CN107529741B - 用于养殖昆虫的农场 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于养殖昆虫的农场，包括：第一区（Z1），其中，被养殖的昆虫在其生长期间被存储在容器中；以及第二区（Z2），其包括被构造用于对容器的昆虫或者对所述容器执行养殖相关的任务的至少一个站。在第一区（Z1）中，容器以被称为基本单元的堆垛容器组的方式成组。第一区（Z1）包括托盘支架，基本单元能够置于该支架中。第一区（Z1）进一步配备有自动化装置，该自动化装置被构造成以便在所述第一区（Z1）和与所述第二区（Z2）的接口（1）之间移动基本单元。
Description
技术领域
本发明涉及养殖昆虫的领域。特别地涉及用于养殖昆虫的农场或单元。
背景技术
昆虫（特别是某些物种）能够构成产品或原料的来源，特别是用于动物或人类食料或者被用于许多其它产业。
除非另有说明，本申请中使用的术语“昆虫”是指从卵或卵囊经过幼虫和若虫或蛹至成年昆虫的任何发育阶段。
特别地，术语“幼虫”在本申请中意指昆虫的幼虫阶段，其包括双翅目的蛆阶段和鳞翅目的毛虫阶段，以及直翅目中的无翅阶段。术语“若虫”在本申请中意指幼虫与成虫之间的中间阶段（其包括双翅目的蛹、鞘翅目的若虫、鳞翅目的蛹），以及如果适用的话，在该中间阶段中出现个体的某些生理的（预蛹）或行为的改进（诸如，双翅目的表皮的显著的硬化作用）。同样，术语“卵”也涵盖了网翅目的卵囊。
通常，食用昆虫的某些物种富含蛋白质。目前已经识别了大约二千个食用物种，而且这个数量正在不断增加。许多昆虫能够被用于养殖农场动物（哺乳动物、鸟类等）、农场养殖的鱼类和水生无脊椎动物等的饲料。一般来说，昆虫将其摄入的大部分转化为体重（特别地，显著地超过哺乳动物）。事实上，其新陈代谢是变温生物的新陈代谢，不需要使用能量来维持其体温。另一方面，被称为恒温动物的高等动物为了维持体温，使用大量的能量。因此为了饲料生产的目的，昆虫的驯化构成了在营养和保护环境方面的全球性挑战的机会。
除了食物方面，昆虫能够在许多工业领域中构成重要的资源。通常，昆虫的外骨骼大部分由壳多糖构成，一种已知的衍生物是脱乙酰壳多糖。壳多糖和/或脱乙酰壳多糖的应用很多：化妆品（化妆品组合物）、医药和药物（药物组合物、烧伤治疗、生物材料、角膜敷料、外科缝线）、饮食学和饮食规定、技术（特别地用于水过滤和污染控制的过滤剂、组织形成剂、絮凝剂或吸附剂）等。事实上，壳多糖和脱乙酰壳多糖是生物相容的、可生物降解的和无毒的材料。
昆虫养殖已经历了一些快速增长。因此，已经开发了涉及这样的养殖的某些过程和装置。例如，从文献WO 2014/171829中已知一种方法和相关装置，使得能够将在昆虫养殖箱中的食物供应自动化。更具体地说，该申请公开了一种装置，该装置通过观测农场的每个箱的过程来确定存在于每个箱中的昆虫的生长条件和生长阶段以及在所讨论的箱中是否要求食物供应。
因此，虽然某些已知的装置解决了昆虫养殖中的某些简化问题，但是没有已知的装置和过程使得能够设想在优化的条件下的大规模的昆虫养殖。
特别地，在现有技术中，大规模养殖的物流和管理问题仍知之甚少或没有以令人满意的方式解决。现在，大规模养殖将使得能获得足够量的产品，以便特别地使食品和化学品市场产生兴趣。
发明内容
本发明的目的是为了克服上面提到的缺点中的至少一个。本发明特别地涉及提出一种装置（特别是农场），该装置优化与养殖昆虫相关的物流。
特别地，本发明涉及用于养殖昆虫的农场，包括：第一区，其中，养殖的昆虫在其生长期间存储在容器中；以及第二区，包括被构造用于对容器中的昆虫或者对所述容器执行养殖操作的至少一个站；在第一区中，容器以被称为基本单元的堆垛容器组的方式成组，第一区包括能够在其中设置基本单元的托盘支架；第一区还配备有被构造用于在第一区和与第二区的接口之间移动基本单元的自动化装置。
将农场划分成两个区使得能够优化养殖的许多方面。第一区利用自动化装置来收集托盘并将其送至第二区以使得在第一区中不进行或几乎不进行养殖操作。以托盘组织养殖使得能够将大量的单批昆虫成组在一起并进行处理，每批昆虫由处于相同发育或生长阶段的昆虫构成。而且，其允许高度自动化，其中，托盘和养殖容器由机器人或自动化机器容易地操作。这允许农场中的高水平的生产。能够利用合适的支架存储托盘上的养殖容器，从而在三个空间维度上允许存储区域中的空间的显著优化。优选地包含处于相同发育阶段的昆虫的基本养殖单元的形成允许在农场中实施养殖过程的简单的有序管理。因此，本发明中提出的农场使得能够采用迄今为止在养殖昆虫领域中未知的工业类型的过程和生产管理。
在用于养殖昆虫的这样的农场中，自动化装置能够有利地包括能够沿着支架移动或在支架之间移动的存储/取出机。
自动化装置能够适于在支架内移动。
自动化装置能够例如包括沿着支架移动以便取出处于一个或两个支架深度处的负载物的存储/取出机。其能够包括穿梭系统，该穿梭系统在支架内水平移动（在深度方向上，如果需要的话，在长度方向和/或宽度方向上），以便在多个支架在深度方向上并排放置时放置并收集托盘。被回收的托盘能够例如被转移到存储/取出机或升降机。
容器能够特别地是可堆叠的箱，其中，基本单元包括堆叠在托盘上的一个或多个列中的多个箱。根据另一变型例，基本单元包括适于容纳容器以便形成一列或多列容器的支架（或搁架系统）。
在这种情况中，基本单元能够特别地包括一到四列，每列由四到二十五个箱构成。基本单元能够替代地包括一到四列，每列由四到三十五个箱构成。
基本单元能够具有在1.80 m和3 m之间、优选地在2 m和2.80 m之间的高度。例如，基本单元能够具有在1.80 m和2.40 m之间、优选在2 m和2.20 m之间的高度。
而且，支架能够被构造用于在高度方向上存储两个到十五个基本单元，并且在深度方向上存储一个或两个基本单元。
支架能够被构造用于在高度方向上存储两个到二十个基本单元，并且在深度方向上存储一个到二十二个基本单元。
根据实施例，第一区能够被划分成仓，该仓旨在存储处于不同的生长阶段和/或不同物种的幼虫或昆虫，所述仓由分隔件装置隔开。
有利地，农场能够包括用于监测下述参数中的至少一个环境参数的装置：温度、空气湿度、大气压力、光及其频率、空气的氧含量、空气的挥发性有机化合物含量和空气的细颗粒物质含量，该装置被构造成以便对每组支架施加不同的环境参数值。
根据实施例，第二区能够包括用于将基本单元或者被拆组的容器移动到所述第二区的至少一个站的自动化输送器系统。
第二区能够特别地包括用于对容器进行卸垛和拆组的站。
第二区能够包括用于将容器成组在一起形成基本单元的站。
第二区能够包括多个站，每个站被构造用于从下述内容中选择的一个或多个养殖操作：
- 饲养；
- 提供水；
- 根据大小、重量、体积或密度对昆虫进行分级；
- 分选活的和死亡的幼虫及粪便；
- 分选活的成虫和死亡的成虫；
- 分选活的若虫和死亡的若虫；
- 在卵、幼虫、若虫和成虫之间分选昆虫的至少两个发育阶段；
- 分离活的昆虫和未被消耗的基质；
- 分选昆虫和卵；
- 将昆虫添加到养殖容器；
- 杀死或毁灭昆虫；
- 识别具有疾病症状的昆虫；
- 清洗容器。
这样的农场能够包括站，该站包括被构造成以便分析昆虫、幼虫、若虫的生理状态的观察和/或采样工具。
这样的农场能够特别地包括站，该站被构造用于根据大小、重量、体积或密度对成年昆虫进行分级，和/或分选活的和死亡的幼虫及粪便，和/或分选成年昆虫、幼虫或若虫，该站包括用于根据密度和进气进行分离的装置。
农场能够包括站，该站被构造用于根据大小或体积对活的幼虫进行分级，和/或分选活的和死亡的幼虫、活的和死亡的成年昆虫、活的和死亡的若虫、卵、基质和粪便，该站包括光学分选装置。光学分选能够特别地使得能够根据大小或根据其它视觉可识别的参数（诸如，颜色、形状、移动等）来分选昆虫。
农场能够包括站，该站被构造用于对活的幼虫进行分级，和/或分选活的和死亡的幼虫、活的和死亡的成年昆虫、活的和死亡的若虫、卵、基质和粪便，该农场包括诸如筛网或振动台的振动元件。
农场能够包括站，该站被构造用于对活的幼虫进行分级，和/或分选活的和死亡的幼虫、活的和死亡的成年昆虫、活的和死亡的若虫、卵、基质和粪便，该站包括密度测定台。
农场能够包括站，该站被构造用于对活的幼虫进行分级，和/或分选活的和死亡的幼虫、活的和死亡的成年昆虫、活的和死亡的若虫、卵、基质和粪便，该站包括辊式分级机。
农场能够包括站，该站被构造用于对活的幼虫进行分级，和/或分选活的和死亡的幼虫、活的和死亡的成年昆虫、活的和死亡的若虫、卵、基质和粪便，该站包括允许通过离心力排出幼虫的旋转元件。
不同的站能够由自动化装置供应。取决于所讨论的站，其能够自动供应基质、食物、水、容器（满的或空的）、被清空的容器的内容物等。
农场能够包括用于通过电子装置来实施识别箱或基本单元的装置。
农场还能包括一组传感器，该传感器包括：
- 重量传感器，其被构造成以便确定基本单元或容器的重量；和/或
- 颜色传感器，其被构造成以便确定容器中的昆虫、若虫或卵、基质、水和/或粪便的颜色；和/或
- 厚度或体积传感器，其被构造成以便确定容器中的基质的厚度或体积；
- 尺寸传感器，其被构造成以便确定容器中的昆虫、若虫或卵的大小。
通过下面的描述本发明的其它特征和优点将变得更加明显。
附图说明
在附图中，通过示例的方式非限制性地给出以下内容：
- 图1示出了根据本发明的实施例的农场的整体组织结构；
- 图2在示意性三维视图中示出了根据本发明的实施例的农场的示例；
- 图3在示意图中示出了用于昆虫养殖的基本单元；
- 图4示出了根据本发明的实施例的农场的第一区的组织结构的示例；
- 图5示出了根据本发明的另一个实施例的农场的第一区的组织结构的示例；
- 图6在示意性三维视图中示出了根据采用图4所示的组织结构的本发明的实施例的农场的第一区；
- 图7在示意性三维视图中示出了图6所示的第一区的变型例；
- 图8示出了根据本发明的另一个实施例的农场的第一区的组织结构的示例；
- 图9在示意图中示出了根据本发明的实施例的农场的第二区的组织结构的示例。
具体实施方式
如图1所示，根据本发明的用于养殖昆虫的农场（在此通过上面的示意图示出）包括至少两个区，即，组织用于昆虫在其生长期间的存储的第一区Z1。在第一区Z1中，昆虫的大小在受控且优化的环境条件下（由包括温度、湿度等的环境参数限定）增加。
昆虫养殖的概念包括直至期望的阶段的成年昆虫的生长，但也能够包括获得成年昆虫之前的所有阶段，从产卵、卵的发育、孵化、幼虫阶段、蛹化、若虫阶段、出蛹等。昆虫养殖能够特别地设想为有组织的整体，其允许通过成年昆虫产卵以用于产生幼虫，一些幼虫被养殖至成年阶段以用于产新卵，成虫由年轻的成虫定期更新（例如，在其死亡后）从而提供新的产卵等。生产的最终产品能够是卵、和/或幼虫、和/或若虫、和/或成年昆虫。
农场还包括组织用于执行一个或多个养殖操作的第二区Z2。养殖操作相当于维持生命、良好的生长和/或昆虫养殖条件的优化所必须进行的操作。在其它操作中，其能够是：
- 饲养昆虫；
- 向昆虫提供水；
- 更新在其中养殖昆虫的基质；
- 分选昆虫（以使得能够移除卵、根据大小分离昆虫、移除在养殖期间死亡的那些昆虫等）；
- 识别具有疾病症状的昆虫；
- 增加或减少基本单元的密度以便使产量最大化而不损害昆虫的福利和健康，从而优化农场的生产率；
- 杀死多余的、患病的和/或被污染的或被寄生的昆虫；
- 添加新的昆虫品种（以便维持后代的良好健康状况）；
- 处理粪便以便再利用它们。
养殖基质（即，添加到容器中的适于昆虫、幼虫或若虫的生命的培养基，其能够包含旨在用于昆虫、幼虫或若虫的食物）能够具有干燥固体（颗粒、薄片等）、潮湿固体或液体的形式。
第二区Z2特别地包括用于执行一个或多个养殖程序的一个或多个专用工作站。养殖程序能够相当于构成该养殖程序的操作或者一系列的多个操作。第二区Z2能够适于允许在一个或多个工作站处实施由一系列操作构成的养殖程序。工作站通常能够以岛的形式成组在一起以用于实施连续操作。
图1示出了第一区Z1的可能的组织结构的视图。昆虫（卵、幼虫、若虫或成虫）养殖在容器中，这些容器以托盘的形式成组在一起形成基本养殖单元。托盘存储在第一区Z1中的托盘支架中。在此处所示的示例中，托盘支架由通道A1隔开以允许在支架之间移动。多个平行的支架/通道/支架组能够被描述为构成区域Z1。例如，支架能够包括用于托盘的1至20个空间。例如，通道A1能够允许自动化设备（通常为存储/取出机）在周围移动，使得能够将基本单元移动到与第二区Z2的接口1。接口1能够是用于存放基本单元的区域，例如设置有诸如带式输送器的输送器系统，该输送器系统的操作使得能够将基本单元送至第二区2，以便执行养殖操作。
图2在示意性三维视图中示出了根据本发明的实施例的农场的示例。在此处所示的示例中，托盘支架由柱和梁结构形成，其中设置有通路以便用于存储/取出机在支架之间移动。第二区Z2包括带式输送器2，其使得基本单元或者已经被拆组的容器能够在所述第二区Z2中移动。带式输送器2通常允许在第二区Z2中从与第一区Z1的接口至一个或多个站P1和/或P2的移动（可选地以站的岛的方式成组并且专用于一个或多个养殖操作），以及在站之间移动。带式输送器2能够允许基本单元或容器返回到接口1，或者可选地返回到专用于基本单元从第二区Z2到第一区Z1的转移的第二接口（未示出）。
为了执行某些操作，能够证明有必要将养殖容器卸垛和/或拆组。根据各种可能的组织方式，该操作能够在接口1的平面处或者在第二区Z2的专用站上执行。
除了第一区Z1和第二区Z2之外，根据本发明的实施例的用于养殖昆虫的农场能够包括各种附加区域：用于制备养殖产品的区域Z8（特别是流体，包括那些使得能够控制农场的大气条件的流体）；用于新品种的到达区；用于调度品种的区域。
农场能够具有其它附加区域：实验室区Z3、办公区Z4、用于废物处理的区域Z5、用于制备养殖食物的区域Z6、用于生产产品的区域Z7（用于通过所养殖的昆虫生产各种产品）、物流区Z9等。
在本发明中，在基本养殖单元中执行昆虫的生长，即，在特定养殖操作之外的养殖阶段。这是一组成组的养殖容器。图3示出了根据三维示意图的养殖单元的示例。特别地，养殖容器能够是可堆叠的箱或隔室。可堆叠的箱或隔室特别地意指以轻微嵌入的方式彼此叠置的箱或隔室，这实现了由此形成的箱的列的一定的稳定性。
可堆叠的箱由防腐材料制成。其特别地能够由塑料材料制成。优选地，所使用的材料为食物级类型，即，允许与食品接触的材料。
这些箱特别地能够是具有简单几何形状的箱，具有以下特征中的一个或多个：平行六面体矩形通用形状、平坦的基部、竖直的侧部（侧壁）。其能够包括：开放的上表面，特别地用于养殖鞘翅目；或闭合的上表面，以便形成养殖笼，特别地用于养殖双翅目（通常具有允许空气和光通过的丝网的壁）。其还能够在上表面和下表面之间配备相应的嵌入装置，诸如旨在当堆叠箱时容纳在对应孔中的销。
此外，箱必须具有足够的竖直强度以支承其堆叠，并且足够结实以便承受所有处理、清洁和清洁产品从而允许其再利用。堆叠的箱的数量能够根据本发明的不同实施例而变化，并且例如能够是每列箱多达二十个箱。例如，每个箱能够具有包含在0.2和10kg之间，优选在0.5和5kg之间，更优选在1和3kg之间的负载能力（即，能够存储在箱中的重量）。通常，箱的负载能够是2kg的量级，该值通过示例的方式给出以用于接近蛹化阶段的群居的完全变态的幼虫（诸如，黄粉虫、或士兵虻）。当清空时，一个箱能具有1.5kg的量级的重量。因此，装载的箱的重量通常能够是3.5kg的量级。
通常，整列容器能够具有500kg量级的总重量。
箱有利地具有足够的稳定性和强度，以便即使在堆叠时也能抵抗由自动化装置引起的水平加速度，该自动化装置允许其在农场的第一区Z1中移动或在第一区Z1和第二区Z2之间移动，以及在任何可选的装置（诸如，第二区Z2中的带式输送器）上移动。特别地，箱有利地具有足够的水平强度以支承在其下表面和其上表面之间的加速度差。优选地，箱应该被构造成能够抵抗包括在1m / s2和5m / s2之间、优先在3m / s2和4m / s2之间的水平加速度。
箱还有利地具有允许适于昆虫养殖的通气的透孔侧壁。
如图3所示，容器31、32堆垛在装载托盘33上，即，成组在一起形成基本单元UE。托盘33能够特别地是标准大小的托盘，即，通常是“欧式托盘（Europe pallet）”类型的托盘（120cm长×80cm宽），或者是这种类型的半托盘（80cm长×60cm宽）。能够使用其它规格的托盘，但是使用标准规格的托盘使得能够限制与设备专门化相关联的成本。能够有利地使用由食物级塑料制成的托盘。还能够使用例如铝或铝合金的金属托盘。与木制托盘相比，塑料或金属托盘避免了一定的健康风险。
在图3所示的示例中，基本养殖单元UE包括四列、每列五个堆叠的箱。其它构造是可能的，例如，在每列中堆叠更多或更少箱、单列箱或两列箱。箱的形状，特别是其基部的通常形状（其通常为正方形或矩形）能够适于基本单元的期望结构。
例如，具有约60cm长×40cm宽的矩形基部的四堆箱能够完全覆盖宽120cm的正方形托盘。能够使用并排的具有约40cm的正方形基部的六堆箱来完全覆盖这样的托盘。还能够决定在其上仅放置四堆具有40cm的正方形基部的箱，在其之间具有或者没有空间。具有约80cm×60cm的矩形基部的两堆箱能够覆盖该同一个托盘。也能够使用不同大小的箱的堆体，例如，一堆约80cm×60cm的箱和两堆约60cm×40cm的箱。
为了覆盖80cm长×60cm的半托盘，例如，能够使用一堆具有约80cm×60cm的矩形基部的箱、两垛约60cm×40cm的箱或四垛约40cm×30cm的箱。
能够想到许多其它组合。
完整的基本养殖单元的高度例如能够包括在160和230cm之间，并且通常是200cm的量级，这使得能够符合能构成第一区Z1的常规托盘支架。因此，堆叠的容器的数量（在容器的列中）能够是十个或更多，潜在地为15个，或者甚至超过25个。
除了托盘和容器之外，基本单元还能够包括覆盖上部容器（位于堆体顶部的最后一个容器）的盖。该盖能够具有一个或多个功能，包括：
- 关闭上部容器的上表面；
- 对堆体进行机械支承，这对于基本单元承受在其运动期间经历的水平加速度是特别必要的；
- 支承控制传感器，诸如，温度计、湿度计、氧传感器、二氧化碳传感器；
- 支承照明设备（优选地为LED类型等）。
根据图4和图5中的示意图示出了第一区Z1的不同的可能组织结构。
在图4中，第一区Z1在支架R1、R2、R3和R4之间包括两个通道A1、A2，这使得两个存储/取出机T1、T2能够分别在周围移动。支架中的每个隔室代表用于存储托盘的空间或者一列存储空间。存储/取出机T1、T2能够在与其相关联的通道A1、A2中移动，并且在支架中的一个空间中拿取托盘以便将其移动到与第二区的接口（未在图4中示出）或移动到第一区Z1中的另一个空间。在此处所示的示例中，空气幕4设置在一些托盘空间之间。该空气幕4使得能够将第一区Z1的各个部分隔离，所述各部分被分别分配给要求不同环境条件的昆虫（或幼虫、或若虫）的各种生长阶段。无论第一区Z1的一般组织结构如何，能够设置多个空气幕以便将所述第一区Z1的多个部分彼此隔离。
将区域Z1分隔成多个部分或仓使得能够降低疾病传播的风险。仓能够例如由在两排之间配备有存储/取出机的两排支架构成。
仓的这种分隔能够利用空气幕或能够分离两个区域以便能够在其中确保两种不同的大气条件（温度、湿度等）以及各仓间的卫生分离的任何其它分隔装置。例如，能够利用物理分隔件。第一区Z1能够包括由物理分隔件分离的多个不同的存储器。在这种情况下，每个存储器能够配备用于基本单元移动的一个或多个自动化装置。
通常，无论第一区Z1的组织结构如何，其能够由空气幕物理划分或者实际上划分成专用于昆虫的不同成熟度阶段的子区域或专用于在农场中进行的多个养殖过程。例如，能够识别三个平行的过程，即：被称为生产过程的过程，其涉及卵或幼体直至给定成熟度的幼虫阶段的发育，该给定成熟度能够相当于任何转化之前的养殖的最终产品；被称为繁殖过程的过程，其涉及卵或幼体直至年轻成虫阶段的发育；以及被称为产卵过程的过程，其涉及通过成年昆虫生产卵或产生幼体。
在图5中，第一区Z1包括支架R1、R2、R3、R4以及在这些支架R1、R2、R3和R4的任一侧上的存储/取出机T1、T2。每个支架都是允许托盘的自动前进的类型。通常，在支架R1、R2、R3、R4的给定阶段，第一存储/取出机T1能够将基本养殖单元引入到所讨论的支架中。然后，基本单元经由机动化系统或在重力的影响下（例如，在辊子系统上）在支架中前进。在由第二存储/取出机T2移除已前进到与由第一存储/取出机引入的端部相反的支架的一端的基本单元之后，能够发生该前进。空气幕4确保在第一区Z1的特定部分之间的分离，在这种情况下，确保在两个系列的支架之间的分离。
无论所讨论的本发明的变型例如何，宽为1米到2米的量级（在支架的整个高度上）并且通常为1.6米的空气幕优选地用于隔离所讨论的部分或第一区的仓。
图6在示意性三维视图中示出了根据本发明的实施例的农场的第一区Z1的可能结构。所示的组织结构对应于图4所示的组织结构的变型例，在支架R1、R2、R3、R4、R5和R6之间具有三个通道A1、A2、A3。
在具有三个通道的该构造中，使用三个存储/取出机T1、T2、T3。然而，能够替代地使用被构造成能够服务多个通道的存储/取出机。
此外，根据该一般组织结构的原则，能够通过下述方式几乎无止境地扩展第一区Z1：根据可获得的地面空间而通过增加支架的长度和/或支架的数量的方式；并且根据可获得的竖直空间而通过增加支架的高度的方式，这使得能够显著地增加单元的生产率，特别是其空间生产率（即，根据重量相对于所使用的地面空间的生产）。
在支架具有显著的高度的情况下，能够需要确保在给定区域中足以使温度均匀化的空气循环（在没有计划流动的情况下，温暖空气趋于升高）。
图7在示意性三维视图中示出了根据本发明的实施例的第一区Z1的组织结构的另一个变型例。根据该变型例，支架R1到R8按照每组两个支架的方式组织，并且能够在通道A1、A2中移动的每个存储/取出机具有双重深度，从而使得如果第一排中的支架的相应空间为空，则其能够收集第二排中的支架上的托盘或堆垛的基本养殖单元。在其它变型例中，存储/取出机能够使得在第三排中收集托盘成为可能。此外，某些双重或三重存储/取出机使得能够同时收集两个或三个托盘或基本单元。
图8示出了根据本发明的另一个实施例的农场的第一区的组织结构的示例。
在所示的构造中，三到二十个支架成组在一起。在这种情况中，在所示示例中，支架R1到R6成组在一起。存储/取出机被构造成能够在通道A1中运行。通道A1将支架R1到R6与支架R7和R8分离。在该实施例中，存储/取出机提供一种移动机器人，该机器人适于在通道A1和期望的排之间的排为空的情况下，将支架R1到R6的成组的支架的期望的排中的基本单元取出。通过调整相邻的支架的排的数量或者所利用的通道的数量，能够设想该实施例的许多变型例。
当然，在图4到图8中给出的第一区Z1的示例也能够对应于第一区Z1的单个仓的组织结构，其被划分成如物理地分隔的存储器那么多的仓，该仓构成第一区Z1。
图9 示意图中示出了根据本发明的实施例的农场的第二区Z2的组织结构的示例。
图9中所示的第二区Z2的示例在图1中的示例农场的上下文中表示。特别地，图9示出了与第一区Z1的接口1。输送器系统（即，在所示示例中的带式输送器2）确保基本单元的移动，或者如果适用的话，确保被拆组的容器的移动。存储/取出机在从第一区Z1选择托盘之后，将该托盘放置在形成第一区Z1和第二区Z2之间的接口1的带式输送器2的区域上，或者放置在允许托盘在期望的时间被送到所述带式输送器2的任何其它装置上。在此处所示的示例中，堆垛的基本单元由带式输送器2引导至卸垛（和堆垛）区，在这种情况中为第一物流区B1和第二物流区B2。
通常，此处所示的示例第二区Z2以被称为岛的四个子区域的方式组织，分别表示为B、C、D和E。岛B、C、D和E与一个或多个养殖操作相关联，为此其或多或少是专用的。
在所示示例中，岛E相当于用于饲养昆虫（或幼虫、或若虫）的站。饲养岛E1配备有饲养装置E.
根据本发明的不同变型例，饲养要求（或不要求）形成基本养殖单元的容器被卸垛或拆组。卸垛能够包括将基本单元的每个容器彼此分离以便获得一组单独的容器，或将一个基本单元分离成多组容器（通常为四到六个容器）。
在饲养岛E中以及在第一和第二物流区域B1、C1的平面上的卸垛和堆垛能够例如使用多关节处理机器人（例如，六轴机器人、或七轴机器人）来执行。这样的机器人能够允许在速度、加速度和维持位置的方面更一般地处理养殖容器，与昆虫养殖相容。
不管基本单元的容器是否被拆组，饲养装置E1必须确保食物在容器中基本上均匀分布。
饲养岛E能够可选地允许在养殖容器中提供水。这种水的提供能够根据各种替代或附加模式而执行：通过定期填充容器的专用罐；通过雾化或倾注；通过提供富水食物或材料、或富含水的食物或材料。
营养的提供也能够与水的提供一起执行。
在所示示例中，岛D专用于清洗养殖容器。其能够特别地包括一个或多个适于清洗养殖隔室和/或托盘的清洗通道D1。
在此处所示的示例中，清洗岛D被构造成以便在必要时允许向岛B和岛C供应清洁容器。
在所示示例中，岛B和岛C相当于第一模块岛B和第二模块岛C。岛B和岛C被称为模块，因为其包括能够容易地互换或升级以便其能够容易地专用于各种养殖操作的一定数量的设备项目。在所示构造中，模块岛B、C的每一个包括配备有多关节处理机器人（例如，六轴机器人、或七轴机器人）的物流区B1、C1。这些区域配备的机器人在对接下来执行养殖操作必要时，允许养殖容器被拆组，并且可选地在对应的岛的平面上执行养殖操作之后，允许将容器成组在一起并且堆垛成基本单元。
岛也被构造成以便允许在基本单元或容器上实施养殖操作。岛因此包括一个或多个站、或一台或多台机器，基本单元或容器必须被送至其。这个功能能够部分地由处理机器人保证，例如用于将容器放置在将基本单元或容器送至给定站的传送带上。
在所示示例中，第一模块岛B包括第一空气筛B2，其被构造用于分离活的幼虫、死亡的幼虫和粪便。第一模块岛B还特别地包括第二空气筛B3，其被构造用于分级（活的）幼虫，即，根据幼虫的大小或重量对幼虫进行分离。
在所示示例中，第二模块岛C包括筛网C2，其被构造用于成年昆虫、卵和养殖基质（添加到容器的适于昆虫、幼虫或若虫的生命的培养基）之间的分离。这能够特别地是一系列筛子，分离阶段的连续筛子越来越精细以便执行上面提到的分离。第二模块岛C还包括第三空气筛C3，其被构造用于成年昆虫、幼虫和若虫之间的分离。第二模块岛C还包括第四空气筛C4，其被构造用于在活的成年昆虫和死亡的昆虫之间进行分离。第二模块岛C还包括第五空气筛C5，其被构造用于在幼虫和若虫之间进行分离。
农场的组织结构（以及特别是此处通过示例的方式给出的第二区Z2的组织结构）允许实施昆虫养殖的所有定期的操作，从卵直至获得具有期望的生长水平的成年昆虫。利用更多或更少数量的岛或站，许多其它组织模式是可能的。
根据本发明的农场还有利地配备有使得能够在所述养殖期间监测执行不同的养殖操作的装置。特别地，养殖过程遵循一系列步骤，即，通常遵循预先限定的日历执行的养殖操作的精确排序，取决于昆虫的生长发育（或幼虫、或若虫）可选地能够在养殖期间校正。为了能够有效地监测养殖过程的进展，农场有利地设置有用于监测基本单元、和/或特定容器、和/或每个容器的系统。
用于监测基本单元、和/或某些容器、和/或每个容器的系统能够特别地使用RFID技术（无线电频率识别，通常被称为无线电识别）。如果可适用的话，RFID标签能够与基本单元或容器相关联，允许其识别的读取器系统设置在农场中，通常处于第一区和第二区之间的接口的平面（以便管理第一区Z1的支架中的基本单元的位置），以及位于执行养殖操作的不同站的入口和/或出口。所实施的RFID系统还能够允许即时识别构成托盘的隔室组。该RFID系统有利地连接到允许确保每个容器的可追溯性的数据库。可追溯性涉及整个养殖过程，从用于养殖的原料，到昆虫（饲料、基质等），直至杀死并转化成最终产品。
能够成功地使用用于识别和收集对应数据的其它装置，例如特别地根据WiFi、蓝牙或Zigbee（注册商标）协议的无线通信。也能够成功地实施利用低频无线电波的低通量系统。
农场还有利地配备有与RFID类型或其他类型的监测装置相关联的用于监测生产的计算机化系统。因此，生产能够以自动化的方式被驱动，该系统通常能够将某些操作与某些基本养殖单元相关联，并且在适当的时间控制第一存储区域中的给定的基本养殖单元的收集、执行期望的程序以及返回至基本单元的给定位置。
通常，在同一个基本养殖单元中的昆虫的发育和生长阶段（卵、幼虫、若虫、成年昆虫）在理论上是相同的。为此，在同一个基本单元中的昆虫有利地被“同步”，即，源自最多几天的间隔产的卵，然后根据大小或成熟度从幼虫阶段分选。因此，对基本单元的监测通常足以控制农场的自动化设备，例如，存储/取出机能够用来回收在农场的第一区Z1中的基本单元，并且将其送到第二区Z2以便执行给定操作，然后装置使得能够将第二区Z2中的该基本单元引导至期望的一个或多个站。
例如，对某些特定容器的监测能够允许这些特定的容器的定期取出和抽样以便执行用于控制或评估的实施的检查。
最后，要求识别每个所述容器的容器的个体监测允许对养殖过程进行完整且个体化的监测。在用源自其它基本单元的容器或用新容器进行养殖期间，在需要时能够特别地重新构成基本单元。
根据本发明的养殖农场通过（通常在养殖容器的技术限定中及在用于供给和用于分选操作的机器的校准中）进行较小的调整能够用于养殖许多物种的昆虫。通常，在一个农场中养殖单一物种。也能够优选在农场的单独部分中养殖多个物种。在适合同时养殖多个昆虫物种的农场的背景下，能够利用某些协同作用。通常，一种物种的某些幼虫、活的或死亡的昆虫、或生产和养殖的副产品能够用于饲养另一物种。
在重新使用养殖产品之后，最终获得的利益产品是从昆虫获得的。如前所述，“昆虫”是指与发育阶段（诸如，成虫或幼虫阶段或若虫阶段）无关的昆虫。优选地，在根据本发明的过程中利用的昆虫是可食用的。
更具体地，昆虫能够选自由下述昆虫构成的组：鞘翅目（Coleoptera）、双翅目（Diptera）、鳞翅目（Lepidoptera）、等翅目（Isoptera）、直翅目（Orthoptera）、膜翅目（Hymenoptera）、网翅目（Dictyoptera）、半翅目（Hemiptera）、异翅目（Heteroptera）、蜉蝣目（Ephemeroptera）和长翅目（Mecoptera），优选地选自鞘翅目、双翅目、直翅目和鳞翅目。蜚蠊目（Blattoptera）
优选地，昆虫选自由下述昆虫构成的组：黄粉虫（Tenebrio molitor或者yellowmealworms）、黑水虻（Hermetia illucens）、红棕象甲（Rhynchophorus ferrugineus）、蜡螟（Galleria mellonella）、黑菌虫（Alphitobius diaperinus）、大麦虫（Zophobas morio）、褐蜚蠊（Blattera fusca）、家蝇（Musca domestica）、大头金蝇（Chrysomya megacephala）、飞蝗（Locusta migratoria）、沙漠蝗（Schistocerca gregaria）、家蟋蟀（Achetadomestica）和樗蚕（Samia ricini）。
特别地在昆虫在其生长期间所存储的第一区中，有利的条件能够允许昆虫的快速发育和繁殖。例如，从卵到完全长大的成年，黄粉虫的整个发育周期在15℃至35℃的温度下会耗费两个月到三个月，而在自然环境中会耗费一年。
因此，根据本发明的农场由于其高度自动化以及所利用的装置和方法的优化而允许以最小的成本进行大规模的昆虫养殖。例如，存储/取出机通常能够执行高达每小时五百次的移动操作。而且，其使得能够移动被组织以便每一个载有大量昆虫的托盘。因此，这样的装置使得在农场中具有非常高的昆虫体积密度时，也能够组织非常高的流动率。
而且，养殖操作在站中的限定大小的区域中执行，该站是专用的并且因此对于这些操作进行优化。昆虫的生长发生在具有受控或甚至被驱动的环境（温度、湿度等）的区域中，以便为从到卵到成年的所有阶段的昆虫提供最佳的生长条件。
控制装置因此能够允许受控的环境参数或与这些相关联的参数的驱动和管理。
用于存储昆虫的区域也能特别地在空间方面被优化，通过利用在能够具有显著的高度的支架中进行的存储，其降低所要求的地面空间。例如，所估计的是，通过在第一区Z1中使用高度为12米的支架，根据本发明的农场将会允许每公顷每年生产超过8，000吨蛋白质（作为干燥的物质），而大豆作物允许每公顷每年由此生产一至五吨，在层架式笼中养殖猪或鸡允许每公顷每年生产几吨的等同物。
本发明提出的农场特别地使得能够利用下述养殖方法，该养殖方法基于在两个单独区域中的单独操作与用于昆虫生长的“被动”存储期间交替进行的有序排序。这样的方法适于在工业规模上生产昆虫。例如，根据本发明的大小适度的农场每天将会生产最少一吨幼虫，其具有适于存储被分配在在500个托盘之上的五十吨昆虫（卵、幼虫、若虫和成年昆虫）的区域。在这种情况下的养殖操作要求每天移动大约140个托盘。借助于本发明中提出的组织结构，这些值能够在几乎没有限制的情况下被增加并且提高。因此，例如响应于动物饲料市场的需求，大规模的工业化操作取决于所设想的市场，通常将会带来比前面提到的那些高出五十到一百倍的价值的收获。
最后，在根据本发明的农场中的养殖能够以允许严格的控制和监测的方式和过程执行，从而限制农场中的健康风险。
Claims (24)
1.一种用于养殖昆虫的农场，包括：第一区（Z1），其中，被养殖的昆虫在其生长时存储在容器（31、32）中；以及第二区（Z2），所述第二区（Z2）包括被构造成以便对容器中的所述昆虫或者对所述容器执行养殖操作的至少一个站；
其特征在于，在所述第一区（Z1）中，所述容器（31、32）成组在一起形成被称为基本单元（UE）的堆垛的容器组（31、32），所述第一区（Z1）包括托盘支架 （R1至R8），所述基本单元（UE）能够设置在所述支架（R1至R8）中；
所述第一区（Z1）还配备有自动化装置，所述自动化装置被构造成以便在所述第一区（Z1）和与所述第二区（Z2）的接口（1）之间移动所述基本单元（UE），所述接口是用于存放基本单元的区域，使得能够将基本单元送至第二区（Z2），或者是用于将养殖容器从基本单元卸垛和/或拆组的区域，以便将养殖容器送至第二区（Z2）。
2.根据权利要求1所述的用于养殖昆虫的农场，其中，所述自动化装置包括能够沿着所述支架（R1至R8）移动或者在所述支架（R1至R8）之间移动的存储/取出机（T1、T2、T3）。
3.根据权利要求1所述的用于养殖昆虫的农场，其中，所述自动化装置适于在所述支架内移动。
4.根据权利要求1至3的任一项所述的用于养殖昆虫的农场，其中，所述容器（31、32）是可堆叠的箱，基本单元（UE）包括堆叠在托盘（33）上的一个或多个列中的多个箱。
5.根据权利要求1至3的任一项所述的用于养殖昆虫的农场，其中，所述基本单元包括适于容纳所述容器以便形成一列或多列容器的支架。
6.根据权利要求4所述的用于养殖昆虫的农场，其中，基本单元（UE）包括一至四列，每列由四至二十五个箱构成。
7.根据权利要求4所述的用于养殖昆虫的农场，其中，基本单元（UE）包括一至四列，每列由四至三十五个箱构成。
8.根据权利要求1至3的任一项所述的用于养殖昆虫的农场，其中，所述基本单元（UE）的高度在1.80 m和2.40 m之间。
9.根据权利要求1至3的任一项所述的用于养殖昆虫的农场，其中，所述基本单元（UE）的高度在1.80 m和3 m之间。
10.根据权利要求1至3的任一项所述的用于养殖昆虫的农场，其中，所述支架（R1至R8）被构造成以便在高度方向上存储两个至十五个基本单元（UE），并且在深度方向上存储一个或两个基本单元（UE）。
11.根据权利要求1至3的任一项所述的用于养殖昆虫的农场，其中，所述支架（R1至R8）被构造成以便在高度方向上存储两个至二十个基本单元（UE），并且在深度方向上存储一个至二十二个基本单元（UE）。
12.根据权利要求1至3的任一项所述的用于养殖昆虫的农场，其中，所述第一区（Z1）被划分成仓，所述仓旨在存储处于不同生长阶段和/或不同物种的幼虫或昆虫，所述仓由分隔装置隔开。
13.根据权利要求11所述的用于养殖昆虫的农场，包括用于控制下述内容中的至少一个环境参数的装置：温度、空气湿度、大气压力、光及其频率、空气的氧含量、空气的挥发性有机化合物含量以及空气的细颗粒物质含量，所述装置被构造成以便对每组支架施加不同的环境参数值。
14.根据权利要求1至3的任一项所述的用于养殖昆虫的农场，其中，所述第二区能够包括用于将所述基本单元（UE）或者从组中移除的容器（31、32）移动到所述第二区（Z2）的至少一个站的自动化输送器系统。
15.根据权利要求1至3的任一项所述的用于养殖昆虫的农场，其中，所述第二区（Z2）包括用于对所述容器（31、32）进行卸垛和拆组的站。
16.根据权利要求1至3的任一项所述的用于养殖昆虫的农场，其中，所述第二区（Z2）包括用于将所述容器（31、32）成组在一起形成基本单元的站。
17.根据权利要求1至3的任一项所述的用于养殖昆虫的农场，其中，所述第二区（Z2）包括多个站，每个站被构造用于从下述内容中选择的一个或多个养殖操作：
- 饲养；
- 提供水；
- 根据大小、重量、体积或密度对所述昆虫进行分级；
- 分选活的和死亡的幼虫以及粪便；
- 分选活的成虫和死亡的成虫；
- 分选活的若虫和死亡的若虫；
- 在卵、幼虫、若虫和成虫之间分选所述昆虫的至少两个发育阶段；
- 分离昆虫和未被消耗的基质；
- 分选昆虫和卵；
- 将昆虫添加到养殖容器；
- 杀死或毁灭所述昆虫；
- 识别具有疾病症状的昆虫；
- 清洗所述容器（31、32）。
18.根据权利要求17所述的用于养殖昆虫的农场，其中，站包括被构造成以便分析所述昆虫、幼虫、若虫的生理状态的观察和/或采样工具。
19.根据权利要求17所述的用于养殖昆虫的农场，所述农场包括站，所述站被构造用于根据大小、重量、体积或密度对所述成虫进行分级，和/或分选所述活的和死亡的幼虫以及所述粪便，和/或分选成年昆虫、幼虫或若虫，所述站包括根据所述密度和进气的分离装置。
20.根据权利要求17所述的用于养殖昆虫的农场，所述农场包括站，所述站被构造用于根据重量或体积对所述活的幼虫进行分级，和/或分选所述活的和死亡的幼虫、活的和死亡的成年昆虫、活的和死亡的若虫、卵、基质和粪便，和/或根据发育阶段分选昆虫，所述站包括光学分选装置。
21.根据权利要求17所述的用于养殖昆虫的农场，所述农场包括站，所述站被构造用于对活的幼虫进行分级，和/或分选活的和死亡的幼虫、活的和死亡的成年昆虫、活的和死亡的若虫、卵、基质和粪便，所述站包括筛网、振动台或密度测定台。
22.根据权利要求17所述的用于养殖昆虫的农场，所述农场包括站，所述站被构造用于对活的幼虫进行分级，和/或分选活的和死亡的幼虫、活的和死亡的成年昆虫、活的和死亡的若虫、卵、基质和粪便，所述站包括辊式分级机。
23.根据权利要求1至3的任一项所述的用于养殖昆虫的农场，所述农场包括用于通过电子装置来实施箱或基本单元（UE）的识别的装置。
24.根据权利要求1至3的任一项所述的用于养殖昆虫的农场，所述农场还包括一组传感器，所述传感器包括：
- 重量传感器，所述重量传感器被构造成以便确定基本单元或容器的重量；和/或
- 颜色传感器，所述颜色传感器被构造成以便确定容器中的所述昆虫、若虫或卵、基质、水和/或粪便的颜色；和/或
- 厚度或体积传感器，所述厚度或体积传感器被构造成以便确定容器中的基质的厚度或体积；
- 尺寸传感器，所述尺寸传感器被构造成以便确定容器中的所述昆虫、若虫或卵的大小。
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