PL230540B1 - Separator do przezyciowego rozdzielania zywych poczwarek owadow, ich wylinek oraz martwych imago z ich mieszaniny oraz sposob prowadzenia rozdzialu - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest separator do przeżyciowego rozdzielania żywych poczwarek owadów z mieszaniny zawierającej ich wylinki oraz martwe imago, posiadający sekcję separacji tryboelektrostatycznej wyposażoną w napędzany transmisyjny pas, który elektryzowany jest elektryzującą szczotką umieszczoną przed pojemnikiem. Na jego końcu znajduje się element zgarniający, przy czym pojemnik znajduje się pod pasem, a pas wykonany jest z materiału ulegającego elektryzacji. Separator charakteryzuje się tym, że posiada dodatkowo sekcję miażdżenia (B) i sekcję separacji (C) na sicie, przy czym sekcja miażdżenia (B) zbudowana jest z taśmy (8) i miażdżącego obrotowego walca (9), a sekcja separacji (C) na sicie posiada drgające sito (10). Przedmiotem zgłoszenia jest też sposób prowadzenia rozdziału, w którym prowadzi się przeżyciową tryboelektrostatyczną separację żywych poczwarek, charakteryzujący się tym, że otrzymaną mieszaninę wylinek oraz martwych imago poddaje się miażdżeniu z zastosowaniem obrotowego walca (9) i tak otrzymaną mieszaninę przesiewa się, a rozdział prowadzi się przy wilgotności względnej powietrza nie większej niż 60%.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest separator, mający zastosowanie do rozdziału mieszaniny żywych poczwarek, ich wylinek oraz martwych imago owadów, w celu pozyskania wylinek oraz martwych imago, będących surowcem do otrzymywania chityny o różnych właściwościach i, w związku z tym, o różnym przeznaczeniu przemysłowym. W szczególności separator przewidziany jest do zastosowania do muchy Hermetia illucens, której wylinki i martwe imago stanowią cenne, alternatywne źródło chityny. Przedmiot wynalazku stanowi również sposób prowadzenia rozdziału.

Znane separatory zwykle wyposażone są w elektrody ładowane z zewnętrznego źródła wysokiego napięcia, których celem jest elektrostatyczne naładowanie frakcji materiałów rozdzielanej mieszaniny. Taki separator znany jest na przykład z publikacji opisu zgłoszeniowego Stanów Zjednoczonych US1222305 (A). Separator ten posiada zasobnik z mieszaniną, z którego materiał opada na drgającą tackę. Drganie tacki ma na celu wstępne wytworzenie ładunku. Ponad tacką przesuwa się pas transmisyjny, ponad którym rozmieszczone są elektrody wytwarzające pole elektrostatyczne. Tacka oraz elektrody naładowane są przeciwnymi ładunkami, więc część cząstek mieszaniny, przyczepia się do pasa transmisyjnego i opada następnie do przygotowanych podstawek. Na końcu urządzenia o pas transmisyjny pociera szczotka, która ostatecznie oczyszcza pas z nieodczepionych wcześniej cząstek.

W publikacji opisu zgłoszeniowego US4797201 (A) przedstawiony tam separator nie posiada pasa transmisyjnego, ma natomiast elektrody w kształcie rolek, pomiędzy którymi przesypywany jest materiał mieszaniny, a w publikacji US5967331 (A) elektrody są wzdłużnie uformowane. Struga materiału rozdziela się pod wpływem działania pola elektrostatycznego na odpowiednio naładowane frakcje i opada do podstawionych pojemników. Elektrody zastosowano również w rozwiązaniu ujawnionym w publikacji US6011229 (A).

Z brytyjskiego zgłoszenia patentowego GB1374308 (A) znane jest urządzenie i sposób usuwania cząstek papieru ze strumienia tytoniu. Urządzenie posiada wibracyjny kanał zasilający, ponad którym znajduje się napędzany pas wykonany z materiału izolacyjnego. Pas zostaje naładowany elektrostatycznie przez oddziaływanie wirującej szczotki. Papier i niektóre cząstki tytoniu są przyciągane do pasa, a część tytoniu opada następnie na przenośnik, z którego jest odprowadzana. Cząstki papieru, które przyczepiły się do pasa są następnie wystawione na działanie pary wodnej w dalszej części urządzenia, co powoduje, rozładowanie elektrostatyczne i odczepienie większości papieru od pasa. Pas jest następnie suszony przez gorące powietrze, a resztki cząstek papieru i tytoniu są usuwane za pomocą skrobaka przed ponownym ładowaniem taśmy przez szczotkę.

Natomiast w publikacji patentu US8025027 (B1) przedstawiono zautomatyzowany system do separacji owadów, szczególnie larw mącznika z mieszaniny. Mieszanka zawierająca owady jest kierowana do separatora urządzenia, w którym przesiewana jest poprzez zestaw przesiewaczy wibracyjnych.

Celem wynalazku jest zaproponowanie separatora, który umożliwiłby przeżyciowe rozdzielenie żywych poczwarek od ich wylinek oraz martwych imago owadów, jak również odseparowanie wylinek od martwych imago. Rozdział ten jest istotny ze względu na fakt, że wylinki i martwe imago stanowią źródło chityny o odmiennych własnościach i stąd przeznaczone są do odmiennych zastosowań przemysłowych. Jednocześnie rozdział mieszaniny jest utrudniony ze względu tę samą wielkość i zbliżoną masę wylinek i martwych imago.

Istota separatora posiadającego sekcję separacji tryboelektrostatycznej wyposażoną w napędzany transmisyjny pas, który elektryzowany jest elektryzującą szczotką umieszczoną przed pojemnikiem i na końcu którego znajduje się element zgarniający, przy czym pojemnik znajduje się pod pasem, a pas wykonany jest z materiału ulegającego elektryzacji polega na tym, że posiada dodatkowo sekcję miażdżenia i sekcję separacji na sicie. Sekcja miażdżenia zbudowana jest z taśmy i miażdżącego obrotowego walca, które przemieszczają się względem siebie.

Natomiast sekcja separacji na sicie posiada drgające sito, które korzystnie ustawione jest pod kątem 5° do 45°.

Odległość mierzona pomiędzy górną warstwą mieszaniny owadów a dolnym pasmem transmisyjnego pasa wynosi od 1 cm do 10 cm.

Szybkość przesuwu pasa wynosi od 1 cm/s do 10 cm/s.

Korzystnie, taśma sekcji miażdżenia usytuowana jest pod elementem zgarniającym. Korzystnie, drgające sito usytuowane jest pod taśmą sekcji miażdżenia, tak, że materiał z taśmy opada na drgające sito.

PL 230 540 B1

Drgające sito ma korzystnie oczka o wymiarze od 2 mm do 4 mm. Oczywistym jest, że można zastosować zespół sit.

Materiałem ulegającym elektryzacji, z którego wykonane są elektryzująca szczotka lub transmisyjny pas może być: wełna, polipropylen, polietylen, poliuretan, nylon, sorbotan, poliamid, gum a nitrylowa, guma lateksowa, polikarbonat, ABS, guma styrenowo-butadienowa, akryl, epoksyd, polistyren, poliimid, silikon, winyl, poliester PET, kauczuk syntetyczny, PVC albo teflon. Nie wyklucza się stosowania dowolnych innych materiałów, które ulegałyby elektryzacji. Oczywistym jest, że szczotka oraz pas muszą być wykonane z materiałów elektryzujących się różnoimiennie.

Korzystnie, pojemnik ustawiony jest na wytrząsarce.

Istotą sposobu prowadzenia rozdziału żywych poczwarek owadów, ich wylinek oraz martwych imago z ich mieszaniny, w którym prowadzi się przeżyciową tryboelektrostatyczną separację żywych poczwarek, jest to, że otrzymaną mieszaninę wylinek oraz martwych imago poddaje się miażdżeniu z zastosowaniem obrotowego walca i tak otrzymaną mieszaninę przesiewa się, a rozdział prowadzi się przy wilgotności względnej powietrza nie większej niż 60%. Obrotowy walec wywołuje jedynie docisk powodujący pokruszenie martwych imago, wyłączona jest więc niekorzystna okoliczność rozcierania materiału.

Korzystnie, otrzymaną mieszaninę po miażdżeniu przesiewa się na drgającym sicie. Korzystnie sposób prowadzi się w separatorze według obecnego wynalazku.

Separator zapewnia przeżyciowy rozdział mieszaniny zawierającej żywe poczwarki dzięki temu, że w sekcji separacji tryboelektrostatycznej nie ma zwykle stosowanych elektrod i wysokich napięć, a uzyskana różnica potencjałów, w połączeniu ze stosowaną odległością mieszaniny od transmisyjnego pasa i prędkością jego przesuwu zapewnia oddzielenie cięższych poczwarek od wylinek i imago. Pozostałe w wyniku separacji żywe poczwarki zwracane są do dalszej hodowli. Ładowanie rozdzielanej mieszaniny ładunkiem elektrycznym następuje poprzez indukcję w momencie, gdy ponad mieszaniną przesuwa się naładowany transmisyjny pas.

Jednocześnie, nieoczekiwanie okazało się, że uzyskane w wyniku separacji tryboelektrostatycznej wylinki i martwe imago można łatwo rozdzielić w celu uzyskania chityny o różnych właściwościach, poprzez ich miażdżenie i dalej przesiewanie otrzymanej mieszaniny na sicie. Wskutek miażdżenia wylinki ulegają jedynie spłaszczeniu i nie kruszą się. Natomiast martwe imago ulegają pokruszeniu. Zmiażdżony na taśmie obrotowym walcem materiał opada na drgające sito, na którym jest przesiewany. Spłaszczone wylinki są z sita usuwane, co jest dodatkowo ułatwione poprzez ustawienie sita pod kątem, natomiast pokruszone martwe imago jest odsiane.

Dla zapewnienia odpowiedniego przyczepienia się materiału do transmisyjnego pasa, w związku ze stosowaniem niskiej różnicy potencjałów, istotna jest odległość dolnego pasma transmisyjnego pasa od górnej warstwy mieszaniny, wynosząca od 1 cm do 10 cm a także szybkość przesuwu pasa wynosząca od 1 cm/s do 10 cm/s. Wytrząsarka realizuje przemieszanie materiału w pojemniku, celem odkrycia kolejnych warstw mieszaniny po każdorazowym przejściu transmisyjnego pasa. Wytrząsarka pozwala też uzyskać wstępne naelektryzowanie materiału poprzez wzajemne pocieranie o siebie jego cząstek. Oczywistym jest, że pojemnik może być zasilany z zasobnika.

Separator według wynalazku przedstawiony został w przykładzie wykonania na rysunku, ujawniającym schematycznie jego budowę. Przykład wykonania prezentuje również sposób prowadzenia rozdziału w separatorze.

Separator posiada sekcję separacji tryboelektrostatycznej A, sekcję miażdżenia B i sekcję separacji C. Sekcja separacji tryboelektrostatycznej A wyposażona jest w transmisyjny pas 1, wykonany z silikonu, napędzany nie przedstawionym na rysunku silnikiem elektrycznym z regulacją prędkości obrotowej, pozwalającą na uzyskanie szybkości przesuwu pasa od 1 cm/s do 10 cm/s. Pod transmisyjnym pasem 1 umieszczony jest pojemnik 2 na mieszaninę owadów. Odległość pomiędzy dolnym pasmem transmisyjnego pasa 1 a górną warstwą mieszaniny wynosi od x=1 cm do x=10 cm. Przed pojemnikiem 2 znajduje się obrotowa elektryzująca szczotka 3 wykonana z polipropylenu napędzana elektrycznym silnikiem 4, wyposażonym w regulator 5 prędkości obrotowej. Obrotowa elektryzująca szczotka 3 obraca się z prędkością około 5000 rpm i pociera o powierzchnię transmisyjnego pasa 1, powodując jego naelektryzowanie. Pojemnik 2 ustawiony jest na wytrząsarce 6. W dalszej części transmisyjnego pasa 1, za pojemnikiem 2 odseparowane wylinki i martwe imago ulegają odczepieniu. Dla ostatecznego oczyszczenia transmisyjnego pasa 1 z cząstek, na jego końcu znajduje się zgarniająca szczotka 7. Odseparowane wylinki i martwe imago trafiają do sekcji miażdżenia B. Odczepione od transmisyjnego

PL 230 540 B1 pasa 1 opadają na napędzaną silnikiem elektrycznym taśmę 8, kierującą mieszaninę pod obrotowy walec 9. Po spłaszczeniu wylinek i pokruszeniu martwych imago taśma 8 kieruje mieszaninę do sekcji separacji C na sicie, na drgające sito 10, przechylone pod kątem 30°, dla ułatwienia odbioru zsuwających się spłaszczonych wylinek. Drgające sito 10 ma oczka o wymiarze 4x4 mm. Spłaszczone wylinki opadają do pierwszego pojemnika 11, a odsiane pokruszone imago odbierane są spod drgającego sita 10 w drugim pojemniku 12. Rozdział prowadzi się przy wilgotności względnej powietrza nie przekraczającej 60%.

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Separator do przeżyciowego rozdzielania żywych poczwarek owadów z mieszaniny zawierającej ich wylinki oraz martwe imago posiadający sekcję separacji tryboelektrostatycznej wyposażoną w napędzany transmisyjny pas, który elektryzowany jest elektryzującą szczotką umieszczoną przed pojemnikiem i na końcu którego znajduje się element zgarniający, przy czym pojemnik znajduje się pod pasem, a pas wykonany jest z materiału ulegającego elektryzacji, znamienny tym, że posiada dodatkowo sekcję miażdżenia (B) i sekcję separacji (C) na sicie, przy czym sekcja miażdżenia (B) zbudowana jest z taśmy (8) i miażdżącego obrotowego walca (9), a sekcja separacji (C) na sicie posiada drgające sito (10).
2. 2. Separator według zastrz. 1, znamienny tym, że odległość (x) mierzona pomiędzy górną warstwą mieszaniny owadów a dolnym pasmem transmisyjnego pasa (1) wynosi od 1 cm do 10 cm.
3. 3. Separator według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że szybkość przesuwu pasa wynosi od 1 cm/s do 10 cm/s.
4. 4. Separator według któregokolwiek z poprzednich zastrz., znamienny tym, że taśma (8) sekcji miażdżenia (B) usytuowana jest pod elementem zgarniającym (7).
5. 5. Separator według któregokolwiek z poprzednich zastrz., znamienny tym, że drgające sito (10) usytuowane jest pod taśmą (8) sekcji miażdżenia (B), tak, że materiał z taśmy (8) opada na drgające sito (10).
6. 6. Separator według któregokolwiek z poprzednich zastrz., znamienny tym, że drgające sito (10) ustawione jest pod kątem 5° do 45°.
7. 7. Separator według któregokolwiek z poprzednich zastrz., znamienny tym, że drgające sito (10) ma oczka o wymiarze od 2 mm do 4 mm.
8. 8. Separator według któregokolwiek z poprzednich zastrz., znamienny tym, że elektryzująca szczotka (3) lub transmisyjny pas (1) wykonane są z materiałów elektryzujących się różnoimiennie wybranych spośród: wełny, polipropylenu, polietylenu, poliuretanu, nylonu, sorbotanu, poliamidu, gumy nitrylowej, gumy lateksowej, polikarbonatu, ABS, gumy styrenowo-butadienowej, akrylu, epoksydu, polistyrenu, poliimidu, silikonu, winylu, poliestru PET, kauczuku syntetycznego, PVC albo teflonu.
9. 9. Separator według któregokolwiek z poprzednich zastrz., znamienny tym, że pojemnik (2) ustawiony jest na wytrząsarce (6).
10. 10. Sposób prowadzenia rozdziału żywych poczwarek owadów, ich wylinek oraz martwych imago z ich mieszaniny, w którym prowadzi się przeżyciową tryboelektrostatyczną separację żywych poczwarek przy użyciu separatora określonego w zastrz. 1 do 9, znamienny tym, że otrzymaną mieszaninę wylinek oraz martwych imago poddaje się miażdżeniu z zastosowaniem obrotowego walca (9) i tak otrzymaną mieszaninę przesiewa się, a rozdział prowadzi się przy wilgotności względnej powietrza nie większej niż 60%.
11. 11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że po miażdżeniu otrzymaną mieszaninę przesiewa się na drgającym sicie (10).
12. 12. Sposób według któregokolwiek z zastrz. 10 do 11, znamienny tym, że rozdział prowadzi się w separatorze według zastrz. 1 do 9.