УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА ЭНТОМОЛОГИЧЕСКИМ СПОСОБОМ

Устройство относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при переработке помета, навоза и других отходов животноводства беспозвоночными животными, например личинками синантропных мух.
Из уровня техники известно устройство для утилизации отходов насекомыми (см. опубликованную заявку RU 2000110898, 10.06.2002), состоящее из емкости для отходов и культивирования мух, питателя отходов и яиц мух, приемника биоперегноя и личинок. Емкость выполнена в виде двух пар боковых стенок и несущих, опирающихся на одну из пар боковых стенок стержней, опор, труб с закрепленными на них и подвижными относительно осей их пластинами, приводимыми в движение механизмом перемещения пластин, причем стержни, опоры, трубы размещают по отношению к пластинам от центрального места до края пластины. Указанные пластины могут быть выполнены полыми с полостями внутри, и они сами или трубы, на которых они крепятся, оснащены патрубками для подвода и отвода тепло- или хладоносителя, кроме того, рабочая поверхность, на которой располагаются отходы, или торцы пластин могут быть оснащены перфорацией для выхода тепло-, хладоносителя из полостей пластины.
Недостатком данного устройства является сложность в обеспечении требуемого температурного режима культивирования личинок.
Известна установка для переработки помета и навоза беспозвоночными животными (см. патент RU 2098396, 10.12.1997), которая включает поддоны для помета, транспортное устройство, устройство дозируемой загрузки помета, устройство дозируемого внесения яиц и личинок мух, устройства выгрузки продуктов переработки и возврата поддонов и систему регулирования параметров среды обитания личинок. Транспортное устройство состоит из расположенных ярусно корытообразных лотков, заполняемых водой заданной температуры в процессе эксплуатации. На воде плавают поддоны с пометом. Между поддонами и дном вышерасположенного лотка в каждом ярусе имеется воздушный канал, в котором от вытяжной вентиляции создается воздушный поток. Система регулирования параметров среды обитания личинок содержит датчики температуры воды в лотках и воздуха в каналах между лотками. Вода служит транспортной системой и теплоносителем одновременно. Водой совместно с воздушным потоком в канале создаются оптимальные параметры технологического процесса переработки помета или навоза. Несмотря на достаточные преимущества данной установки в регулировании температурного режима, к
его недостаткам можно отнести сложность конструкции и высокие энергозатраты при его использовании.
Технология переработки органических отходов сельского хозяйства энтомологическим способом предусматривает следующие этапы:
транспортировка навоза от животноводческих ферм к цеху утилизации;
подготовка субстрата;
загрузка субстрата в перерабатывающее оборудование;
загрузка яиц мухи;
поддержание режимов культивирования;
отделение переработанного субстрата от личинок (сепарация).
Наиболее ответственным процессом является поддержание технологических параметров в перерабатывающем оборудовании на всем протяжении периода культивирования. От правильности заданных параметров и четкости их контроля и исполнения зависит период переработки (от 3 до 9 суток), масса получаемой личинки, степень переработки субстрата, а также энерго- и трудозатраты на обеспечение процесса.
Задача данного технического решения направлена на создание устройства для культивирования личинок мух, обладающего простой конструкцией и обеспечивающего поддержание необходимого температурного режима при условии экономии энергозатрат.
Предлагаемое устройство позволяет быстро выходить на заданные режимы культивирования, плавно изменять и четко поддерживать параметры в широком диапазоне значений, удобно осуществлять визуальный и инструментальный контроль, проводить все операции на одном оборудовании, использовать современные коррозионостойкие материалы. Кроме того, использование устройства позволяет значительно сократить сроки культивирования с обеспечением высокого выхода биомассы личинок.
Технический результат достигается в результате использования устройства для переработки органических отходов сельского хозяйства энтомологическим способом, содержащего лоток прямоугольной формы и вентиляционные каналы, размещенные вдоль противоположных боковых стенок лотка, через которые продувается переменный объем воздуха, как для вентиляции, так и для охлаждения субстрата, под днищем лотка расположены электронагревательные элементы, позволяющие точно регулировать
температуру в каждой его точке, при этом устройство дополнительно оснащено укрывающим тентом.
Укрывающий тент может быть с одной стороны снабжен устройством для натяжения, расположенным вдоль вентиляционного канала, а с противоположной стороны грузом-противовесом, при этом укрывающий тент с этих сторон опирается на резиновые уплотнители, которые служат для съема конденсата с тента и его утилизации по дренажным желобкам, встроенным в корпусе вентиляционных каналов. Для большей экономии энергозатрат под электронагревательными элементами могут быть расположены теплоотражатель (например металлический лист) и утеплитель. В качестве основания может быть использован деревянный или бетонный пол.
Перерабатывающее устройство представлено на фиг.1 и 2 и состоит из следующих элементов:
1 - основание
2 - утеплитель
3 - теплоотражатель
4 - электронагревательные элементы (ТЭНы)
5 - лоток
6 - вентиляционный канал
7 - тент
8 - натяжное устройство
9 - груз-противовес
10 - направляющая дуга
11 - дренажный (конденсатоотводящий) желоб
12 - резиновый уплотнитель.
Устройство может быть сконструировано путем обычного закрепления лотка с вентиляционными каналами, проходящими вдоль его противоположных боковых стенок и расположенными под днищем лотка электронагревательными элементами на основании и прикрепления укрывающего тента. Причем тент имеет прямоугольную форму и может быть закреплен с помощью устройства для натяжения, которое располагают вдоль одного из вентиляционных каналов. С противоположной стороны для натяжения тента используют груз-противовес. Для удобства эксплуатации и отвода конденсата по желобам целесообразно к лотку прикрепить направляющие укрывающий тент дуги и обеспечить
опору тента на резиновые уплотнители. Между основанием и электронагревательными элементами могут быть размещены лист или пластина теплоотражателя и утеплитель.
Работа оборудования осуществляется следующим образом:
В лоток 5 загружают подготовленный субстрат, включают нагрев 4 и накрывают тентом 7. По достижению заданной температуры, автоматика (на схеме не показана) переключает электронагреватели 4 в режим поддержания температуры и подает сигнал оператору о возможности загрузки яиц. Оператор убирает тент 7, загружает яйца, накрывает лоток тентом и переводит АСУ в режим поддержания заданных параметров (температура, влажность, воздухообмен). Дальнейший процесс проходит в автоматическом режиме без участия человека. Температура в первые 2 дня поддерживается за счет нагрева, а на 3-4 сутки развивается биомасса личинок, выделяющая излишнее тепло, которое утилизируется путем продувания охлажденного воздуха через вентиляционные каналы. По окончании процесса автоматика подает сигнал оператору о возможности сепарации.
Возможность сокращения сроков культивирования личинок при высоком выходе их биомассы подтверждается примерами.
Пример 1.
В лоток загружают 200 кг субстрата, равномерно распределяя по всей площади, накрывают тентом и включают подогрев в режиме «нагрев». Через 1,5-2 часа, по достижении температуры субстрата 28-30°С, подается сигнал оператору о возможности загрузки яиц. Оператор убирает тент и загружает 150 г яиц мухи Musca domestica, равномерно распределяя их по поверхности субстрата, закрывает тент и переводит автоматику в режим «культивирование». В этом режиме поддерживается температура субстрата в пределах 32-36°С за счет включения подогрева или включения различных режимов вентиляции в зависимости от показания датчиков температуры. Через 80-85 часов субстрат полностью переработан, проводят сепарацию, выгрузку субстрата и личиночной массы. Выход зоогумуса составляет 105-110 кг, а личиночной массы - 20-23 кг. После мойки оборудования цикл повторяется.
Пример 2.
Аналогичен примеру 1, но вносят на то же количество субстрата 185 г яиц, а температуру культивирования задают в пределах 36-40°С. При этом срок культивирования сокращается до 68-72 часов, а выход биомассы личинки составляет 30-32 кг.