Способ выращивания личинок мух и переработки органических отходов

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ переработки органических отходов с помощью личинок мух включает выращивание личинок мух Hermetia illucens на питательном субстрате с отделением биомассы личинок от биогумуса, причем яйца Hermetia illucens размещают в субстрат вспученного вермикулита из расчета 50 г яиц / 50 г субстрата, далее выдерживают полученную смесь 3 суток, на 4 сутки личинки вместе с вермикулитом размещают в емкость с предварительно замоченным комбикормом 60-70% влажности в объеме 10 кг, на 9 сутки полученные личинки вместе с переработанным комбикормом делят на равные 50 частей, добавляют 1000 г предварительно подготовленного субстрата органических отходов, поддерживая 60-70% влажность полученного субстрата, в течение последующих 9 суток в данную емкость ежедневно добавляют предварительно подготовленный субстрат органических отходов в объеме 1 кг, поддерживая влажность 60-70%. Изобретение позволяет уменьшить потери личинок от негативного воздействия окружающей среды на I и II стадии развития, повысить эффективность выращивания личинок II-III стадии развития и более эффективно переработать широкий спектр органических отходов в белково-липидные концентраты и органическое удобрение. 2 з.п. ф-лы.

 

Область техники.

Изобретение относится к сфере экологии, позволяющее применять безотходную утилизацию больших объемов органических отходов жизнедеятельности, с одновременным производством линейки готовой продукции для различных сфер экономики и к сельскому хозяйству, позволяющее перерабатывать большие объемы органических отходов сельхозпредприятий в белково-липидные концентраты и органическое удобрение для предприятий АПК.

Уровень техники.

Известен способ переработки навоза домашнего скота и птицы с использованием личинок hermetia illucens и potosia brevitarsis [CN №106070067 А]. Технология предусматривает площадной способ переработки и использованием личинок мух Hermetia illucens и личинок жуков Potosia brevitaris. Недостатком данного способа является многоступенчатая технология с добавлением большого количества личинок жуков Potosia brevitaris, порядка 30-40 кг. личинки на 1 тонну перерабатываемого помета птицы, что приводит к удорожанию способа переработки. Технология предусматривает наличие больших площадей, что усложняет возможность промышленной переработки больших объемов птичьего помета.

Ближайшим аналогом предлагаемого способа является способ переработки органических отходов личинками мух Hermetia illucens с получением белка животного происхождения и биогумуса [патент РФ №2654220], заключающийся в том, что получают яйца мух Hermetia illucens, затем инкубируют яйца и подращивают личинки на питательной среде. Отделяют личинок II-III возраста и заселяют ими субстрат из органических отходов с плотностью 2,5-5,0 экз/см. Осуществляют биоконверсию субстрата в течение 7-14 суток, отделяют биомассу личинок от полученного биогумуса. Изобретение позволяет точно рассчитать необходимое количество личинок для заселения определенного объема кормового субстрата, сократить площадь маточного помещения, быстро утилизировать органические отходы широкого спектра в высокоэффективное экологически чистое удобрение и получить высококачественный белковый кормовой продукт.

К недостаткам данного способа относятся необходимость сепарации личинок по достижению ими II-III возраста, трудоемкий процесс подсчета необходимого количества личинок для переработки субстрата, особенно в больших, промышленных объемах. Заявленная возможность сокращения площади маточного помещения, отраженная в данном способе представляется маловероятной. Уменьшение площади приведет к неизбежному уменьшению получаемых объемов инкубационного яйца и к уменьшению объемов переработки органических отходов.

Раскрытие сущности изобретения.

Техническим результатом, на выполнение которого направлено настоящее изобретение является уменьшение потерь личинок от негативного воздействия окружающей среды на I и II стадии развития, повышения эффективности выращивания личинок II-III стадии развития, упрощения технологии расчета необходимого количества личинок для переработки одной единице органических отходов (грамм/кг), и более эффективная переработка широкого спектра органических отходов в белково-липидные концентраты и органическое удобрение.

Технический результат достигается за счет того, что свежесобранные яйца мухи Hermetia illucens из расчета 50 грамм, размещают в растворе 50 грамм вспученного вермикулита.

Емкость с полученной смесью яиц и вермикулита закрывают крышкой из пористого материала и оставляют в теплом помещении на 3 дня.

Вспученный вермикулит создает идеальные условия для инкубации яиц Hermetia illucens и при выдерживании заданного температурно-влажностного режима обеспечивает максимальную выживаемость яиц Hermetia illucens.

Строгое соблюдение температурного режима и влажности позволяет получить выживаемость личинок на уровне до 92%. По сравнению с теми же условиями инкубации в чашках Петри уровень выживаемости не превысил 85%. В данном случае размещение яиц в растворе вспученного вермикулита позволило увеличить выживаемости личинок на 7%. При изучении влияния изменения температурного режима до уровня 18-26°С, при сохранении влажности в пределах 75-77%, выяснилось, что это приводит к замедлению скорости роста личинок и уменьшению выживаемости до 74%.

Инкубированные личинки в смеси в вермикулитом размещают на питательный субстрат состоящий из предварительно замоченного комбикорма. Личинки подращивают на данном субстрате в течение 5 дней и порционно размещают в лотки для дальнейшей загрузки в них перерабатываемого субстрата органических отходов.

В отделе переработки в лотки с личинкой, порционно, в ежедневном режиме загружают предварительно подготовленный субстрат органических отходов для последующей переработки.

В конце переработки лотки с переработанным субстратом отправляются на вибросито для отделения личинок от полученного в процессе переработки зоогумуса.

Полученные личинки используются для производства линейки готовых продуктов.

Зоогумус подсушивают и используют в качестве органического удобрения.

Осуществление изобретения.

В предлагаемом способе свежесобранные яйца Hermetia illucens помещают в емкость со смесью вспученного вермикулита из расчета 50 г. яиц / 50 г. вермикулита.

Емкость закрывают крышкой с отверстием, накрытым пористым материалом.

Полученную смесь яиц и вспученного вермикулита выдерживают в течение 3 суток. В течение этого времени требуется поддержание температуры окружающей среды 28-31°С и влажности воздуха 75-77%.

По завершению инкубационного периода личинка имеет сформированные органы пищеварения и на 4 сутки личинку вместе с вермикулитом размещают в емкость с предварительно замоченным комбикормом в объеме 10 кг., влажность 60%-70%, температура 28-30°С.

В данной момент важно контролировать уровень температуры и влажности. Личинка в этом возрасте восприимчива к уровню влажности особенно. Увеличение влажности более 80% приводит к гибели большого количества личинок. Это объясняется тем, что при повышении влажности нарушается теплообмен, что приводит к перегреву личинок из-за недостаточного испарения влаги и нарушению теплообмена.

Субстрат органических отходов для выращивания личинки может использоваться любой, богатый белками, жирами и углеводами. Выращивание личинок на предварительно замоченном комбикорме удобно с практической точки зрения, поскольку смесь богата клетчаткой и имеет сбалансированный аминокислотный состав и невысокую стоимость. Такие же результаты показали опыты выращивания личинок на измельченных пищевых отходах при сохранении температурно-влажностного режима.

В течение пяти дней комбикорм перерабатывается и становиться однородной рассыпчатой массой вперемешку с подросшими личинками при влажности 35%-45%. Вес переработанного комбикорма с личинкой на этот момент составляет порядка 5-7 кг. Рассыпчатая смесь хорошо поддается развесовке.

Полученную массу равномерно перемешивают и делят на равные 50 частей. При проведении опытов, средневзвешенная калибровка одной пятидесятой части дает в среднем 120-126 гр. смеси вермикулита с личинкой. Одна пятидесятая часть смеси вперемешку с личинкой размещается в лоток, в который добавляют 1000 гр. предварительно подготовленного субстрата органических отходов для дальнейшей переработки, поддерживая 60-70% влажность полученного субстрата. В отличие от других, трудоемких способов подсчета необходимого для полноценной переработки органического субстрата количества личинок, мы использовали способ пропорционального деления. Из проведенных опытов определено, что оптимальное количество личинок, необходимых для полноценной переработки одного килограмма органических отходов составляет одна тысяча штук. Яйца Hermetia illucens весом в пятьдесят грамм насчитывают порядка 556 тысяч яиц. С учетом потерь на конец инкубационного периода в растворе вермикулита количество живых личинок составило более 500 тысяч особей. Для переработки органического субстрата объемом 10 кг., на один лоток, потребуется десять тысяч живых личинок, т.е. одна пятидесятая от 50 гр. яиц.

Субстрат органических отходов перед переработкой предварительно измельчается и тщательно перемешивается с добавлением, либо удалением лишней воды до установления влажности субстрата 60-70%. Использование измельченных пищевых отходов в качестве субстрата, без использования дополнительных ингредиентов дает максимальный прирост биомассы личинок. В качестве субстрата для переработки подойдут отходы овощехранилищ, органические отходы пищевой и перерабатывающих отраслей. В качестве субстрата также может использоваться очищенный от пера куриный помет с добавлением 10% отрубей, либо с добавлением 5% измельченных солодовых ростков.

В течение последующих 9 суток, в данную емкость ежедневно добавляют измельченный субстрат органических отходов в объеме 1000 г. за 1 раз. Влажность субстрата должна составлять 60-70%. Порционное добавление осуществляется суммарно, общим весом до 10 кг. На данном этапе важно контролировать уровень температуры в лотке. При температуре окружающего воздуха 20-26°С температура субстрата в лотке может достигать 40°С и более, что может губительно сказаться на выживании личинки. Оптимальная температура воздуха для переработки субстрата исходя из проведенных опытов является 22°С.

В течение 10 дней биоконверсия органического субстрата заканчивается и на 11 день личинку отделяют на вибросите.

Способ повышения эффективности выращивания личинок II-III стадии заключается в порционном добавлении субстрата по мере роста конверсионной активности личинок. На начальном этапе биоконверсии органики личинка имеет небольшую массу тела и способна к биоконверсии относительно небольших объемов органического субстрата. Пропорциональное добавление органического субстрата для переработки создает оптимальные условия для биоконверсии и роста личинки. На основе проведенных опытов выяснилось, что одномоментное размещение всего объема субстрата органических отходов (порядка 10 кг. на один лоток) резко замедляет процесс биоконверсии и роста массы личинок. Высота субстрата размещенного в лотке достигает 8-10 см. Опыты показали, что личинка осуществляет переработку субстрата на глубине как правило, не более 5-6 см. В нижнем слое органического субстрата начинают развиваться процессы брожения и гниения, что делает процесс биоконверссии нижних слоев невозможным без принудительной аэрации и перемешивания слоев субстрата. В данном случае при дополнительном перемешивании слоев субстрата процесс биоконверсии увеличился с 10 до 16 дней.

При соблюдении заявленных условий на 11 день личинку отделяют от переработанного субстрата на барабанном, либо вибросите. Часть полученной живой личинки идет на корм в отрасль рыборазведения и птицеводства. Часть живой личинки отправляется на сушку в микроволновой либо лиофильной сушилке. При дальнейшем измельчении сушеной личинки получают белково-липидный концентрат (БЛК). Кормовая добавка с уникальными биохимическими характеристиками. Используется в отрасли рыборазведения и животноводстве и птицеводстве.

Оставшаяся часть живой личинки направляется на цели воспроизводства популяции мух.

Полученный зоогумус сушат, фасуют и используют в качестве органического удобрения.

1. Способ переработки органических отходов с помощью личинок мух, включающий выращивание личинок мух Hermetia illucens на питательном субстрате с отделением биомассы личинок от биогумуса, отличающийся тем, что яйца Hermetia illucens размещают в субстрат вспученного вермикулита из расчета 50 г яиц / 50 г субстрата, далее выдерживают полученную смесь 3 суток, на 4 сутки личинки вместе с вермикулитом размещают в емкость с предварительно замоченным комбикормом 60-70% влажности в объеме 10 кг, на 9 сутки полученные личинки вместе с переработанным комбикормом делят на равные 50 частей, добавляют 1000 г предварительно подготовленного субстрата органических отходов, поддерживая 60-70% влажность полученного субстрата, в течение последующих 9 суток в данную емкость ежедневно добавляют предварительно подготовленный субстрат органических отходов в объеме 1 кг, поддерживая влажность 60-70%.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве субстрата органических отходов используется очищенный от пера куриный помет с добавлением 10% отрубей.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве субстрата органических отходов используется очищенный от пера куриный помет с добавлением 5% измельченных солодовых ростков.