CN112931420A - 一种高效分离黑水虻养殖虫料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高效分离黑水虻养殖虫料的方法，涉及黑水虻养殖技术领域；该方法包括：1)将需要筛分的黑水虻养殖虫料经传送带或运输车运送至调质混合单元并调整含水率；2)将已调质好的养殖虫料输送至造粒单元，经圆盘造粒制成颗粒均匀且大小达到设计要求的球状物料；3)经造粒处理后的养殖虫料被输送至滚筒筛分装置，最终实现黑水虻成熟幼虫、养殖残余饵料和虫砂的分离作业；本发明操作简单、高效快速，筛分系统自动化程度高，适宜规模化、工厂化养殖处理工程应用，既可以缩短养殖空料期，使得整个养殖处理系统效率提升，又可以通过造粒处理使得黑水虻幼虫与养殖物料形状差异明显，便于后续筛分作业。

Description

一种高效分离黑水虻养殖虫料的方法

技术领域

本发明涉及昆虫养殖技术和环境保护领域，特别是一种高效分离黑水虻养殖虫料的方法。

背景技术

黑水虻，腐生性的水虻科昆虫，能够取食禽畜粪便和生活垃圾，生产高价值的动物蛋白饲料，因其繁殖迅速，生物量大，食性广泛、吸收转化率高，容易管理、饲养成本低，动物适口性好等特点，从而进行资源化利用，其幼虫被称为“凤凰虫”，成为与蝇蛆、黄粉虫、大麦虫等齐名的资源昆虫，在全世界范围内得到推广。近年来通过人工养殖技术的不断成熟，被广泛应用于处理餐厨垃圾、养殖粪污和病死畜禽等高含水率有机废弃物。

在规模化养殖生产中，当黑水虻幼虫进入收获期时，需要将养殖设备中的虫体、虫粪、部分残留的养殖饲料等混合物进行分离作业，以便得到纯净的幼虫虫体。然而在实际养殖过程中，常常由于投喂的有机固料湿度大及环境温湿度等因素造成在幼虫收获期时虫体、虫粪混合物的湿度大，难以用常规的分离设备进行筛分或者存在筛分效果差、筛出物杂质率高等问题。因此如何简便高效地将黑水虻幼虫从养殖物料中分离出来，是业内急待解决的问题。

中国专利CN 205284675 U 公开了一种用于分离黑水虻幼虫的筛分装置，该装置利用黑水虻幼虫在有机垃圾底层活动及喜好钻狭小空间的生活习性，使用静置筛分的装置就可以实现幼虫与垃圾的分离，不耗人力物力，方便、省时省力且分离彻底。CN 112189629A公开了一种用于处理厨余垃圾的黑水虻幼虫筛分装置，通过负压风机抽吸过渡腔，使得过渡腔处于富氧状态和负压状态，从而迫使黑水虻幼虫从分隔部的若干通道爬入过渡腔，并聚集在出风口处，能够快速黑水虻幼虫和孵化基质快速的分离，同时通过控制黑水虻所处环境的氧浓度实现黑水虻幼虫和孵化基质的分离。但以上装置基本原理都是依靠黑水虻幼虫生活习性自行实现分离，难以适应规模化作业中高效快速分离的要求。CN 202019639 U公开了一种黑水虻幼虫虫料分离装置，该装置由三层不同孔径筛网组成，利用食料残余与黑水虻幼虫大小不同的特点，实现黑水虻幼虫与食料残余的分离。CN 204860634 U 公开了一种黑水虻幼虫分离设备，该装置通过两个筛分摇床的分离，使得大颗粒固体残渣、黑水虻幼虫和细屑残渣依次被分离。CN 209549950 U 公开了一种方便清理的黑水虻虫料分离机构，该专利与CN 202019639 U 设备原理相似。CN 110013957 A 公开了一种黑水虻虫粪分离机，该装置通过分离框内安装的筛板进行筛分成虫，而分离框体是通过振动弹簧安装在抬升板上产生抖动，从而对筛板上的物料产生振动分离。以上专利所涉及的装置设计虽然利用了食料残余与幼虫大小不同的特点，但在实际生产过程中食料残余颗粒大小往往很不均一，有大有小，特别是与黑水虻幼虫大小接近的食料残余颗粒，往往很难实现有效分离，从而导致分离不净。

CN 207786996 U 公开了一种黑水虻与虫粪筛分装置，该装置通过设置翻动叶轮在筛选前将黑水虻和虫粪混合物轻柔翻动，起到打撒虫料并提高筛分准确率的问题，并设置刮渣板，将筛底上的大颗粒杂质被推动至清渣口，避免筛网堵塞。但该装置设计上忽略了采用黑水虻幼虫处理的有机物料往往湿度大，加上养殖过程中环境温湿度等因素造成在幼虫收获期时虫体、虫粪混合物的湿度大，因此单单依靠翻动叶轮难以将高湿高粘稠的养殖虫料打散，并且部分被打散开的物料由于与幼虫大小接近，往往也很难分离干净。

CN 210449825 U 公开了一种黑水虻虫粪分离装置，该装置包括清洗机构和筛分机构，通过清洗机构清洗黑水虻幼虫体黏附的畜禽粪便、大量的病原体和不洁物，然后经筛分机构对黑水虻及大块杂物进行分离，解决了现有技术中黑水虻虫粪难以分离的问题，提高了生产效率。但该专利装置设计较复杂，分离后养殖虫砂和剩余料进入污水很难被处理，造成二次污染，并且分离后幼虫含水率高，适宜制作成冻虫产品，其他产品利用尚需烘干系统，增加了额外的投资成本。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种高效分离黑水虻养殖虫料的方法 ，从而解决了现有人工分离黑水虻幼虫和食料，费时费力，工作效率低的技术问题，更好的满足行业内规模化、工厂化养殖处理工程对虫料筛分自动化的技术要求。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种高效分离黑水虻养殖虫料的方法，其具体步骤如下：

（1）物料调质混合：将需要筛分的黑水虻养殖虫料（含黑水虻成熟幼虫、黑水虻养殖残余料、虫砂等）经传送带或运输车运送至物料调质混合单元混合均匀，并通过补水或添加前序批次已干化的虫砂等措施将黑水虻养殖虫料调节至含水率40%-55%，获得造粒虫料；

在具体实施中，物料调质混合单元可以采用任何常规混合设备，立式或是卧式；可以在设备内设置搅拌装置，也可以是混合仓本身做圆周运动（如360度旋转混合设备等）。

（2）虫料造粒：利用传送带将已调质好的造粒虫料输送至虫料造粒单元造粒，获得造粒成品；在虫料造粒单元中，黑水虻养殖残余料经虫料造粒单元（如圆盘造粒机）制成颗粒均匀的球状物料颗粒（该颗粒直径优选6mm-8mm），黑水虻成熟幼虫及虫砂不能形成造粒；造粒成品包括这些球状物料颗粒、不能造粒的黑水虻成熟幼虫及虫砂。

本申请中黑水虻养殖残余料是指（餐厨或粪污等饵料）经黑水虻幼虫肠道消化所产生而未形成虫砂的代谢物，其具有天然的粘合作用，含水率较高，故无需外源粘合剂添加即可造粒；而虫砂含水率偏低（低于造粒所需水分要求），故利用含水率差异，可以在不添加粘合剂的情况下，通过造粒方式使得养殖残余物与虫砂、幼虫分离；本步骤虫料造粒成功率人工方式可达到80%以上，造粒设备方式可超过90%。

（3）虫料筛分：将经物料造粒处理后的造粒成品输送至虫料筛分单元，最终实现黑水虻成熟幼虫、黑水虻养殖残余料（球状物料颗粒）和虫砂的分离作业。

进一步而言，本申请上述虫料筛分单元包括至少一个滚筒筛分装置，该滚筒筛分装置为内外两层筛网结构，其中第一层筛网（内网）为圆形筛孔与条形筛孔交替设置，圆形筛孔直径不超过5mm，条形筛孔宽度不超过5mm；第二层筛网（外网）同样为圆形筛孔与条形筛孔交替设置，圆形筛孔直径不超过3mm，条形筛孔宽度不超过3mm；第一层筛网筛上物为经过造粒后的颗粒，筛下物为成熟幼虫与难以造粒的水分较干虫砂；而第二层筛网筛上物为黑水虻成熟幼虫，筛下物为干虫砂。虫砂粒径通常在1mm左右（虫砂已经过幼虫充分消化，并且形态上类似沙粒状），不会因结块等原因停留在第一层筛网；黑水虻成熟幼虫体型呈现长椭圆形，且头略大些，尾部略小，所以单纯采用圆形筛孔，可能存在一定概率的幼虫头尾插入筛孔，后经圆形筛外围清扫刷掉落回的情况，故交替设计一段条形筛孔，使得幼虫插入卡在网筛上可能性进一步降低，同时考虑到黑水虻养殖虫料中会存在一些杂质（如被粉碎后的塑料袋等），这些杂质可以比较容易通过条形筛而使杂质容易通过第一层网筛而与（黑水虻养殖残余料造粒获得的）球状物料颗粒分离开。

进一步而言，本申请上述滚筒筛分装置每一层筛网正上方顶部还设有防堵清扫装置（清扫刷），从分筛装置中轴至外筛网来看，第一层筛网顶部外侧（即第一层筛网与第二层筛网之间）在沿轴方向上设计一条清扫刷，以避免少部分高湿物料造粒后粒径偏小堵塞筛孔；而第二层筛网顶部外侧设计清扫刷，可避免分筛过程中部分成熟幼虫头尾插入筛孔中而堵塞筛孔，从而大大提高分筛效率和降低各分筛物含杂率。

在现有黑水虻养殖中，幼虫取食粪便和餐厨垃圾后，其固体残渣主要为养殖剩余物料和虫砂，其中养殖剩余物料主要是尚未消化完全的养殖料，通常含水率较高、颗粒大小不一，而虫砂主要是消化完全的养殖料，通常含水率较低、颗粒细小，且均一性较好。因此，本申请充分利用养殖剩余物料、成熟幼虫和虫砂三者之间的形状和物料特性差异性，合理设计出高效的虫料分离方法。

本发明的技术总体性能指标与同类技术比较的优势在于：充分利用养殖剩余物料、成熟幼虫和虫砂三者之间的形状和物料特性差异性，首次提出先将养殖剩余物料进行均匀造粒，再进行筛分的虫料分离方法；在筛分单元中设计圆孔筛和条形筛交替作业方式，大大提高了物料筛分效果；此外，筛网外置清扫刷提升了筛分系统作业效率。现有筛分方法中分人工和机械筛分两种，人工筛分通常先利用成熟幼虫避光聚堆特性，从表层逐层刮除剥离虫砂和残余物，此法分离后含杂率可达5%-8%，但分离效率低，劳动力消耗大；机械筛分通常采用两层层叠式筛，但三种筛分组分中互有杂质，幼虫分离含杂率可达10%-20%。而采用本发明方法，分离后虫体含杂率可降低至3%。

附图说明

图1为本发明高效分离黑水虻养殖虫料方法的作业流程示意图。

具体实施方式

实施例中黑水虻养殖虫料来源江苏南京某蛋鸡养殖场的养殖环节，即将养殖饵料（餐厨或粪污等）与黑水虻幼虫虫苗掺混，养殖10-20天后即转化为需要筛分的养殖虫料，该虫料包含黑水虻成熟幼虫、黑水虻养殖残余料和虫砂。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。

实施例1

本实施例涉及的高效分离方法涉及的黑水虻养殖虫料的装置包括由传送带依次连接的调质混合单元、造粒单元和虫料筛分单元。物料调质混合单元（混合饲料搅拌机）购自曲阜志成机械有限公司，型号：ZC-1.5）。虫料造粒单元为圆盘造粒机（购自郑州市顺鑫工程设备有限公司，型号：SXYZ-1000）。虫料筛分单元为购自新乡市高卓振动设备有限公司的双层滚筒筛，

本实施例进一步提供了应用上述装置的高效分离黑水虻养殖虫料方法，如图1所述，包含如下步骤：

（1）物料调质混合

将需要筛分的黑水虻养殖虫料（含黑水虻成熟幼虫、黑水虻养殖残余料和虫砂）经传送带运送至物料调质混合单元，并通过补水或添加前序批次已干化的虫砂的方式将物料调节至含水率45%，获得造粒虫料。

（2）虫料造粒作业

利用传送带将造粒虫料输送至虫料造粒单元，获得造粒成品；在虫料造粒单元中，黑水虻养殖残余料经圆盘造粒制成6-8mm直径颗粒均匀的球状物料颗粒，黑水虻成熟幼虫及虫砂不能形成造粒。造粒成品包括球状物料颗粒、黑水虻成熟幼虫、虫砂等。

本实施例中，圆盘造粒机的圆盘直径2.2米，转速14.25 r/min，功率7.5kw，盘斜度调整为45%，造粒成功率可达90%以上。

（3）虫料筛分作业

经造粒处理后的造粒成品被输送至虫料筛分单元（滚筒筛分装置），最终实现黑水虻成熟幼虫、黑水虻养殖残余料（球状物料颗粒）和虫砂的分离作业；

本实施例中滚筒筛分装置为购自新乡市高卓振动设备有限公司的双层滚筒筛，其中第一层筛网（内网）为圆形筛孔与条形筛孔交替设置，圆形筛孔直径 5mm，条形筛孔宽度5mm；第二层筛网（外网）同样为圆形筛孔与条形筛孔交替设置，圆形筛孔直径 3mm，条形筛孔宽度 3mm；本实施例中，每段圆孔筛和条形筛长度设计均为0.5米，滚筒筛有效筛网长度为2米，即每一层筛网共设计2段圆孔筛网和条形筛网，且呈间隔设计。

第一层筛网筛上物为球状物料颗粒，筛下物为成熟幼虫与难以造粒的水分较干虫砂；而第二层筛网筛上物为黑水虻成熟幼虫，筛下物为干虫砂。

本实施例中，滚筒筛分装置内外两层筛网正上方顶部均沿轴向设有清扫刷（购自安徽正乾刷业有限公司，材质：尼龙），筛分成功率为97%。筛分获得的可以进行造粒的黑水虻养殖残余料通常为尚未消化完全的养殖饵料残余物，通常回流至饵料配置环节重新进入下一批次虫体转化。

同时，采用与本实施例相同的黑水虻养殖虫料（含黑水虻成熟幼虫、黑水虻养殖残余料和虫砂），直接利用步骤3）滚筒筛分装置进行筛分作为对比例。结果显示，本实施例经先造粒后筛分方式可使筛分效率提高50%以上，且虫体含杂率降低至3%及以下。

需要说明的是，在本申请中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素在没有更多限制的情下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种高效分离黑水虻养殖虫料的方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)物料调质混合：将待筛分的黑水虻养殖虫料运送至物料调质混合单元混合均匀，调节含水率至40%-55%，获得造粒虫料；所述待筛分的黑水虻养殖虫料包括黑水虻成熟幼虫、黑水虻养殖残余料、虫砂；

2)虫料造粒：将造粒虫料输送至虫料造粒单元造粒，获得造粒成品；黑水虻养殖残余料在造粒单元中造粒获得球状物料颗粒；

3)虫料筛分：将造粒成品输送至虫料筛分单元，实现黑水虻成熟幼虫、球状物料颗粒、虫砂的分离。

2.根据权利要求1所述高效分离黑水虻养殖虫料的方法，其特征在于，步骤2）所述造粒单元包括圆盘造粒机。

3.根据权利要求1所述高效分离黑水虻养殖虫料的方法，其特征在于，步骤3）所述虫料筛分单元包括至少一个滚筒筛分装置。

4.根据权利要求3所述高效分离黑水虻养殖虫料的方法，其特征在于，步骤3）所述滚筒筛分装置为双层滚筒筛；所述双层滚筒筛包括内网和外网，所述内网由第一圆形筛网与第一条形筛网交替设置获得，第一圆形筛网的筛孔直径不超过5mm，第一条形筛网的筛孔宽度不超过5mm；外网由第二圆形筛网与第二条形筛网交替设置获得，第二圆形筛网的筛孔直径不超过3mm，第二条形筛网的筛孔宽度不超过3mm。

5.根据权利要求3所述高效分离黑水虻养殖虫料的方法，其特征在于，步骤3）所述内网和所述外网的顶部均设有清扫刷。

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