БОЛЬШОЕ ХРАНИЛИЩЕ ЛИЧИНОК С ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТЬЮ
LARGE LARVA STORAGE WITH HIGH DENSITY

Изобретение относится, в целом, к хранению в больших количествах живых личинок насекомых и, в частности, к увеличению продолжительности периода хранения без ухудшения качества личинок.
При использовании насекомых и их личинок в качестве пищевого продукта или источника питательного продукта в промышленном масштабе, в частности, в качестве источника протеина важно обеспечить возможность их хранения живыми в течение продолжительного периода времени, например, в течение нескольких дней, например, до четырех дней. В период хранения необходимо предпринимать меры, чтобы избежать причинение личинкам насекомых вреда или болезненных ощущений. Хранение личинок обеспечивает возможность формирования из скопления личинок насекомых и/или из образования достаточного количества насекомых их непрерывного потока для последующей обработки. Личинки могут быть также подвергнуты промывке и ополаскиванию для освобождения от отходов, образовавшихся при их выращивании, и могут быть последовательно подготовлены для дальнейшей обработки.
Ранее при хранении большого количества живых личинок использовали множество контейнеров малого размера. Контейнеры, которые используются для выращивания насекомых, описаны, например, в патентном документе WO2015/023178 А1. Однако при хранении живых личинок существует проблема, которая заключается в том, что личинки проявляют тенденцию к образованию скоплений (колоний), и полученное неоднородное распределение личинок может привести к образованию «горячих точек» (мест скопления). Эти места скопления могут обуславливать деградацию хранимых личинок, поскольку не достигается эффективное и равномерное охлаждение. Если вследствие образования скоплений личинок достигается их высокая плотность, существует дополнительная опасность раздавливания личинок под действием собственной массы скопления. Однако обеспечение равномерного распределения личинок в контейнерах является затруднительным. Кроме того, рост личинок также может изменить их внутреннюю структуру, что затрудняет достижение подходящего качества товарного продукта. Помимо этого, для хранения большого количества личинок насекомых при использовании такой системы хранения требуется весьма большая площадь.
В патентных документах CN 203467453 U и CN 103493789 A описаны большие резервуары для культивирования и выращивания личинок мучного червя (хрущака), содержащие датчики температуры и влажности, и верхнеприводную мешалку с множеством лопастей. Указанные лопасти мешалки выполнены со сквозными отверстиями, через которые могут проходить газы с различной температурой и влажностью, чтобы предотвратить гибель личинок мучного червя вследствие недостатка кислорода, высокой температуры или низкой влажности. Кроме того, как известно, яйца насекомых сохраняют путем их замораживания и размораживания, когда это необходимо. Однако этот способ неприменим для хранения живых насекомых или личинок. В связи с изложенным существует необходимость в способе и устройстве для увеличения продолжительности времени хранения живых насекомых или личинок насекомых, которые позволяют решить проблемы, присущие известным решениям.
В этой связи задача настоящего изобретения заключается в предотвращении образования скоплений хранимых личинок или предотвращении, или замедлении роста патогенных микроорганизмов, которые могут присутствовать. Кроме того, изобретение направлено на размещение личинок в системе хранения и непрерывное их извлечение из системы без ухудшения состояния личинок. Кроме того, задачей изобретения является замедление или даже остановка метаболизма личинок насекомых для сохранения их текущего состояния, предотвращения ухудшения качества личинок насекомых и подготовки личинок для последующей обработки.
Указанные задачи решаются с помощью способа и средства хранения, охарактеризованных в пунктах формулы.
В описании используется термин резервуар для описания средств хранения, однако эта терминология охватывает любую ёмкость, подходящую для хранения личинок насекомых вместе с охлаждающим агентом. Кроме того, в дальнейшем по тексту в качестве примера охлаждающей среды используется вода, что не исключает использование любой другой охлаждающей среды, подходящей для целей настоящего изобретения. Личинки насекомых, подлежащие обработке, представляют собой личинки кормовой мухи (черной львинки) или упомянутого мучного червя. Предпочтительно личинки насекомых являются походящими для приготовления корма для животных или продукта питания.
Вместо холодной воды в резервуар могут быть введены другие охлаждающие среды, такие как текучие среды, отличные от воды, твердая фаза, в частности, лед, газы или любая комбинация указанных охлаждающих сред.
Настоящее изобретение основано на идее хранения личинок в воде, при этом количество личинок в воде контролируют так, чтобы объем резервуара использовался эффективно, но без причинения личинкам вреда. Личинки внутри резервуара распределяются равномерно, чтобы избежать их скопления в определенных местах внутри объема резервуара. Благодаря эффективному регулированию температуры воды личинки метаболически дезактивируются, и предотвращается размножение патогенных микроорганизмов.
Настоящее изобретение, в частности, включает способ хранения личинок, осуществляемый с помощью резервуара для хранения. Резервуар для хранения может содержать впускной трубопровод для ввода воды и/или личинок. Кроме того, резервуар может содержать выпускной трубопровод, обеспечивающий отвод воды и/или удаления личинок из резервуара. Вода может быть добавлена в резервуар через впускной трубопровод, который проходит отдельно от впускного трубопровода для личинок.
В качестве альтернативы, личинки могут быть загружены в резервуар, предварительно смешанными с желаемым количеством воды, через единственный впускной трубопровод. Подобным образом, отвод воды и выгрузка личинок могут быть осуществлены через отдельные выпускные трубопроводы. В качестве альтернативы, один и тот же выпускной трубопровод может быть использован для выгрузки смеси, образованной из личинок и воды, при этом личинки отделяют от воды с помощью подходящего средства, такого как сетка с отверстиями, размер которых обеспечивает надлежащее разделение и позволяет избежать причинение личинкам вреда.
Резервуар для хранения, кроме того, содержит средства перемешивания содержимого резервуара для хранения, выполненного, например, в виде мешалки (перемешивающего устройства) или шнека-смесителя. При этом перемешивание может осуществляться непрерывно или периодически, или нерегулярно.
Другие используемые средства перемешивания могут включать нагнетание воды, циркулирующей по замкнутому контуру, формирование струи, которая приводит текучую среду в движение, или приведение в движение самого резервуара. Способ включает поддерживание содержимого резервуара хранения при температуре ниже 15°С, предпочтительно 10°С или даже 7°С в течение длительного срока хранения (вплоть до четырех дней). Охлаждающей средой предпочтительно является жидкость. В случае использования воды температура предпочтительно поддерживается выше 0°С. Если в процессе контроля температура поддерживается ниже 7°С, развитие патогенных микроорганизмов может быть эффективно предотвращено. Способ дополнительно включает регулирование массового соотношения воды и личинок так, чтобы оно находилось в интервале от 30:70 до 80:20 и предпочтительно составляло 50:50. Способ дополнительно включает перемешивание содержимого резервуара для хранения с помощью указанных технических средств.
Температуру внутри резервуара для хранения можно регулировать путем поддерживания непрерывного потока воды, протекающей через резервуар, при этом поступающая в резервуар вода имеет желаемую или более низкую температуру. Дополнительно или в качестве альтернативы, резервуар может интенсивно охлаждаться, в частности, с помощью средства охлаждения, размещенного внутри и/или снаружи резервуара. Кроме того, внутри резервуара для хранения может быть создан непрерывный поток воздуха.
Помимо этого, изобретение относится к резервуару для хранения, предназначенному для хранения личинок насекомых, в частности, для использования в способе в соответствии с изобретением. Резервуар для хранения может быть расположен вертикально или горизонтально. Резервуар для хранения оборудован перемешивающим устройством для перемешивания содержимого резервуара для хранения, впускным и выпускным трубопроводами для воды и/или личинок. Резервуар для хранения выполнен с возможностью охлаждения содержимого до температуры ниже 15°С и перемешивания содержимого с помощью средства перемешивания.
При хранении живых личинок насекомых, как было установлено, важной является дезактивация патогенных микроорганизмов для личинок, поскольку, в ином случае, живые существа растут и требуют пищу, что, в конце концов, может привести к пожиранию себе подобных. Помимо этого, энзимы внутри личинки могут разлагать погибшие личинки. Кроме того, активные личинки выделяют теплоту, что ухудшает условия хранения.
Дезактивация патогенных микроорганизмов, а также сдерживание роста бактерий достигается в настоящем изобретении путем охлаждения воды и находящихся в ней личинок ниже определенной температуры. При температуре ниже 15°С личинки не являются метаболически активными, и, следовательно, не требуют питательных веществ и решения отмеченных выше проблем. Таким образом, за счет поддерживания температуры ниже 15°С, повреждение личинок насекомых может быть, в значительной степени, предотвращено. За счет поддерживания температуры ниже 7°С дополнительно сдерживается рост патогенных микроорганизмов.
Однако существует дополнительная проблема в том, что указанные живые существа стремятся образовать скопления, и ядро такого скопления может оставаться теплым даже при нахождении в холодной воде. Следовательно, в соответствии с настоящим изобретением смесь воды и личинок перемешивают так, чтобы предотвратить образование скоплений живых личинок насекомых и обеспечить их равномерное охлаждение. Другой положительный побочный эффект перемешивания личинок при нахождении в воде заключается в том, что поскольку живые организмы плавают в воде, может быть предотвращено их сдавливание под действием собственного веса массы личинок. Кроме того, в этом случае становится более легким извлечение личинок, и при направлении личинок на обработку можно предотвратить забивание трубопроводов. Поскольку насекомые стремятся существовать большими колониями в малом объеме, не будет возникать проблема чрезмерной скученности при выращивании и хранении больших количеств личинок насекомых.
Характерные особенности, задачи и преимущества изобретения будут ясными из приведенного ниже подробного описания и сопровождающих чертежей.
На фиг.1 – схематическое изображение резервуара для хранения в соответствии с настоящим изобретением.
Личинки насекомых могут храниться в резервуарах с водой. В последние годы было рассмотрено много предложенных идей в отношении хранения личинок насекомых в больших количествах в течение продолжительного периода времени (до четырех дней) без ухудшения их свойств и с максимальным выходом продукта. Однако существует ряд проблем, которые встречаются при хранении личинок насекомых. Например, необходимо предотвращать разложение погибших личинок энзимами, находящими внутри этих личинок. Поэтому система хранения должна или инактивировать (делать неактивными) энзимы или поддерживать личинки живыми так, чтобы они могли контролировать энзимы.
Ещё одна проблема, которая может иметь место, заключается в инфицировании личинок патогенными микроорганизмами, которые могут быть вредоносными для личинок. Кроме того, необходимо не допускать высокую плотность размещения личинок, т.к. высокая плотность или образование скоплений личинок может привести к выделению большого количества теплоты, что необходимо контролировать для увеличения продолжительности периода времени хранения, и, кроме того, это может привести к раздавливанию личинок под действием их собственного веса.
Помимо этого, личинки следует метаболически дезактивировать. В противном случае они могут развиваться и требуют питания, что может привести к пожиранию личинок друг друга. Кроме того, для хранения личинок необходимо использовать крупногабаритное оборудование, чтобы обеспечить их накапливание и, следовательно, непрерывный поток личинок для последующей обработки.
В соответствии с настоящим изобретением эти проблемы могут быть решены путем поддерживания однородного распределения личинок насекомых в смеси воды и личинок, с одной стороны, и путем поддерживания определенной температуры, с другой стороны. В соответствии с изобретением смесь личинок насекомых и воды перемешивают и охлаждают, чтобы предотвратить образование скоплений личинок насекомых и уменьшить их температуру.
Для обеспечения указанного выше состояния объектов хранения используется резервуар для хранения. На фиг.1 представлено воплощение резервуара для хранения согласно настоящему изобретению. Резервуар 1 снабжен впускным трубопроводом 10 для воды, впускным трубопроводом 15 для личинок насекомых, выпускным трубопроводом 20 для воды и личинок насекомых. Резервуар для хранения в соответствии с изобретением, кроме того, снабжен устройством 50 для перемешивания, приводимым в действие электродвигателем 51, служащим для перемешивания содержимого резервуара. В воплощении, представленном на фиг.1, предусмотрены отдельные впускные трубопроводы для воды и личинок. Согласно альтернативному воплощению смесь воды и личинок с желаемым их соотношением может быть приготовлена вне резервуара и загружена в резервуар через единственный впускной трубопровод. Подобным образом, могут быть использованы отдельные впускные трубопроводы для личинок и воды. В этом случае выпускной трубопровод для воды должен быть снабжен средствами разделения, чтобы ни одна личинка не выгружалась из резервуара через отверстие для выпуска воды. В качестве указанных средств разделения может быть использована, например, сетка или любой другой вид средств фильтрации, которые могут быть установлены с возможностью замены. С другой стороны, личинки могут быть извлечены из резервуара вместе с соответствующим количеством воды. После извлечения из резервуара личинки необходимо распределить равномерно, чтобы предотвратить закупоривание трубопроводов при направлении личинок на последующую обработку. Вода, поступающая через впускной трубопровод 10 для воды, смешивается внутри резервуара 1 для хранения с личинками насекомых, загружаемыми через впускной трубопровод 15 для личинок насекомых. При этом личинки насекомых охлаждаются до температуры, соответствующей температуре воды. На фиг.1 показаны средства 40 охлаждения, размещенные на внешней поверхности резервуара для хранения, которые могут быть использованы для охлаждения содержимого резервуара. Для поддерживания температуры смеси личинок и воды внутри резервуара через резервуар может протекать непрерывный поток охлажденной воды с подходящей температурой. В случае поддерживания температуры воды ниже 15°С личинки насекомых не являются метаболически активными и, следовательно, не требуют питания, и отмеченные выше проблемы не возникают. Таким образом, за счет поддерживания температуры воды ниже 15°С ухудшение качества личинок насекомых может быть в значительной степени предотвращено. При поддерживании температуры ниже 7°С замедляется дополнительный рост патогенных микроорганизмов. Предпочтительное массовое соотношение воды и личинок насекомых находится в интервале от 30:70 до 80:20, другими словами, количество воды в смеси должно составлять 30-80% от общей массы смеси. Более предпочтительно, поддерживается соотношение 50 мас.% воды и 50 мас.% личинок насекомых.
Дополнительным преимуществом хранения личинок насекомых в воде является уменьшение их объемной массы, поскольку личинки плавают в воде, и, таким образом, можно избежать раздавливание личинок вследствие высокой плотности размещения.
Если личинки насекомых начинают образовывать скопления, могут возникать «горячие точки», поскольку центральная масса группы личинок может оставаться нагретой, что может препятствовать решению задачи увеличения продолжительности периода хранения. Для предотвращения закупоривания личинками насекомых трубопроводов и образования скоплений, которые трудно полностью охлаждать, перемешивающее устройство 50 перемешивает смесь личинок насекомых и воды без повреждения или причинения личинкам вреда. После охлаждения всей массы личинок и их метаболической дезактивации, личинки прекращают выделять тепло, и перемешивание смеси личинок насекомых и воды становится излишним.
Дополнительное преимущество создания однородной смеси воды и личинок насекомых заключается в том, что личинки насекомых становится намного легче извлекать. В частности, в воплощении, представленном на фиг.1, смесь воды и личинок отводят из резервуара через трубопровод 20 к выпускному трубопроводу 30 и далее в направлении обработки, осуществляемой ниже по ходу движения смеси.
Резервуар для хранения предпочтительно имеет большой объем для того, чтобы была обеспечена возможность накапливать личинки насекомых в достаточно большом количестве, позволяющем создавать непрерывный поток для обработки. Резервуар для хранения предпочтительно расположен вертикально, чтобы минимизировать необходимую площадь для размещения резервуара, но резервуар может быть также размещен горизонтально, например, для транспортирования на грузовой машине или подобном транспортном средстве.
Настоящее изобретение обеспечивает крупногабаритный резервуар для хранения с высокой плотностью личинок насекомых. Создание однородности распределения личинок позволяет избежать образование «горячих точек» вследствие образования скоплений личинок. Это обеспечивает также равномерный отвод личинок на обработку ниже по ходу движения потока.