CN112425569A - 一种高效分离培养基质和蝇蛆的方法 - Google Patents

一种高效分离培养基质和蝇蛆的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于蝇蛆养殖领域，具体涉及一种高效分离培养基质和蝇蛆的方法。本发明将培养后的蝇蛆培养基质混合料先进行快速风干处理，然后与木屑混合，进行光照静置处理；通过上述处理可以有效去除蝇蛆体表和培养基中的部分水分，随后采用S49型振动筛进行筛分。该方法分离效率高、分离效果好、可以实现蝇蛆和培养料的完全分离。

Description

一种高效分离培养基质和蝇蛆的方法
技术领域
本发明属于蝇蛆养殖领域，具体涉及一种高效分离培养基质和蝇蛆的方法。
背景技术
随着国内规模化、集约化的现代畜禽养殖业的快速发展，我国禽畜养殖业的污染问题日趋严重，禽畜养殖业发展的同时，产生大量畜禽粪便，其中，畜禽粪便中含有大量的氮磷化合物，若不及时妥善处理，粪便表层氮以氨气的形态散发到大气中，促使大气中氮氧化合物浓度升高，而粪便中氮和磷流入河流造成河流水体富营养化等生态环境的破坏，畜禽粪污已成为农业面源污染的主要来源，同时也严重制约大规模养殖业的发展。在资源日益匮乏，环境不断恶化的今天，畜禽养殖业产生的固体粪便任意排放问题不仅会造成环境污染，也是对资源的浪费。鱼粉是用一种或多种鱼类为原料，经去油、脱水、粉碎加工后的高蛋白质饲料原料，目前，我国用于各种集约型动物养殖的鱼粉主要依赖进口，饲养成本很高，寻找新的蛋白源饲料也是畜禽养殖业重要研究课题。
蝇蛆是家蝇的幼虫，其食性杂而嗜食畜粪，可将畜禽粪便作为蝇蛆的养殖基质，经过养殖蝇蛆处理后残留的畜禽粪渣，不需要经过复杂处理就可以转化为有机肥料或沼气原料。研究表明，蝇蛆蛋白质品质高、富含抗菌肽，不仅能提高动物生产性能和饲料商业价值，还能有效改善动物免疫水平，预防疾病，是非常理想的蛋白饲料。在大规模集约化养殖，容易引发疾病的情况下，将蝇蛆养殖纳入生态农业的物质循环中，可解决畜禽废弃物带来的环境问题和动物蛋白饲料紧缺这2大难题。蝇蛆养殖具有方法简单、产量高、成本低且繁殖速度快等特点，后续粪便基质和蝇蛆的分离是蝇蛆养殖过程的关键技术之一，若分离方法选择不当，不仅造成前期投入的浪费，还会造成蛋白浪费，剩余蝇蛆化蛹后变成苍蝇造成二次污染。
目前，蛆料分离方法大都利用蝇蛆的避光性、向下性和趋干性等生物学习性实现蛆料分离。蛆料分离法根据人工参与与否可分为两类，即人工分离法和自动分离法。其中，人工分离法是指人工使用某些工具来达到蛆料分离的目的，主要包括土分离法、水分离法和网筛分离法，传统的人工分离法劳动强度高、效率低，已无法满足规模化生产的需求，且残渣中残留了大量的蝇蛆，分离率极低。自动分离法一般有两种，即蝇蛆自然分离法和机械分离法。蝇蛆自然分离法利用蝇蛆避光性和趋干性等生物学习性来实现自动分离，该方法虽然无需大量人工参与，可以实现蝇蛆和培养料的完全分离，但是耗时长，效率低。机械分离法主要是给蛆料施加外部作用，使蛆料实现快速分离。但是，该方法存在附着在蝇蛆上的较细培养料无法分离、分离效果差、分离时间较长等缺点。
目前，我国蝇蛆饲养存在规模小、技术简单、加工深度低、蛆料分离技术落后等问题。其中蝇蛆饲养尚未形成规模化产业链的一个非常重要的原因是蛆料分离技术落后，无法真正实现机械化，这极大限制了我国蝇蛆饲养业的发展水平。
发明内容
为了克服现有技术蝇蛆分离存在的耗时长、效率低、无法实现蝇蛆和基质的完全分离等不足与缺点，本发明的目的在于提供一种高效分离培养基质和蝇蛆的方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种高效分离培养基质和蝇蛆的方法，包含如下步骤：
(1)将培养后的蝇蛆培养基质混合料平铺，控制厚度为3-5cm，快速风干10-30min；
(2)将步骤(1)中快速风干后的蝇蛆培养基质混合料与木屑混合并搅拌均匀，然后光照条件下静置20-40min；
(3)调整S49型振动筛上下重锤相位角度为35°，其中，振动筛包括自上而下网孔逐渐减小的三级筛网，筛网的目数依次为5目、8目和12目；然后将步骤(2)静置后的蝇蛆培养基质混合料置于S49型振动筛第一级筛网层中，在搅拌的条件下，启动振动筛进行筛分；
(4)筛分完成后第一级和第二级筛网层的分离物通过第一和第二出料口循环至步骤(3)进行再次分离，第三级筛网层和第三级筛网层下方的分离物即为蝇蛆成品；
步骤(1)中所述的培养基质的含水量优选为50-80％；
步骤(1)中所述的培养基质优选包含鸡粪；
步骤(2)中所述的木屑的粒径优选为5-10mm；
步骤(2)中所述的蝇蛆培养基质混合料与木屑的质量比优选为(8-15)：(1-2)；
步骤(3)中所述的蝇蛆培养基质混合料的添加量为3-8kg，优选根据振动筛直径大小确定添加量；
步骤(3)中所述的搅拌的速度优选为10-30转/min；
步骤(3)中所述的筛分的时间优选为30-60min；
本发明的原理：
用于培养蝇蛆的培养基质常为新鲜的禽畜粪便(例如：鸡粪、牛粪等)，其含水量高达50％以上，这是因为培养基质过干，不利于蝇蛆对营养的吸收和利用进而导致蝇蛆个体瘦小，因此，研究人员为了获得体重较大的蝇蛆，往往选择高湿度、高水含量的培养基质进行蝇蛆培养。虽然高湿度、高水含量的培养基质有利于蝇蛆的培养，但是并不利于后续蝇蛆的分离，即使采用人工分离，也会存在蝇蛆与较细培养基质无法分离的问题，而机械分离更是存在分离不干净的缺点。为此，本发明在分离前先对蝇蛆培养基质混合料进行预处理：①通过快速风干的形式去除混合料中部分水分；②将风干后的混合料与木屑混合进一步去除水分，其中，木屑为木头加工时留下的粉料，质轻且具有较好的吸水性，将其与蝇蛆培养基质混合料混合并短时间静置可以进一步去除水分，而蝇蛆具有一定的负趋光性，当暴露在自然光或灯光下时，会不停地爬动，增加其与木屑的接触几率和面积，进而减少其体表湿度，以利于后续筛分。
S49型系列振动筛的基本原理是电机上下端所安装的重锤(不平衡重锤)，将电机的运动转变为水平、垂直倾斜的三次元运动，再把这个运动传递给网面，改变电机上下重锤的相位角可以改变原料的运动方向，进而达到分离效果。该振动筛常用于高精度细粉的筛分作业中，主要应用于食品、医药和化工领域等。
本发明在实际工作中首次将S49型振动筛用于筛分蝇蛆和培养基质，通过控制上下重锤的角度、筛孔目数、筛分时间、搅拌速度等可以实现蝇蛆与培养基质的有效分离。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明采用前期快速风干、与木屑混合静置吸水的方式减少分离物料前期的水分，以提高分离效果。
(2)本发明采用S49型振动筛进行筛分，该振动筛分离效率高、分离效果好、可以实现蝇蛆和培养料的完全分离。
(3)本发明通过控制S49-400型振动筛上下重锤相位角度、筛网筛孔大小、筛分温度和时间，使得分离效率、效果大大提高，避免了筛网堵塞、分离时间长、效率低等问题。
(4)本发明操作简单，耗时短，筛分过程中添加的木屑无需进一步分离，可直接作为有机肥料。
附图说明
图1是实施例1第三出料口、第四出料口分离物以及烘干后成品蝇蛆的展示图；其中，A：第三出料口分离物，B：第四出料口分离物，C：烘干后成品蝇蛆。
图2是对比例1第三出料口分离物的展示图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例中蝇蛆培养基质混合料由中山大学提供，其基础培养基质为鸡粪等，含水量超过50％。
实施例1
(1)将培养后的蝇蛆培养基质混合料从培养箱(培养箱+蝇蛆培养基质混合料总质量为4.9kg，箱重1.92kg，蝇蛆培养基质混合料为2.98kg)中取出，平铺，控制厚度约为4cm，在风干箱内快速风干20min；
(2)将步骤(1)中快速风干后的蝇蛆培养基质混合料与粒径为5-10mm的木屑按照质量比为8：1混合并搅拌均匀，然后光照条件下静置30min；
(3)调整S49-400型振动筛(振动筛直径为40cm)上下重锤相位角度为35°，该角度下物料具有最长离心运动轨迹；然后安装筛网，包括自上而下网孔逐渐减小的三级筛网，筛网的目数依次为5目、8目和12目；安装完筛网后，将步骤(2)静置后的蝇蛆培养基质混合料置于S49-400型振动筛第一级筛网层中，在10转/min搅拌的条件下，启动振动筛进行筛分，由于第一级筛网中物料呈向心运动，通过搅拌将聚拢的物料分散到整个筛网上，可加快筛分速度；筛分不到1分钟后，第二筛网层、第三级筛网层开始出料，第二级筛网层的出料(第二出料口)以鸡粪为主，第三级筛网的出料(第三出料口)以蝇蛆为主；
(4)当第二级筛网层上的分离物、第三级筛网层上的分离物以及第三级筛网层下方的分离物不再增加时，停止筛分，筛分总耗时45min；其中，第一级和第二级筛网层上的分离物通过第一和第二出料口循环至步骤(3)进行再次分离，第三级筛网层上和第三级筛网层下的分离物从通过第三和第四出料口出料即为蝇蛆成品；
从表1中可以看出，第一出料口、第二出料口出料的分离物中除蝇蛆外，还含有较多鸡粪，还需进一步分离；第三出料口、第四出料口分离物中杂质较少，可作为商品，其中，第三出料口、第四出料口总共分离到蝇蛆0.224+0.059＝0.283kg(鲜重)，烘干后约为0.226kg，蝇蛆含水率约为80％(图1)。
表1四个出料口分离物重量、蝇蛆重量及百分比
出料口 分离物总重量 蝇蛆占分离物总重量百分比 蝇蛆重量
第一出料口 1.58kg 5％ 1.58×0.05＝0.079kg
第二出料口 0.78kg 40％ 0.78×0.4＝0.312kg
第三出料口 0.28kg 80％ 0.28×0.8＝0.224kg
第四出料口 0.06kg 99％ 0.06×0.99％＝0.0594kg
实施例2
(1)将培养后的蝇蛆培养基质混合料从培养箱(培养箱+蝇蛆培养基质混合料总质量为6.23kg，箱重1.92kg，蝇蛆培养基质混合料为4.31kg)中取出，平铺，控制厚度约为3cm，在风干箱内快速风干10min；
(2)将步骤(1)中快速风干后的蝇蛆培养基质混合料与粒径为5-10mm的木屑按照质量比为12：1混合并搅拌均匀，然后光照条件下静置20min；
(3)调整S49-400型振动筛(振动筛直径为40cm)上下重锤相位角度为35°，该角度下物料具有最长离心运动轨迹；然后安装筛网，包括自上而下网孔逐渐减小的三级筛网，筛网的目数依次为5目、8目和12目；安装完筛网后，将步骤(2)静置后的蝇蛆培养基质混合料置于S49-400型振动筛第一级筛网层中，在20转/min搅拌的条件下，启动振动筛进行筛分，由于第一级筛网中物料呈向心运动，通过搅拌将聚拢的物料分散到整个筛网上，可加快筛分速度；筛分不到1分钟后，第二筛网层、第三级筛网层开始出料，第二级筛网层的出料(第二出料口)以鸡粪为主，第三级筛网的出料(第三出料口)以蝇蛆为主；
(4)当第二级筛网层上的分离物、第三级筛网层上的分离物以及第三级筛网层下方的分离物不再增加时，停止筛分，筛分总耗时54min；其中，第一级和第二级筛网层上的分离物通过第一和第二出料口循环至步骤(3)进行再次分离，第三级筛网层上和第三级筛网层下的分离物从通过第三和第四出料口出料即为蝇蛆成品；
从表2中可以看出，第一出料口、第二出料口出料的分离物中除蝇蛆外，还含有较多鸡粪，还需进一步分离；第三出料口、第四出料口分离物中杂质较少，可作为商品，其中，第三出料口、第四出料口总共分离到蝇蛆0.36+0.098＝0.458kg(鲜重)，烘干后约为0.357kg，蝇蛆含水率约为78％。
表2四个出料口分离物重量、蝇蛆重量及百分比
出料口 分离物总重量 蝇蛆占分离物总重量百分比 蝇蛆重量
第一出料口 1.96kg 5％ 1.96×0.05＝0.098kg
第二出料口 1.5kg 40％ 1.5×0.4＝0.6kg
第三出料口 0.45kg 80％ 0.45×0.8＝0.36kg
第四出料口 0.1kg 98％ 0.1×0.98％＝0.098kg
实施例3
(1)将培养后的蝇蛆培养基质混合料从培养箱(培养箱+蝇蛆培养基质混合料总质量为5.17kg，箱重1.92kg，蝇蛆培养基质混合料为3.25kg)中取出，平铺，控制厚度约为5cm，在风干箱内快速风干30min；
(2)将步骤(1)中快速风干后的蝇蛆培养基质混合料与粒径为5-10mm的木屑按照质量比为9：1混合并搅拌均匀，然后光照条件下静置40min；
(3)调整S49-400型振动筛(振动筛直径为40cm)上下重锤相位角度为35°，该角度下物料具有最长离心运动轨迹；然后安装筛网，包括自上而下网孔逐渐减小的三级筛网，筛网的目数依次为5目、8目和12目；安装完筛网后，将步骤(2)静置后的蝇蛆培养基质混合料置于S49-400型振动筛第一级筛网层中，在30转/min搅拌的条件下，启动振动筛进行筛分，由于第一级筛网中物料呈向心运动，通过搅拌将聚拢的物料分散到整个筛网上，可加快筛分速度；筛分不到1分钟后，第二筛网层、第三级筛网层开始出料，第二级筛网层的出料(第二出料口)以鸡粪为主，第三级筛网的出料(第三出料口)以蝇蛆为主；
(4)当第二级筛网层上的分离物、第三级筛网层上的分离物以及第三级筛网层下方的分离物不再增加时，停止筛分，筛分总耗时50min；其中，第一级和第二级筛网层上的分离物通过第一和第二出料口循环至步骤(3)进行再次分离，第三级筛网层上和第三级筛网层下的分离物从通过第三和第四出料口出料即为蝇蛆成品；
从表3中可以看出，第一出料口、第二出料口出料的分离物中除蝇蛆外，还含有较多鸡粪，还需进一步分离；第三出料口、第四出料口分离物中杂质较少，可作为商品，其中，第三出料口、第四出料口总共分离到蝇蛆0.28+0.078＝0.358kg(鲜重)，烘干后约为0.287kg，蝇蛆含水率约为80％。
表3四个出料口分离物重量、蝇蛆重量及百分比
出料口 分离物总重量 蝇蛆占分离物总重量百分比 蝇蛆重量
第一出料口 1.65kg 5％ 1.65×0.05＝0.0825kg
第二出料口 0.83kg 40％ 0.83×0.4＝0.332kg
第三出料口 0.35kg 80％ 0.35×0.8＝0.280kg
第四出料口 0.08kg 98％ 0.08×0.98％＝0.0784kg
对比例1
(1)同实施例2；
(2)同实施例2；
(3)调整S49-400型振动筛(振动筛直径为40cm)上下重锤相位角度为35°，该角度下物料具有最长离心运动轨迹；然后安装筛网，包括自上而下网孔逐渐减小的三级筛网，筛网的目数依次为5目、8目和12目；安装完筛网后，将步骤(2)静置后的蝇蛆培养基质混合料置于S49-400型振动筛第一级筛网层中，启动振动筛进行筛分，本实施例未采用搅拌，筛分速度慢，筛分约3分钟后第二筛网层、第三级筛网层才开始出料，第二级筛网层的出料(第二出料口)同样以鸡粪为主，第三级筛网的出料(第三出料口)同样以蝇蛆为主；物料筛分不到一半时，第一层筛网层的网格90％已经被物料堵住，无法进行后续筛分，此时总筛分时间为39min，需将筛网进行清洗后进行第二轮筛分，所有物料筛分完成后总筛分时间超过1.2h，耗时长，第三出料口、第四出料口总共分离到蝇蛆鲜重)不足0.35kg。
对比例2
将培养后的蝇蛆培养基质混合料从培养箱取出后不进行风干处理和静置处理，直接上分离筛进行分离，其中，分离筛及相关操作参数同实施例2步骤(3)，由于未进行任何处理，蝇蛆培养基质混合料含水量高，不利于筛分，网孔易堵塞，耗时长，超过1h，其中，第二级筛网层的出料(第二出料口)以鸡粪为主，第三级筛网的出料(第三出料口)以蝇蛆为主，但是与实施例2相比，培养基质所占百分比超过实施例2中培养基质所占百分比(图2)，需要进一步分离，第四出料口总共分离到蝇蛆(鲜重)不足0.1kg。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高效分离培养基质和蝇蛆的方法，其特征在于包含如下步骤：
(1)将培养后的蝇蛆培养基质混合料平铺，控制厚度为3-5cm，快速风干10-30min；
(2)将步骤(1)中快速风干后的蝇蛆培养基质混合料与木屑混合并搅拌均匀，然后光照条件下静置20-40min；
(3)调整S49型振动筛上下重锤相位角度为35°，其中，振动筛包括自上而下网孔逐渐减小的三级筛网，筛网的目数依次为5目、8目和12目；然后将步骤(2)静置后的蝇蛆培养基质混合料置于S49型振动筛第一级筛网层中，在搅拌的条件下，启动振动筛进行筛分；
(4)筛分完成后第一级和第二级筛网层的分离物通过第一和第二出料口循环至步骤(3)进行再次分离，第三级筛网层和第三级筛网层下方的分离物即为蝇蛆成品。
2.根据权利要求1所述的高效分离培养基质和蝇蛆的方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的培养基质的含水量为50-80％。
3.根据权利要求1所述的高效分离培养基质和蝇蛆的方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的培养基质包含鸡粪。
4.根据权利要求1所述的高效分离培养基质和蝇蛆的方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的木屑的粒径为5-10mm。
5.根据权利要求1所述的高效分离培养基质和蝇蛆的方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的蝇蛆培养基质混合料与木屑的质量比为(8-15)：(1-2)。
6.根据权利要求1所述的高效分离培养基质和蝇蛆的方法，其特征在于：
步骤(3)中所述的蝇蛆培养基质混合料的添加量为3-8kg。
7.根据权利要求1所述的高效分离培养基质和蝇蛆的方法，其特征在于：
步骤(3)中所述的搅拌的速度为10-30转/min。
8.根据权利要求1所述的高效分离培养基质和蝇蛆的方法，其特征在于：
步骤(3)中所述的筛分的时间为30-60min。
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