Установка для переработки навоза личинками синантропных мух

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Сущность изобретения: установка содержит отделение для переработки навоза 1 с узлами загрузки навоза 3 и выгрузки переработанного материала, инсектарий для мух 11 и отделение сепарации личинок из переработанного материала 15. В отделении переработки навоза размещены ряды вертикальных стеллажей 4 с поддонами 5 для навоза со средствами для вертикального и горизонтального перемещения поддонов 5 по направляющим. Инсектарий выполнен в виде отдельно стоящей камеры и дозатором 12 для загрузки субстрата на входе и с транспортерными лентами 14, установленными между входом и выходом для размещения на них субстрата под яйцекладками. Над транспортерными лентами установлены откидные крышки со щелями и клапанами для выхода мух. Транспортерные ленты 14 состыкованы с узлом загрузки отделения переработки навоза. Установка имеет большую производительность и более высокое качество переработки навоза. В цепи загрузки инсектария может быть установлен автоклав для подавления натогенной микрофлоры. Отделение сепарации личинок имеет устройство первичной сепарации и устройство вторичной сепарации для повышения выхода личинок из переработанного материала. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к переработке навоза личинками синантропных мух.

Проблема утилизации отходов сельскохозяйственного производства прежде всего отходов органического происхождения стоит достаточно остро. Согласно традиционной технологии, применяемой в нашей стране, органические отходы свиноферм и птицефабрик транспортируются в накопители на специально отведенные для этой цели участки земли, нередко занимающие значительные площади, где эти отходы выдерживаются в течение 1-1,5 лет. Необходимость выдерживания навоза на открытом грунте в течение столь продолжительного времени со всеми вытекающими отрицательными последствиями (нитратно-нитридное отравление почвы, загрязнение окрестных водоемов, исключение значительных земельных площадей из сельхозоборота и т.д.) определяется его высокой кислотностью, исключающей возможность немедленного использования навоза в качестве органических удобрений.

Известна установка для переработки навоза беспозвоночными животными сапрофагами (см.авт.свид. N 1053797, кл. А 01 K 61/00, 1982), включающая открытую сверху емкость для навоза, выполненную из гофрированного материала, механизм вертикального перемещения днища емкости, шланг для подачи навоза в емкость и сбрасыватель отработанного материала, смонтированной в верхней части емкости.

Заявителю не известны случаи практического применения этой установки и представляется, что недостатком ее является низкая производительность.

Известна также установка для переработки навоза личинками синантропных мух (см. авт.свид. N 1428331, кл. А 01 К 67/00, 1987), включающая емкость в форме усеченной пирамиды с крышкой, над которой установлен инсектарий для мух, и шнеки загрузки и выгрузки переработанного материала. Крышка имеет щель для проникновения мух из инсектария в емкость для переработки, где они осуществляют яйцекладку, и обратно, а в боковых стенках емкости имеется перфорация для миграции личинок в рукава для их сбора.

Основными недостатками установки являются низкая производительность, невысокое качество переработки навоза и неопределенность в сепарации личинок (в случае ее реализации, о которой заявителю также не известно) вследствие очевидного неудовлетворительного выполнения условий жизнедеятельности мух в инсектарии. Выделяющиеся в процессе жизнедеятельности личинок в большой емкости навоза аммиака и сероводород будут негативно влиять на популяцию, несмотря на смонтированные над щелью крышки и в зоне перфорации стенок вентиляционные трубы.

Кроме того надо учитывать, что личинки проникают на ограниченную глубину в навоз. Как правило личинки хорошо перерабатывают верхний слой навоза 5-10 см. Вызывает сомнение, что личинки сами, без создания им дискомфортных условий в нужное время будут мигрировать к перфорированным стенкам для сепарации.

Другим недостатком прототипа является фактическое совместное нахождение личинок разного возраста в обрабатываемом материале, вследствие чего часть личинок может гибнуть или не иметь возможности развиться полностью.

Целью изобретения является повышение производительности установки и качества переработки навоза путем улучшения условий жизнедеятельности мух и личинок разного возраста.

Указанная цель достигается благодаря тому, что в установке для переработки навоза личинками синантропных мух, содержащей отделение переработки навоза с узлами загрузки навоза и выгрузки переработанного материала, инсектарий для мух, и отделение сепарации личинок из переработанного материала, отделение переработки навоза имеет ряд вертикальных стеллажей с поддонами для навоза и средства для вертикального и горизонтального перемещения поддонов, например, по направляющим, инсектарий выполнен в виде отдельно стоящей камеры с дозатором для загрузки субстрата, расположенным на входе в камеру, и с транспортерными лентами, установленными внутри камеры между входом и выходом из камеры и предназначенными для размещения субстрата под яйцекладки мух, в камере инсектария над транспортерными лентами установлены откидные крышки со щелями, снабженными клапанами для выхода мух из-под крышки, и на выходе из камеры инсектария транспортерные ленты состыкованы с узлом загрузки отделения переработки навоза.

Для подавления патогенной микрофлоры в инсектарии при использовании в качестве субстрата навоза, установка снабжена автоклавом, установленным в цепи загрузки инсектария.

С целью повышения выхода личинок из переработанного материала отделение сепарации личинок содержит устройство первичной сепарации в виде транспортерной ленты, на которой расположен переработанный навоз с личинками, шнеков-сборщиков, установленных над транспортерной лентой на некоторой высоте для снятия верхнего слоя, и источников света, расположенных над транспортерной лентой, и устройство вторичной сепарации, включающее перемещаемые лотки с наклонными стенками, средства для подогрева лотков со стороны днища и конусные сборники личинок, установленные под лотками.

Разделение инсектария и отделения переработки навоза в пространстве позволяет улучшить, приблизить к оптимальным условиям жизнедеятельность мух и личинок разного возраста, а в конечном счете повысить качество переработки навоза, а также количество и качество личинок после сепарации.

Выполнение отделения для переработки навоза в виде стеллажей с перемещаемыми в них поддонами для навоза позволяет формировать вертикальные секции из поддонов с личинками одного возраста, а затем, перемещая секцию день за днем по горизонтали от места загрузки до места выгрузки, получать в этих поддонах, где навоз имеет глубину 4-5 см, биоперегной высокого качества, а после сепарации созревшие личинки одного определенного возраста для их последующего использования. Кроме этого стеллаж дает возможность компактно разместить большое количество навоза тонким слоем.

Размещение навоза в поддонах существенно улучшает его аэрацию и условия вентиляции в отделении, что также способствует жизнедеятельности личинок. Простота механизации стеллажей позволяет обрабатывать непрерывно и одновременно большое количество навоза в установке. Выполнение инсектария в виде отдельной камеры с дозатором для независимой загрузки субстрата (или навоза после обработки его в автоклаве) на транспортерные ленты на входе позволяет организовать пространство для жизнедеятельности мух, удаленные от основной емкости для переработки навоза и исключающее влияние на инсектарий емкости для переработки навоза, а также позволяет автоматизировать процесс выгрузки народившихся личинок с транспортерных лент инсектария в поддоны с навозом стеллажей отделения для переработки навоза.

Откидные крышки над транспортерными лентами предназначены для предотвращения внедрения мух в субстрат (навоз) на транспортере, где яйцекладка уже произведена, а щели с клапанами, выполненные в откидных крышках, предназначены для вылета мух, оставшихся в навозе на транспортерной ленте после закрывания крышки.

Указанные средства способствуют изолированному существованию в инсектарии личинок разного возраста, что позволяет постоянно иметь и по мере необходимости добавлять к свежему навозу, на входе отделения переработки, навоз из инсектария с личинками, способными качественно перерабатывать большое количество навоза в биоперегной.

Перед входом в камеру инсектария в цепи загрузки при использовании в качестве субстрата для яйцекладки навоза может быть установлен автоклав для подавления патогенной микрофлоры в навозе.

Кроме узла сепарации, построенного по схеме со световым и тепловым воздействием на личинок сверху с целью их внедрения вглубь материала и снятием верхнего слоя, не содержащего личинок, в предлагаемой установке устройство сепарации личинок имеет узел вторичной сепарации, где личинки с остатками переработанного материала после первичной сепарации размещены на лотках, имеющих подогрев со стороны днища, что заставляет личинки мигрировать из лотков по наклонным их стенкам и падать в конусные сборники под ними. Наличие такого дополнительного узла вызвано необходимостью высокого качества очистки личинок с целью их дальнейшей переработки.

В известной научно-технической и патентной литературе авторы не обнаружили установок идентичных с совокупностью признаков, перечисленных в предлагаемой формуле изобретения. Данное техническое решение является новым.

Не обнаружены и устройства, содержащие признаки, сходные с отличающими предлагаемую установку от прототипа.

К этому следует добавить, что создание установки для переработки большого количества навоза является трудно разрешимой технической задачей, решение которой давно требовалось для народного хозяйства. Известные решения относятся к установкам малой производительности, пригодным в основном для лабораторных и экспериментальных работ.

Анализ известных технических решений показывает, что при решении задачи переработки большого количества навоза специалисты наталкивались на технические трудности, связанные с созданием оптимальных условий жизнедеятельности синантропных мух и личинок, т.к. выделяющийся аммиак и сероводород негативно влияют на популяцию. Проблема изоляции популяции от основного отделения переработки навоза и исключения совместного нахождения личинок разного возраста в обрабатываемом материале решена в предлагаемой установке, несмотря на техническую предубежденность, укоренившуюся среди специалистов, и практические трудности.

На фиг. 1 изображена общая схема установки для переработки навоза; на фиг. 2 инсектарий в разрезе, вид спереди; на фиг.3 сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 отделение переработки навоза, в разрезе; на фиг.5 устройство первичной сепарации, в разрезе; на фиг.6 сечение Б-Б на фиг.5; на фиг.7 устройство вторичной сепарации, в разрезе.

Установка для переработки навоза личинками синантропных мух содержит установленное за приемным бункером (не показан) отделение для переработки навоза 1, размещенное в термостатированной камере 2, с узлом загрузки в виде дозатора 3 на входе, со стеллажами 4 для поддонов 5 с навозом, с передней 6 и задней 7 каретками для перемещения поддонов 5, с механизмом дозированной подачи личинок 8 в поддоны 5, и механизмом опрокидывания поддонов 9, установленным на задней каретке 7 на выходе из отделения переработки 1; установленный также за приемным бункером автоклав 10, инсектарий 11 с дозатором 12 на входе, предназначенным для дозированной подачи навоза из автоклава 10 в инсектарий 11, с боксом 13 для сменной популяции мух и транспортерными лентами 14, расположенными внутри инсектария 11 от приемного дозатора 12 до механизма дозированной подачи личинок 8 отделения переработки навоза 1, отделение сепарации личинок 15, включающее последовательно установленные устройства первичной сепарации 16 с транспортером 17 и установленным над ним дозатором 18 и шнеками 19 для отделения верхнего слоя биоперегноя, и устройство вторичной сепарации 20 с конусными сборниками 21 личинок и транспортером 22 подачи их в накопитель (не показан).

Инсектарий 11 представляет собой термостатированную камеру, в которой поддерживается заданная температура и влажность.

Инсектарий 11 может содержать несколько камер, изображенных на фиг.2 и 3, расположенных, например, в несколько этажей, в зависимости от производительности установки.

Над каждой транспортерной лентой 14 в камере смонтирована откидная крышка 23, в которой выполнены щелевые клапаны 24, предназначенные для вылета мух при закрытой крышке 23.

В боксе 13 размещены поддоны для личинок, предназначенные для смены популяции мух. В камере установлены также кормушка 25 и поилка 26 для мух, выполнены освещение 27 и вентиляция 28.

На выходе инсектария 11 транспортеры 14 стыкуются с механизмом дозированной подачи личинок 8 отделения переработки навоза 1.

Отделение переработки навоза 1 представляет собой отдельное термостатированное помещение, где внутри камеры 2 поддерживается заданная температура и влажность.

В камере 2 установлены стеллажи 29 с поддонами 5. Стеллажи 29 имеют направляющие 30 для горизонтального перемещения по ним поддонов 5 с навозом.

В нижней части стеллажа 29 установлены направляющие загрузки 31, по которым могут перемещаться поддоны 5, дозатор 8 подачи навоза, передняя каретка 6, снабженная приводом, представляющим собой мотор-редуктор 32 и зубчатую рейку 33, для вертикального перемещения поддонов 5 вдоль стеллажа 29, и приводом в виде мотор-редуктора 34 и зубчатой рейкой 35 для горизонтального перемещения поддонов 5 по направляющим 30 внутри стеллажа 29. В нижней части расположена также задняя каретка 7, имеющая привод в виде мотор-редуктора 36 и зубчатой рейки 37 для горизонтального перемещения поддонов 5 по направляющим загрузки 31 под дозатор 8, привод в виде мотор-редуктора 38 и зубчатой рейки 39 для вертикального перемещения поддонов 5 по направляющим 30 стеллажа 29 и механизм опрокидывания 9 в виде червячного редуктора. Передняя каретка 6 с приводами является узлом загрузки, а задняя каретка 7 с приводами и механизмом опрокидывания 9 являются узлом выгрузки отделения переработки навоза 1.

К узлу выгрузки отделения переработки навоза 1 примыкает приемный бункер 40 устройства первичной сепарации 16. Под бункером 40 установлена транспортерная лента 17, над которой установлены шнеки 19, световой (или тепловой) излучатель 42. Шнеки 19 установлены над транспортерной лентой 17 на разном уровне для снятия верхних слоев переработанного личинками навоза (биоперегноя) 43. Высота установки шнеков 41 определена глубиной, на которую удается "внедрить" личинок с помощью светового (или теплового) излучателя 42.

Под транспортерной лентой 17 установлена еще одна транспортерная лента 44 для сбора биоперегноя, поступающего в бункер-накопитель (не показан).

Устройство вторичной сепарации 20 выполнено в виде подвижных с помощью мотор-редуктора 45 и зубчатой рейки 46 лотков 47 с наклонными стенками и с электронагревательными элементами 48 (или паро-водонагревателями), предназначенными для создания условий, при которых личинки 49 по наклонным стенкам вынуждены покидать лотки 47 и попадать в конусные сборники 50, установленные под лотками 47 и далее на транспортерную ленту 51.

Установка работает следующим образом.

В инсектарий 11 на одну из транспортерных лент 14 подается навоз из автоклава 10. В течение суток навоз оставляют на ленте 14 при открытой крышке 23 для откладывания мухами яйцекладок. Затем транспортерная лента 14 закрывается крышкой 23 и начинается разгрузка порциями содержимого транспортера 14 по поддонам 5 с помощью механизма дозированной подачи 8.

Перед закрытием крышки 23 одной транспортерной ленты 14 загружают навоз на вторую транспортерную ленту 14, где начинается процесс яйцекладки. Т.о. транспортерные ленты 14 работают поочередно. Через щелевые клапаны 24 в крышках 23 мухи могут удаляться с транспортерной ленты 14 при закрытой крышке 23 и переходить на другой транспортер 14.

Корм в камеру инсектария 11 может подаваться с помощью дополнительного транспортера с дозатором корма. На черт. кормушка 25 и поилка 26 показаны условно.

Бокс сменной популяции 13 включает емкости для личинок, из которых через определенное время появляется новая популяция мух для инсектария. Старая популяция к этому моменту удаляется, например, с помощью специального форсированного режима вентиляции или подвижной стенки, расположенной в камере (не показано).

В отделении переработки навоза 1 в нижней части стеллажа 29 по направляющим загрузки 31 пустые поддоны 5 подают с помощью задней каретки 7 к дозатору 3 под загрузку навоза, а затем к передней каретке 6 к механизму дозированной подачи личинок 8 с навозом с транспортерной ленты 14. После этого с помощью мотор-редуктора 32 и зубчатой рейки 33 перемещают по направляющим 30 стеллажа 29 на очередной ряд. Мотор-редуктор 34 и зубчатая рейка 35 передней каретки 6 перемещают поддоны 5 всего ряда таким образом, что последний поддон ряда в это же время выдвигается и попадает на стоящую против этого ряда заднюю каретку 7, которая этот поддон с переработанным навозом с помощью мотор-редуктора 38 и зубчатой рейки 39 подает к механизму опрокидывания 9, для подачи с переработанного навоза в приемный бункер 40 устройства первичной сепарации 16. Таким образом биоперегной с личинками попадает для сепарации.

Из бункера 40 биоперегной 43 равномерно распределяется на транспортерной ленте 17, с которой с помощью шнеков 19 (при включенных световых излучателях 42), расположенных на разных уровнях, снимается верхний слой биоперегноя и подается на транспортерную ленту 44, с которой он поступает в бункер. Нижняя часть слоя биоперегноя 43 остается на транспортерной ленте 17 и с нее попадает в устройство вторичной сепарации 20, в лотки 47. С помощью нагревательных элементов 48 биоперегной в лотках 47 подогревается, что заставляет личинки 49 покидать их, и по наклонным стенкам лотков 47 выползать и попадать в конусные сборники 50, а оставшийся в лотках 47 биоперегной отправляется в бункер. Из конусных сборников 50 личинки 49 попадают на транспортерную ленту 51 и собираются в накопителе личинок.

Предлагаемая установка позволяет реализовать биологический способ переработки органических отходов и в течение 6-7 дней превратить "ядовитый" навоз свино- и птицеферм в высокоценное органическое удобрение биоперегной, а также получить не менее ценный биопродукт биомассу.

Установка обеспечивает экологически чистую переработку навоза.

Из одной тонны навоза может быть получено до 500 кг биоперегноя, внесение которого в почву повышает иммунитет растений, ускоряет их рост и развитие, снижает зараженность вредителями и болезнями, увеличивает урожайность сельхозкультур и способствует получению экологически чистых продуктов питания.

Формула изобретения

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ НАВОЗА ЛИЧИНКАМИ СИНАНТРОПНЫХ МУХ, содержащая отделение переработки навоза, в котором установлены поддоны и средства их вертикального и горизонтального перемещения с узлами загрузки навоза и выгрузки переработанного материала, емкость для мух и отделение сепарации личинок из переработанного материала в виде транспортерной ленты с установленными на ней источниками света, отличающаяся тем, что она снабжена инсектарием для мух, выполненным в виде камеры с дозатором для субстрата, расположенным на входе в камеру, и с транспортерными лентами, установленными внутри камеры между ее входом и выходом с возможностью размещения субстрата под яйцекладки лентами, при этом над транспортерными лентами установлены откидные крышки со щелями, имеющими клапаны для выхода мух из-под крышки, а на выходе из камеры транспортерные ленты состыкованы с узлом загрузки отделения переработки навоза.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена автоклавом, установленным перед инсектарием.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что отделение сепарации личинок снабжено шнеками-сборниками, установленными над транспортерной лентой, и устройством для вторичной сепарации, выполненным в виде установленных с возможностью перемещения лотков с наклонными стенками и средством для подогрева лотков со стороны днища, под которыми установлены конусные сборники личинок.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7