CN109152351A - 用于培育无脊椎动物的设备和方法 - Google Patents

Abstract

在本发明中，用于培育无脊椎动物的设备的培育表面通过位于培育室(201)中的一个或多个主体(202)而增加。当将食物添加到培育室中时，食物被分散在主体的至少一些表面和培育室的内壁(203)上。这意味着可以培育无脊椎动物的区域增加。一个或多个主体可相对于培育室的内壁移动。这允许在培育室中混合添加的食物和其他化合物，并且保持主体之间的空气路径打开。

Description

用于培育无脊椎动物的设备和方法

技术领域

本发明涉及用于培育无脊椎动物的设备以及用于培育无脊椎动物的方法，该设备包括培育室，该培育室具有用于限制无脊椎动物的运动的内壁或类似装置。

背景技术

许多无脊椎动物可以通过将它们直接放置在合适的食物来源中而在人工环境中生长。这种食物来源被无脊椎动物消耗。当无脊椎动物生长足够时，将它们从它们的生长空间中移出并处理。无脊椎动物，例如不同种类的幼虫或蠕虫，可以以多种方式使用。一种可能性是将它们用作动物或人类的蛋白质来源。这可能是非常有益的，因为许多无脊椎动物能够消耗多种有机物质并将其转化为无脊椎动物物质。这个过程非常有效，并且开辟了许多可能性。然而，在工业规模上只有少数尝试这样做。

用于培育例如诸如昆虫幼虫的无脊椎动物的常规方法通常涉及使用平托盘或类似的容器。一个示例在专利公开US2013/0319334中公开。在该专利中，将幼虫放入托盘中，并且将食物添加到食物块和幼虫的表面。因为许多无脊椎动物必须有足够的空气供应，所以它们往往停留在食物层的表面附近。即使待培育的无脊椎动物是厌氧品种，食物块内的热量也可能过高以至于无脊椎动物无法繁殖。此外，在没有空气的食物层区域中可能存在许多不需要的过程，诸如发酵。这意味着为了有效地喂食和培育，食物层不得超过某个高度，这取决于食物的组成和无脊椎动物的能力和特性。这也意味着为了实现最佳或接近最佳的生长条件，在培育室的每个特定区域或在生长过程期间大量食物和无脊椎动物所居住的其他表面上，只能培育一定最大数量的无脊椎动物。已经尝试通过引入混合食物层的方法来解决这些问题，例如通过转动或移动托盘或容器。然而，即使使用这种方法，如果食物层太厚，也不会消除对于培育无脊椎动物不是最佳的区域。

发明内容

本发明的目的是一种能够显著减少现有技术的缺点和缺陷的解决方案。特别地，本发明的目的是一种允许以商业规模培育无脊椎动物的解决方案。

本发明的目的通过一种装置来实现，该装置的特征在于独立权利要求中所述的内容。在从属权利要求中公开了本发明的一些有利实施例。

在本发明中，用于培育无脊椎动物的设备的培育表面通过位于培育室中的一个或多个主体来增加。当食物被添加到培育室中时，食物会散布在主体的至少一些表面和培育室的内壁上。这意味着可以培育无脊椎动物的区域增加。一个或多个主体可相对于培育室的内壁移动。这允许混合培育室中的添加的食物和其他化合物，从而防止食物层变得太厚。

本发明特别适用于需要空气的无脊椎动物或具有幼虫阶段或蠕虫状的无脊椎动物，但它也适用于其他种类的无脊椎动物。“需要空气”在这里意味着无脊椎动物呼吸气体，即，它们的呼吸系统不适合于液体环境。如果那种动物浸没在液体中，它就会淹死。适合用本发明培育但不限于这些的无脊椎动物群是节肢动物、类风湿病虫和线虫。必须指出的是，“培育”并不限于无脊椎动物的整个寿命，但它可能包括一个或多个生命阶段或部分生命阶段。这方面的一个例子是苍蝇的幼虫阶段。

当在文本中参考上部或下部或各个方向时，描述了根据本发明的设备处于其正常展开配置的情况。

在本发明的一个实施例中，用于培育无脊椎动物的设备包括培育室，该培育室具有内壁或类似装置，用于限制无脊椎动物的运动。在本发明的一个有利实施例中，在培育室内部有一个或多个主体，用于增加培育室的内表面积，并且所述一个或多个主体构造成可相对于内壁或类似装置移动。该设备还包括用于使培育室旋转的旋转机构，并且一个或多个主体被配置成在培育室旋转时自由移动，并且培育室和一个或多个主体被配置为，当食物至少部分地散布在一个或多个主体的表面和内壁上时在一个或多个主体与内壁之间具有空气空间。内壁和类似装置用于引导或限制无脊椎动物的运动。增加的表面积意味着可以以不具有早先描述的缺点的方式在培育室的每个特定区域或体积中散布更大量的食物。有利地，一个或多个主体可以以这样的方式布置：当合适量的食物散布在它们上时，仍然存在可以通过由主体、食物和无脊椎动物组成的内容物的空气或气流的空间。该布置可以使得有可能混合培育室的所述内容物。必须注意的是，旋转并不意味着培育室必须完全转动。它也可以改变方向并且在移动后停止。

在根据本发明的设备的一个实施例中，主体至少部分是球形的。在本发明的第二实施例中，主体的最小直径为5毫米。在那种情况下，仍然存在无脊椎动物保持在主体之间的路径。具有球形主体也允许主体更顺利地运动。

在第三实施例中，至少一些主体具有凹槽、孔或突起或其任何组合。在根据本发明的设备的第四实施例中，至少一些突起是柔性的。这些形状进一步增加了食物可以散布的表面积。

在根据本发明的设备的第五实施例中，存在用于使一个或多个主体旋转的旋转机构。在根据本发明的设备的第六实施例中，培育室的旋转或移动使得一个或多个主体的平均移动速度慢于培育室中无脊椎动物的移动速度。换句话说，用于使培育室旋转的旋转机构或用于使一个或多个主体旋转的旋转机构或两者的组合被布置成使培育室或一个或多个主体相对于彼此或相对于培育室的内壁或相对于设置用于引导或限制无脊椎动物运动的其他部件或装置旋转大体慢于要在培育室中培育的无脊椎动物的运动速度。

在根据本发明的设备的第七实施例中，空气或其他气体被布置成以气流吹过一个或多个主体的表面的至少一部分的方式吹入培育室。

在该设备的第八实施例中，存在至少一个混合装置，该混合装置固定到培育室的内壁上。

在根据本发明的设备的第九实施例中，一个或多个主体全部或部分地由以下材料制成，该材料用作无脊椎动物的食物或作为培育过程的一部分的微生物的食物，或者包含用于无脊椎动物或微生物的诸如抗生素、激素或维生素的化学物质或生物活性物质。

根据一个实施例的用于培育呼吸气体的无脊椎动物的方法使用这样的步骤：将食物供给到培育室中，所述培育室至少部分地填充有可相对于所述培育室的内壁或类似装置移动的一个或多个主体，并且所述一个或多个主体用于增加培育室的内表面积；并且使培育室或一个或多个主体或两者都旋转，使得食物将至少部分地散步到主体的表面和培育室的内壁上。该方法还包括在添加食物之前、期间或之后将待培育的无脊椎动物添加到培育室中的步骤。在该方法中，使用前面描述的设备。

本发明的一个优点是，与常规方法相比，它增加了可以在一定体积的培育室中培育的无脊椎动物的量。这意味着本发明使得可以有效地使用生产设施的地板区域或三维空间。

本发明的另一个优点是需要较少的手工劳动。

本发明的另一个优点是它改善了培育过程。它还可以防止食物层中的厌氧区域。更容易安排各种环境变量的测量和调整，例如化学物质和气体的温度和浓度。此外，热量控制和清洗培育室及其内容物更容易。

本发明的另一个优点是它不需要持续观察。

优点还在于，可以容易地针对需要不同培育条件的不同种类的无脊椎动物来修改本发明。

附图说明

在下文中，详细描述了本发明。该描述参考附图，其中

图1示出了根据本发明的设备的一个示例，

图2示出了根据本发明的培育室的横截面，

图3示出了根据本发明的培育室的另一个横截面，

图4示出了根据本发明的培育室的第三横截面，以及

图5示出了根据本发明的方法的示例的流程图，

具体实施方式

以下描述中的实施例仅作为示例给出，并且本领域技术人员还可以以除了说明书中描述的方式之外的其他方式实现本发明的基本思想。尽管描述可以在若干地方涉及某个实施例或某些实施例，但是这并不意味着该参考仅针对一个所描述的实施例或者所描述的特征仅可用于一个所描述的实施例中。可以组合两个或更多个实施例的各个特征，从而可以提供本发明的新实施例。

图1示出了根据一个实施例的设备100的示意性横截面。从上方观察该设备。在该设备中是培育室111、框架115和叉形装置110。该设备还包括第一管113和第二管114，用于将材料带到培育室并将其移除。为了移动培育室和叉形装置，该设备包括第一马达101、第一轴102、第一齿轮103、第二马达104、第二轴105和第二齿轮106。该设备还包括支承件107、第一培育室支承件116和第二培育室支承件117。

叉形装置110通过支承件107附接到框架115。叉形装置具有两个手柄，并且培育室111通过第一培育室支承件116和第二培育室支承件117附接在所述手柄之间。第一培育室支承件位于一个手柄上，并且第二培育室支承件位于另一个手柄上。叉形装置可以与支承件107一起旋转。培育室可以与第一培育室支承件116和第二培育室支承件117一起旋转。第一马达101使第一轴102和固定到第一轴的第一齿轮103旋转。第一齿轮布置成使叉形装置旋转。第二马达104使第二轴105和固定到第二轴的第二齿轮106转动。第二齿轮布置成使培育室旋转。通过组合由第一马达和第二马达引起的运动，可以使培育室以各种方式旋转或转动或移动到期望的位置。

第一管113和第二管114位于叉形装置110的手柄内。第一管在一个手柄内，并且第二管在另一个手柄内。第一管将食物、空气或洗涤液带入培育室111中。第二管从培育室中除去用过的空气或洗涤液。存在第一锁定元件112和第二锁定元件108。第一锁定元件被布置成关闭从第一管到达培育室或从培育室到达第一管的路径，并且第二锁定元件被布置成关闭往返第二管道的路径。锁定元件还可包括筛网装置以防止无脊椎动物逃逸。

培育室是在培育过程中引导和/或限制生物体运动的构造。在该实施例中，培育室111是球形构造。在培育室的外壁109中可以是用于检查培育室内部或其他维护任务的舱口或窗口。待培育的无脊椎动物放置在培育室内。这可以例如通过所述舱口或第一管113来完成。在该示例中，除了第一管和第二管的开口以及可能的舱口和窗口之外，培育室主要是关闭的。这使得可以在无脊椎动物不能逃逸或掉落的同时使培育室在所有方向上旋转并移动到所有位置。此外，培育室的微生物控制在关闭时更容易。当然，培育室可以以部分开放的方式构建。例如，培育室可以是贯穿的，或者在外壁中有一个或多个开口。培育室包含壁或其他结构、部件或装置，所述壁或其他结构、部件或装置引导或限制待培育的无脊椎动物的运动并且将它们保持在培育室内，以使无脊椎动物在培育室内被培育直至它们被移除。如果培育室是开放的并且如果培育室被布置成在培育过程中旋转或以其他方式移动，则移动必须使得待培育的无脊椎动物不会脱落或逃逸。除了包括培育室的壁的物理结构之外，内壁或其部分可以通过例如气流、化学差异、电场、离心力或引导或限制无脊椎动物的主动或被动运动的不同方法的组合来实现。培育室的示例是板、托盘、瓦利乌斯容器和容器水平圆筒、槽、传送带和袋。培育室可以由刚性或柔性或网状材料构成。

在培育室111内放置一个或多个主体(在该图中未示出)。一个或多个主体用于增加添加到培育室中的食物可以附着的表面区域。这意味着与没有主体的培育室相比，待培育的无脊椎动物可接近的食物区域显著增加。一个或多个主体被布置成可相对于培育室的内壁移动。这意味着培育室内的食物和其他物质可以混合。一个或多个主体也在它们和内壁之间提供空气空间。无脊椎动物可以使用一个或多个相同的空间来移动。一个或多个主体相对于培育室的内壁的运动可以以各种方式实现。例如，一个或多个主体可以是未附接的主体，当使培育室旋转或移动时，主体可在培育室内自由移动。一个或多个主体也可以附接到旋转的轴或轴线上。这意味着并不总是需要移动或旋转培育室以使一个或多个主体相对于彼此或内壁移动。一个或多个主体的大小取决于食物的特性和无脊椎动物的物理需求。

图2示出了根据一个实施例的培育室201的横截面。在该示例中，在培育室内有多个主体202。这些主体未附接，并且可以自由移动。这些主体是具有直径d的球体。当然，主体的大小可以不同。这些主体以培育室上部有自由空间的方式填充培育室。自由空间的高度为h。这是从主体的上层到培育室的最高点。培育室具有球形的内壁表面203。当使培育室旋转时，主体滚动并且混合食物并将其散布在主体的表面上。食物也散布在培育室的内壁上。培育室可以例如以图1中所示的实施例中描述的方式旋转。有利地，培育室的旋转或移动使得平均移动速度慢于培育室中无脊椎动物的移动速度。这意味着一个或多个主体的平均移动速度慢于无脊椎动物的移动速度。选择直径d使得在至少部分地被食物覆盖的主体之间至少对于待培育的无脊椎动物具有空间。如果要培育的无脊椎动物需要空气，那么也应该有空气空间。最小直径为5mm。为了改善主体之间的空气循环，可以在主体之间引导空气。气流和主体的运动使主体之间的路线保持打开。气流也会导致多余的热量流失。

通过利用球形内壁203减小了主体彼此卡住的可能性。内壁的形状也可以不同。

主体202的材料可以是一些轻质材料。主体也可以是空心的。当主体重量轻时，它们可以通过引入培育室的气流移动。一个或多个主体可具有凹槽、孔或突起或其任何组合。这些进一步增加了食物可以覆盖的面积。突起可以是刚性的或柔性的。

图3示出了根据另一实施例的培育室301的横截面。培育室具有内壁305。培育室内部是可通过轴303旋转的主体302。主体包括固定到轴上的许多突起。在该示例中，突起是具有附接到它们的球状物体的轴。轴的长度各不相同。这意味着球状物体与内壁的距离也会变化。必须注意，这是一主体实施例的简化示例。它可以以各种方式实施。还必须注意的是，轴不必位于培育室的中心。此外，必须注意的是，在培育室内具有一个主体的情况下，主体不需要附接在任何地方，但是它可以像图2的实施例中的主体一样可自由移动。在内壁305上固定混合装置。当培育室转动时，混合装置将培育室内的材料混合。在该示例中，混合装置的尺寸使得其不接触主体。在一些实施例中，混合装置可用于移动主体，如图3所示。在这种情况下，混合装置既混合材料又使主体移动。然而，在培育室内使用自由移动主体消除了对混合装置的需要。

图4示出了根据另一实施例的培育室401的横截面。在培育室内部是圆柱形的主体402。圆柱体的两端都连接到培育室的内壁，使得圆柱体可围绕其纵向轴线旋转。圆柱体可具有柔性突起。

此外，主体的布置的一种变型可以是与图2中的实施例类似的实施例，但是现在至少一些主体通过一些柔性部件连接到培育室的内壁。这可以是例如一些带状装置。当培育室旋转时，带状装置提升并且使它们所连接到的主体移动。这增强了食物和主体的混合。

在一个实施例中，存在混合装置，其固定到培育室的内壁。混合装置可以以各种方式实现。它可以包括一个部分或许多单独的部分。例如，它可以是犁状或凸缘状装置。当培育室旋转时，混合装置将培育室内的物质混合，例如食物和/或主体。

在图5中公开了描述使用本发明培育无脊椎动物的方法的示例的流程图。

在该方法中，使用根据本发明的设备。在这个示例中，待培育的无脊椎动物是家蝇的幼虫(双翅目，家蝇)。如果使用其他种类的无脊椎动物，则步骤可能不同。

用于培育无脊椎动物的方法在步骤501开始。

在步骤502处，将液体食物培养基添加到培育室中。食物培养基例如是固体食物和水的混合物。食物的量使得当它在步骤503中散布在主体上时，仍然留有供空气或空气流过由一个或多个主体、食物和幼虫组成的内容物的空间。当在培育过程中第一次添加食物时，幼虫混合在液体食物培养基中。

在步骤503中，使培育室旋转以使得液体食物培养基均匀地散布到培育室内的主体上。

在步骤504中，使培育室旋转或移动以使得主体将移动并且培育室内的食物培养基和其他材料混合并且散布在一个或多个主体的表面上。由于这些运动，主体之间的空间也将是开放的。该步骤也可以通过移动一个或多个主体或移动一个或多个主体和培育室两者来实现。

在步骤505中，检查是否需要呼吸空气。如果应该改变空气，则在步骤506中完成。

在步骤506中，改变培育室中的呼吸空气。新的空气吹向培育室中的下部的主体之间。富氧空气在主体之间流动。从培育室的上部除去用过的空气。必须注意的是，如果培育室被布置成旋转，则当空气的入口孔和出口孔处于合适的位置时，进行通风过程。也可以以不同方式进行通风。

如果不需要改变空气，则在步骤507中检查是否需要更多食物。如果需要更多食物，则在步骤502中完成。

如果不需要食物或空气，则在步骤508中检查幼虫是否已成熟至所需大小。当幼虫成熟时，在步骤509中通过将水引入培育室并冲洗通过出口孔将幼虫从培育室移除。

如果幼虫不成熟，则使培育室旋转以相对于培育室的内壁移动主体。该运动使得主体之间的空间将保持至少部分地敞开。这在步骤504中完成。

在步骤510中，结束培育无脊椎动物的方法。

必须注意的是，先前的步骤可以以不同的顺序执行，或者一些步骤同时执行。当然，该方法可以包括这里未描述的步骤，例如在培育过程中洗涤培育室的内部。当培育不同物种或使用不同设备时，也可以以不同方式实施许多步骤。

上面已经描述了根据本发明的方法和装置的一些有利实施例。然而，本发明不限于上述实施例，而是可以在权利要求的范围内以多种方式应用本发明的构思。

Claims (11)

1.一种用于培育呼吸气体的无脊椎动物的设备(100)，包括培育室(111；201；301；401)，所述培育室(111；201；301；401)具有用于限制无脊椎动物的运动的内壁(203；305)或类似装置，并且在所述培育室的内部是一个或多个主体(202；302；402)，用于增加所述培育室的内表面积，并且所述一个或多个主体被构造成能够相对于所述内壁或类似装置移动，其特征在于，所述设备还包括用于使所述培育室旋转的旋转机构(103、104)，并且所述一个或多个主体被构造成当所述培育室旋转时自由移动，并且所述培育室和所述一个或多个主体被构造成：当将食物至少部分地散布在所述一个或多个主体的表面和所述内壁上时，在所述一个或多个主体与所述内壁之间具有空气空间。

2.根据权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述一个或多个主体(202；302；402)至少部分地是球形的。

3.根据权利要求2所述的设备(100)，其特征在于，所述主体(202；302；402)的最小直径为5毫米。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(100)，其特征在于，所述主体(202；302；402)中的至少一些主体具有凹槽、孔或突起或其任何组合。

5.根据权利要求4所述的设备(100)，其特征在于，所述突起中的至少一些突起是柔性的。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备(100)，其特征在于，存在用于使所述一个或多个主体旋转的旋转机构(303)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备(100)，其特征在于，所述培育室(111；201；301；401)的旋转或移动使得所述一个或多个主体的平均移动速度比所述培育室中的无脊椎动物的移动速度慢。

8.根据权利要求1或7中任一项所述的设备(100)，其特征在于，空气或其他气体被布置成以气流追踪所述一个或多个主体的表面的至少一部分的方式吹入所述培育室(111；201；301；401)中。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备(100)，其特征在于，存在至少一个混合装置(304)，所述混合装置(304)固定到所述培育室(111；201；301；401)的所述内壁(305)上。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备(100)，其特征在于，所述一个或多个主体全部或部分由以下材料制成，所述材料用作无脊椎动物的食物或作为培育过程的一部分的微生物的食物，或含有用于所述无脊椎动物或所述微生物的诸如抗生素、激素或维生素的化学物质或生物活性物质。

11.一种用于培育呼吸气体的无脊椎动物的方法，并且在所述方法中使用根据权利要求1所述的设备，所述方法包括：

-将食物供给到培育室中，所述培育室至少部分地填充有能够相对于所述培育室的内壁或类似装置移动的一个或多个主体，并且所述一个或多个主体用于增加所述培育室的内表面积；

-使所述培育室或主体或两者旋转，使得所述食物将至少部分地散布在所述主体的表面和/或所述培育室的内壁上；以及

-在添加所述食物之前、期间或之后，将待培育的无脊椎动物添加到所述培育室中。