RU2160004C2

RU2160004C2 - Method of reprocessing organic substrates with insect larva

Info

Publication number: RU2160004C2
Application number: RU98114043A
Authority: RU
Inventors: В.А. Шапиро
Original assignee: Шапиро Валерий Абрамович
Priority date: 1998-07-23
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 2000-12-10

Abstract

FIELD: agriculture. SUBSTANCE: method involves settling larva of mature insects of equal age in substrate heated in trays placed in vertical cassettes provided with strips for trays in separate room; separating insects from substrate with egg layings; mounting radiant heaters on lower surfaces of strips; growing larva in substrate heated with hot air in containers provided with biogas discharge device; regulating biogas moisture content during growing of larva by introducing filler, with portion of biological compost produced upon separation of it from larva being used as filler. Container and tray walls are made from heat-insulating material. Method allows various organic wastes of any moisture content to be reprocessed into effective organic fertilizers. EFFECT: increased efficiency, wider range of products obtained by reprocessing of organic wastes of any kind, and reduced loss of energy released during biological thermal processes. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству и экологии. The invention relates to agriculture and ecology.

Использование личинок насекомых для переработки органических субстратов позволяет перерабатывать любые органические отходы любой влажности. The use of insect larvae for the processing of organic substrates allows the processing of any organic waste of any moisture.

Максимальную биопроизводительность насекомых можно получить только при создании условий для кладки яиц и выращивания личинок, близких к естественным. The maximum bio-productivity of insects can only be obtained by creating conditions for laying eggs and growing larvae close to natural.

Известен способ переработки органических отходов, включающий заселение личинками мух питательного субстрата, состоящего из молока и дрожжей, культивирование их в оптимальных гидротермических условиях с последующим перенесением на органические отходы и культивирование до состояния предкуколки (1). A known method of processing organic waste, including the population of larvae of flies with a nutrient substrate consisting of milk and yeast, cultivating them under optimal hydrothermal conditions, followed by transferring them to organic waste and cultivating to the pre-pup state (1).

Недостаток этого способа состоит в том, что мухи содержатся в противоестественных условиях в инсектарии, что снижает их яйценоскость, в технологическом процессе имеются трудномеханизируемые операции, он сложен и малопригоден при больших объемах производства. The disadvantage of this method is that the flies are kept in unnatural conditions in insectarium, which reduces their egg production, there are difficult mechanized operations in the technological process, it is complicated and unsuitable for large volumes of production.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, реализуемый на установке для переработки навоза личинками синантропных мух, включающий заселение размещенного в лотках подогреваемого субстрата яйцами половозрелых насекомых одного возраста в отдельном помещении, отделение насекомых от субстрата с яйцекладками, выращивание личинок в подогреваемом нагретым воздухом субстрате с регулированием его влажности за счет введения наполнителя и разделение личинок и биоперегноя (2). The closest in technical essence to the proposed one is the method implemented on a plant for the processing of manure by larvae of synanthropic flies, including populating the eggs of mature insects of the same age placed in trays of a heated substrate in separate rooms, separating the insects from the substrate with egg laying, growing the larvae in a substrate heated by heated air with the regulation of its humidity due to the introduction of a filler and the separation of larvae and bio-shedding (2).

Однако прототипу присущи такие недостатки, как недостаточные возможности обеспечения температурных и влажностных условий яйцекладки и выращивания личинок, сложность конструкции (откидные крышки, три дозатора, сложная система перемещений лотков по стеллажам), потери тепла в процессе переработки и связанное с этим ухудшение жизнедеятельности личинок. However, the prototype is characterized by such disadvantages as insufficient capabilities to ensure the temperature and humidity conditions of egg laying and larvae growing, design complexity (hinged lids, three dispensers, a complex system for moving trays along racks), heat loss during processing and the associated deterioration of larval life.

Техническая сущность изобретения заключается в повышении производительности за счет создания оптимальных условий яйцекладки и выращивания личинок, расширении спектра применения способа при утилизации органических отходов любой влажности, упрощении конструкции и устранении потерь энергии, выделяемой при биотермических процессах переработки субстратов. The technical essence of the invention is to increase productivity by creating optimal conditions for egg laying and growing larvae, expanding the range of application of the method for the disposal of organic waste of any moisture, simplifying the design and eliminating the energy loss generated during biothermal processes of processing substrates.

Для этого в известном способе переработки органических субстратов личинками насекомых, включающем заселение размещенного в лотках подогреваемого субстрата яйцами половозрелых насекомых одного возраста в отдельном помещении, отделение насекомых от субстрата с яйцекладками, выращивание личинок в подогреваемом нагретым воздухом субстрате с регулированием его влажности за счет введения наполнителя, разделение личинок и биоперегноя, согласно изобретению заселение субстрата яйцами насекомых в отдельном помещении осуществляют в вертикальных кассетах с полками, на которые устанавливают лотки с субстратом, причем на нижних поверхностях полок устанавливают излучающие нагреватели, а выращивание личинок в подогреваемом субстрате осуществляют в имеющих устройство для удаления биогаза контейнерах, при этом в качестве наполнителя субстрата используют часть полученного биоперегноя после разделения его с личинками, а стенки лотков и контейнеров выполнены из термоизоляционного материала. To do this, in the known method of processing organic substrates by insect larvae, including populating the eggs of mature insects of the same age placed in trays of the heated substrate with eggs of the same age, separating the insects from the substrate with egg-laying, growing the larvae in a substrate heated by heated air with the regulation of its moisture by introducing a filler, the separation of larvae and biofore, according to the invention, the settlement of the substrate with insect eggs in a separate room is carried out vertically cassettes with shelves on which trays with a substrate are installed, and radiating heaters are installed on the lower surfaces of the shelves, and the growth of larvae in a heated substrate is carried out in containers having a biogas removal device, and a part of the obtained biofuel is used as a filler after separation from larvae, and the walls of the trays and containers are made of insulating material.

Предлагаемый способ характеризуется признаками устройства и поясняется описанием работы устройства. The proposed method is characterized by the features of the device and is illustrated by a description of the operation of the device.

На фиг. 1 показана общая схема устройства для реализации предлагаемого способа, на фиг. 2 - устройство кассеты с лотками. In FIG. 1 shows a general diagram of a device for implementing the proposed method, FIG. 2 - cassette device with trays.

Устройство для переработки органических субстратов личинками насекомых для реализации предлагаемого способа содержит смеситель с дозатором 1, в который подают жидкий субстрат 2 и наполнитель субстрата 3. Заселение субстрата яйцами насекомых, например мух, производится в отдельном изолированном от внешней среды помещении 4, лотки 5 устанавливают на полках 6 вертикальных кассет 7. На нижних поверхностях полок 6 установлены излучающие нагреватели 8. Вертикальные кассеты помещают в контейнеры 9, снабженные устройствами для удаления биогаза 10. Выращивание личинок осуществляют в отделении 11 с вентиляционными коробами 12. Разделение личинок мух и биоперегноя осуществляют в отделении сепарации 13. Часть биоперегноя из отделения сепарации 13 при необходимости возвращают в смеситель 1. Для содержания сменного роя мух одного возраста имеется отдельный бокс 14, смежный с отделением заселения субстрата яйцами насекомых 4. A device for processing organic substrates by insect larvae for implementing the proposed method comprises a mixer with a dispenser 1, into which a liquid substrate 2 and a substrate filler 3 are fed. The substrate is populated by insect eggs, for example flies, in a separate room 4 isolated from the external environment, trays 5 are installed on shelves 6 of vertical cassettes 7. On the lower surfaces of the shelves 6 are installed radiating heaters 8. Vertical cassettes are placed in containers 9, equipped with devices for removing biogas 10. Larvae are grown in compartment 11 with ventilation ducts 12. Separation of flies and biofuel larvae is carried out in separation compartment 13. Part of the biofuel from separation compartment 13 is returned to mixer 1, if necessary. There is a separate box 14 for keeping a swarm of swarms of the same age, adjacent to the compartment insect eggs populating the substrate 4.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В смеситель 1 подается подлежащий переработке органический субстрат любой влажности. При переработке отходов личинками мух влажность субстрата не должна превышать 85%, при превышении этого значения в смеситель добавляется необходимое количество наполнителя субстрата. The mixer 1 is fed to be processed organic substrate of any moisture content. When processing waste larvae of flies, the moisture content of the substrate should not exceed 85%, if this value is exceeded, the required amount of substrate filler is added to the mixer.

Для оптимизации влажности субстратов при утилизации жидких органических отходов в качестве наполнителя используют сухие органические отходы: измельченную солому, в том числе и трудноутилизируемую рисовую солому, опилки, измельченную кору и т.п. To optimize the moisture content of substrates when disposing of liquid organic waste, dry organic waste is used as a filler: crushed straw, including hard-to-utilize rice straw, sawdust, crushed bark, etc.

В целях экономии естественных наполнителей может быть использован биоперегной, полученный в результате проведения предлагаемого способа, который также подается в смеситель 1 из отделения сепарации 13. In order to save natural fillers can be used biofeed, obtained by carrying out the proposed method, which is also fed into the mixer 1 from the separation Department 13.

С помощью дозатора из смесителя 1 полученная смесь подается в лотки 5. Толщина слоя субстрата в лотке должна соответствовать глубине проникновения личинок в субстрат, т.е. не превышать 8 см. Using the dispenser from the mixer 1, the resulting mixture is fed into the trays 5. The thickness of the substrate layer in the tray should correspond to the depth of penetration of the larvae into the substrate, i.e. do not exceed 8 cm.

Заселение субстрата яйцами насекомых производят в отдельном помещении 4. Для яйцекладки используют половозрелых насекомых одного возраста, оптимального для ведения яйцекладки. Заполненные субстратом лотки 5 устанавливают на полках 6 вертикальных кассет 7. Субстрат в лотках 5 подогревают до температуры 28-30^oC с помощью излучающих нагревателей 8, размещенных на нижних поверхностях полок 6, и производят заселение субстрата яйцами насекомых. После заселения субстрата яйцами насекомых вертикальные кассеты 7 помещают в контейнеры 9 и передают в отделение выращивания личинок 11, где размещают их на стеллажах, а устройства для удаления биогаза 10 подключают к вентиляционным коробам 12.The substrate is populated with insect eggs in a separate room 4. For oviposition, sexually mature insects of the same age are used, optimal for oviposition. Trays 5 filled with the substrate are installed on the shelves 6 of the vertical cassettes 7. The substrate in the trays 5 is heated to a temperature of 28-30 ^° C using radiating heaters 8 located on the lower surfaces of the shelves 6, and the substrate is populated with insect eggs. After the substrate is populated by insect eggs, the vertical cassettes 7 are placed in containers 9 and transferred to the larval growing department 11, where they are placed on shelves, and biogas removal devices 10 are connected to ventilation ducts 12.

Когда в лотках начинается биотермический процесс, процесс подогрева прекращают. Лотки 5 и контейнеры 9 изготавливают из термоизоляционного материала, что позволяет сохранить тепло, выделяемое при биотермическом процессе, происходящем при переработке субстрата, и сократить энергозатраты. По истечении 4-5 суток контейнеры передают в отделение сепарации 13 для разделения личинок мух и биоперегноя. Часть полученного биоперегноя, имеющего влажность 60-75%, может быть использована в качестве наполнителя субстрата и возвращена в смеситель 1 для доведения влажности исходного субстрата до оптимального для проведения процесса переработки значения (не превышающего 85%). When the biothermal process begins in the trays, the heating process is stopped. Trays 5 and containers 9 are made of heat-insulating material, which allows you to save the heat generated during the biothermal process that occurs during processing of the substrate, and reduce energy consumption. After 4-5 days, the containers are transferred to the separation compartment 13 to separate the larvae of flies and biofuel. A part of the obtained bio-coastal moisture content of 60-75% can be used as a filler for the substrate and returned to mixer 1 to bring the moisture content of the initial substrate to the optimum value (not exceeding 85%) for the processing process.

При снижении яйценоскости роя мух их убивают, например, углекислым газом, открывают створки бокса 14, где содержится сменный рой, готовый к началу яйцекладки, возрастом мух 8-10 дней. Сроки пика яйценоскости могут варьироваться и зависят от популяции мух. Но поскольку условия содержания мух максимально приближены к естественным, яйценоскость мух будет на порядок выше, чем в разного рода инсектариях. Устройства для кормления и поения мух не отличаются от известных. With a decrease in egg laying, swarms of flies are killed, for example, with carbon dioxide, open the casement of box 14, which contains a removable swarm, ready for the start of oviposition, the age of the flies is 8-10 days. The timing of the peak egg production may vary and depend on the population of flies. But since the conditions for keeping flies are as close as possible to natural, the egg production of flies will be an order of magnitude higher than in various insectariums. Devices for feeding and drinking flies do not differ from the known ones.

Таким образом, субстрат в предлагаемом способе является оптимальным по температуре и влажности за счет добавления в субстрат наполнителя (а при необходимости и жидкой фракции) и подогрева субстрата при заселении яйцами насекомых. Thus, the substrate in the proposed method is optimal in temperature and humidity due to the addition of a filler (and, if necessary, a liquid fraction) to the substrate and heating of the substrate when populated by insect eggs.

В результате переработки органического субстрата личинками мух по предлагаемому способу из 1 тонны субстрата получают до 150 кг личинок и до 500 кг биоперегноя. As a result of the processing of the organic substrate by larvae of flies according to the proposed method, up to 150 kg of larvae and up to 500 kg of bio-spawning are obtained from 1 ton of substrate.

Личинки мух служат кормом для молоди рыб, цыплят, поросят и т.п. Биоперегной может быть использован для приготовления кормов и искусственных грунтов для растениеводства и грибоводства и как высокоэффективное органическое удобрение. Larvae of flies serve as food for juvenile fish, chickens, piglets, etc. Biofere can be used for the preparation of feed and artificial soils for plant growing and mushroom growing and as a highly effective organic fertilizer.

Способ позволяет утилизировать органические отходы любой влажности. 90% загрязнений рек и грунтовых вод связано именно с сельскохозяйственным производством. Внедрение способа позволит очистить внутренние водоемы от потоков навоза и помета. The method allows to utilize organic waste of any humidity. 90% of river and groundwater pollution is associated with agricultural production. The implementation of the method will allow to clean the internal water bodies from the flows of manure and litter.

Внедрение способа не только даст дешевые продукты питания, но и во многом изменит принципы ведения сельскохозяйственного производства, так как целью этого производства станет производство фитомассы. Для переработки фитомассы можно использовать не только личинки мух, но также и личинки саранчи, кузнечика, тли или другого "вредителя". Важно выбрать насекомое высокой биопроизводительности, использующее данный субстрат в своей естественной жизни. The implementation of the method will not only give cheap food products, but will also greatly change the principles of agricultural production, since the purpose of this production will be the production of phytomass. For phytomass processing, not only larvae of flies can be used, but also larvae of locusts, grasshopper, aphids or other "pests". It is important to choose an insect of high bio-productivity that uses this substrate in its natural life.

Claims

1. A method of processing organic substrates by insect larvae, including populating the eggs of sexually mature insects of the same age placed in the trays of the heated substrate with eggs of the same age, separating the insects from the substrate with egg-laying, growing the larvae in a substrate heated by heated air by regulating its moisture by introducing a filler, separating the larvae and bioregular, characterized in that the substrate is populated by insect eggs in a separate room in vertical cassettes with a floor trays with a substrate installed, moreover, radiating heaters are installed on the lower surfaces of the shelves, and the growth of larvae in a heated substrate is carried out in containers having a biogas removal device, and a part of the obtained biofreshing is used as a filler of the substrate after separation with larvae.

2. The method according to claim 1, characterized in that the walls of the trays and containers are made of heat-insulating material.