند جامد و فاضلاب توليد شده توسط بخش¬هاي دام و طيور به طور قابل توجهي به چالش¬هاي زيست محيطي افزوده است. بنابراين توسعه سيستم¬هاي زيست محيطي پايدار براي ايجاد محصولات با ارزش افزوده و كاهش انتشار گازهاي گلخانه¬اي مانند آمونياك ضروري است. در اين ميان، با توجه به محتواي بالاي رطوبت و نيتروژن در كود مرغ تخمگذار، تبديل آن به يك محصول با ارزش با اثرات مثبت اقتصادي و زيست محيطي يك فرصت اميدواركننده است. كود مرغ تخمگذار حاوي مقادير قابل توجهي نيتروژن آمونياكي است كه مي¬تواند از طريق تبخير به آمونياك تبديل شود. علاوه بر اين، تخريب تركيبات نيتروژني مانند پروتئين¬هاي هضم نشده و اسيد اوريك در كود مرغ تخمگذار مي¬تواند منجر به انتشار آمونياك شود. بنابراين اتخاذ هر دو روش مديريت سازگار با محيط زيست و مقرون به صرفه براي حفظ محتواي غذايي (پروتئين خام) در كود مرغ تخمگذار و به حداقل رساندن اثرات منفي مرتبط با استفاده مجدد از آن بسيار مهم است. در ميان تمام روش¬هاي پردازش كود مرغ تخمگذار، انتخاب يك روش مناسب مستلزم غلبه بر چالش¬هاي مرتبط با روش¬هاي پردازش است. اين پژوهش نشان داده است كه خشك كردن حرارتي يك روش قابل اعتماد براي كاهش رطوبت كود مرغ تخمگذار است و ارزش غذايي محصول نهايي تا حد زيادي تحت تأثير شرايط خشك كردن است. علاوه بر اين، تركيب افزودني¬هاي بنتونيت و كاه گندم در كاهش رطوبت و در عين حال حفظ ارزش تغذيه¬اي اين محصول مؤثر است. بر اين اساس، اين مطالعه با هدف بهينه‌سازي شرايط خشك كردن كود مرغ تخمگذار و بررسي اثر استفاده از افزودني¬هاي بنتونيت و كاه گندم بر افزايش سرعت حذف رطوبت، كاهش تخريب پروتئين خام و همچنين حفظ نيتروژن آمونياكي در طول فرآيند خشك كردن كود مرغ تخمگذار انجام شد. روش سطح پاسخ (RSM) و طرح باكس- بنكن براي بهينه‌سازي متغيرهاي فرآيند و تركيبات آن¬ها استفاده شد. در اين مطالعه بهينه‌سازي، تخريب پروتئين خام و تلفات نيتروژن آمونياكي در طول فرآيند خشك كردن بايد به حداقل برسد، در حالي كه سرعت حذف رطوبت بايد در حداكثر نگه داشته شود. علاوه بر اين، ارگانيسم¬هاي بيماري¬زا مانند سالمونلا بايد به سطح ايمن كاهش يابد. براي اين منظور دو مجموعه آزمايش شامل خشك كردن كود مرغ تخمگذار با و بدون افزودني طراحي شد. دماي هوا 70، 80 و 90 درجه سلسيوس، سرعت هوا 1، 5/1 و 2 متر بر ثانيه، ضخامت نمونه 5، 10 و 15 ميلي متر، كاه گندم 3، 5/7 و 12 درصد و بنتونيت 2، 4 و 6 درصد متغيرهاي مستقل كليدي بودند كه براي دستيابي به اهداف فوق بهينه شدند. نتايج نشان داد كه دما و افزودني كاه بيشترين تأثير را بر همه پاسخ‌ها داشتند. در آزمايش خشك كردن كود بدون افزودني، شرايط بهينه حاصل شده عبارت بودند از دماي 78 درجه سلسيوس، سرعت هوا 1 متر بر ثانيه و ضخامت لايه 5 ميلي‌متر. در آزمايش خشك كردن كود تركيب شده با افزودني¬ها، افزودن كاه گندم به طور قابل‌توجهي حفظ پروتئين و نيتروژن آمونياكي را افزايش داد. در مورد اين مجموعه آزمايش‌ها، شرايط بهينه دماي 80 درجه سلسيوس، سرعت هوا 5/1 متر بر ثانيه، ضخامت لايه 11 ميلي‌متر، افزودني بنتونيت 6 درصد و افزودني كاه 12 درصد حاصل شد. نتايج بدست آمده از اين مطالعه نشان داد كه نمونه¬هاي كود تيمار شده با 6 درصد بنتونيت و 12 درصد كاه گندم منجر به حفظ 10 درصد پروتئين و58 درصد نيتروژن آمونياكي بيشتر نسبت به نمونه¬هاي بدون افزودني شدند. علاوه بر اين نتايج بررسي تأثير پارامترهاي خشك كردن بر تعداد باكترهاي باقي¬مانده در كود خشك شده نشان داد كه تعداد باكتري¬هاي باقي¬مانده در كود خشك شده به شرايط خشك كردن كود بستگي دارد و در دماي 90 درجه سلسيوس در همه سرعت¬ها و ضخامت¬ها هيچگونه باكتري مشاهده نشد.
چكيده انگليسي :
The accumulation of substantial quantities of solid waste and wastewater generated by the livestock and poultry sectors has significantly contributed to the environmental challenges. Therefore, it is necessary to develop sustainable environmental systems to create value-added products and reduce greenhouse gas emissions, such as ammonia (NH3). In the meantime, considering the high moisture and nitrogen content of laying hen manure (LHM), transforming it into a high-value product with positive economic and environmental impacts represents a promising opportunity. LHM contains considerable amounts of ammonium-N (NH4+-N) that can be converted into NH3 through evaporation. Additionally, the degradation of nitrogenous compounds such as undigested proteins and uric acid in LHM can lead to NH3 emissions. Therefore, it is crucial to adopt both environmentally friendly and cost-effective management techniques to preserve the nutritional content (crude protein) of LHM and minimize the potential negative effects associated with its reuse. Although the number of studies on LHM processing methods is increasing, selecting an efficient management approach requires overcoming the challenges associated with each treatment method. This research has shown that thermal drying is a reliable technique for reducing moisture content of LHM, and the nutritional value of the final product is greatly influenced by the drying conditions. Furthermore, the addition of sodium bentonite (SB) and wheat straw (WS) is effective in reducing moisture while maintaining the nutritional value of this product. Based on this, this study aims to optimize the drying conditions of LHM and investigate the effects of using SB and WS additives on the dehydration rate, reduction of crude protein (CP), and reduction of NH4+-N during the drying process of LHM. Response surface methodology (RSM) with the Box–Behnken design (BBD) was applied to optimize process variables and their combinations. In this optimization study, CP degradation, and N -N losses during the drying process should be kept to a minimum, while the dehydration rate should be kept at a maximum. Furthermore, the pathogenic organisms should be reduced to a safe level. Drying temperatures of 70, 80, and 90 °C, air velocity of 1, 1.5, and 2 m s-1, LHM thickness of 5, 10, and 15 mm, WS additive of 3, 7.5, and 12%, and SB additive of 2, 4 and 6% were key independent variables that were optimized to achieve the aforementioned goals. The results indicated that temperature and WS had the most significant influence on all responses. The optimal conditions for drying LHM without additives were a temperature of 78 °C, air velocity of 1 m/s, and layer thickness of 5 mm. In the experiments of drying LHM with additives, the addition of WS significantly increased the retention of CP and NH4+-N. Regarding this set of experiments, the optimal conditions were a temperature of 80 °C, air velocity of 1.5 m s-1, layer thickness of 11 mm, 6% SB, and 12% WS. The results obtained from this study showed that the LHM treated with 6% SB and 12% WS retained 10% more CP and 58% more NH4+-N than the samples without additives. In addition, the results of the investigation on the impact of drying parameters on the observation of bacteria in dried LHM showed that the number of bacteria was dependent on the drying conditions. Generally, at 90 °C, no bacteria were observed at all levels of air velocity and thicknesses.
