СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОТХОДОВ С ПОЛУЧЕНИЕМ БЕЛКОВОГО КОРМА И БИОУДОБРЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК A01K67/33 C05F1/00 A23K10/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способам биологической переработки органических отходов птицеводства и животноводства личинками мух, и может быть использовано, например, для переработки отходов в виде естественного падежа птицы и животных и получения на их основе ценной кормовой добавки и биоудобрения, обеспечивая одновременно защиту окружающей среды.

Проблема экологической безопасности окружающей среды от неуклонно растущих токсичных органических отходов птицеводческих и животноводческих хозяйств, в том числе падежа птицы и животных, которые законодательно запрещены к захоронению, требует незамедлительного решения. Учитывая значимость данных отходов как ценного сырья для восстановления плодородия земель, повышения урожайности культур, получения пищевого и кормового белка, необходимо не только исключить ущерб, наносимый окружающей природной среде, но и создать условия для получения дополнительного дохода от реализации продуктов их переработки.

В мировой практике для переработки органических отходов по-прежнему все еще используют физические методы воздействия - высокотемпературную обработку, но сочетают этот прием со специальным ферментативным гидролизом системами ферментных препаратов. Но эта устаревшая высокоэнергоемкая технология подходит только для крупных производителей. Она является небезопасной с точки зрения экологии и не позволяет получить конкурентоспособную продукцию.

К методам переработки органических отходов, способным применяться на мелких и средних сельхозпредприятиях и позволяющим получать недорогой кормовой продукт, относятся экструзионные технологии (метод «сухой экструзии»). Но сложность реализации, значительные расходы и необходимость наличия специального оборудования неприемлемо для большинства хозяйств со слабой экономикой.

В то же время современные экономические условия требуют внедрения малоотходных и безотходных энергосберегающих технологий переработки органических отходов, на первое место среди которых выдвигаются биологические технологии. В частности, использование синантропных мух для переработки органических отходов с получением белкового корма и экологически чистых удобрений является перспективной, неэнергоемкой и дешевой технологией, особенно в малых животноводческих и птицеводческих хозяйствах. Такая переработка позволяет трансформировать органические отходы в полезные для человека продукты в 20 раз быстрее, чем это происходит в природе.

Традиционно личинок синантропных мух культивируют на субстрате на основе навоза, птичьего помета либо на искусственных субстратах. Известно множество способов и устройств для культивирования личинок синантропных мух на навозе и птичьем помете (RU 1491424, A01K 67/00, 1989; RU 2336696, A01K 67/033, 2008; RU 2366168, A01K 67/00, 2009; RU 2032339 A01K 67/033, C05F 3/06 1995; RU 2049389, A01K 67/033 1995; RU 2150198, A01K 67/033, C05F 3/06, C05F 9/02, A23K 1/00 2000; RU 2160004, A01K 67/033 2000; RU 2163436 A01K 67/033, C05F 3/06 2001 и др.).

Например, известен способ получения личинок синантропных мух, включающий выращивание личинок мух Musca Domestica на свином навозе в оптимальных гидротермических условиях в период развития от яйца до личинки, отделение личинок от полученной смеси с последующим получением целевых продуктов (а.с. 1491421, A01K 67/00, 1987).

Однако данный способ не решает проблему переработки падежа птицы и животных. Его недостатком является низкий выход биомассы личинок, не полное отделение личинок от субстрата.

Также известен способ переработки органических отходов личинками синантропных мух, включающий внесение яйцекладок синантропных мух на органический субстрат на основе навоза, культивирование личинок в оптимальных гидротермических условиях, отделение личинок от переработанных ими органических отходов (RU 2049389, A01K 67/033, 1995). Но данный способ не решает проблему переработки падежа птицы и животных и излишне сложен в исполнении.

Кроме этого, общим недостатком данных известных способов переработки органических отходов является то, что личинки, которые выросли на навозе, имеют невысокий процент содержания длинноцепочечных ненасыщенных жирных кислот (http://www.agrobook.ru/blog/user/sdnl5/pererabotka-pishchevyh-i-selskohozyaystvennyh-othodov-lichinkami-chernoy-lvinki).

Известны различные среды для выращивания личинок синантропных мух.

Например, известен субстрат для выращивания личинок комнатных мух, в состав которого входит рыба и закваска в виде водной вытяжки конского навоза (Труды Новосибирского сельскохозяйственного института. Новосибирск, 1976, т. 98, с. 93).

Недостатком является низкий выход биомассы личинок.

Также известен способ переработки свиного навоза, в котором для выращивания личинок мух Musca Domestica используют субстрат на основе свиного навоза, к которому добавлено содержимое рубца жвачных животных (а.с. 954079, A01K 67/00, 1982).

Недостатком является низкий выход биомассы личинок, трудоемкость процесса сбора содержимого рубца и значительное усложнение технологии.

Известны различные способы и устройства для отделения выращенных личинок от переработанного субстрата (RU 1340698, A01K 67/00, 1987; RU 1741695, A01K 67/033, 1992; RU 2050138, A23K 1/00, 1995; RU 2290795, A01K 67/00, 2007 и др.).

Известно также, что технология переработки свиного навоза и птичьего помета основана на исключительно высокой способности личинок копрофагов Musca Domestica быстро их перерабатывать и наращивать ценную белково-липидную массу за 5-6 дней. За этот же период навоз перерабатывается в ценное органическое удобрение - биоперегной (http://earthpapers.net/tehnologicheskie-i-ekologicheskie-aspekty-pererabotki-othodov-ptitsevodstva-i-svinovodstva-lichinkami-musca-domestica).

То есть для эффективной переработки падежа важно выбрать насекомое высокой биопроизводительности, использующее данный субстрат в своей естественной жизни. Личинки лабораторной популяции мух Lucilia Caesar или Sarcophagida наиболее адаптированы к питанию отходами в виде падежа птицы и животных. Поэтому в основу технологии переработки падежа птиц и животных положена исключительно высокая способность личинок мух Lucilia Caesar и Sarcophagida быстро перерабатывать данные отходы и наращивать ценную белково-липидную массу за 3-4 дня.

Известен способ получения высокопротеинового корма и экологически чистого удобрения путем переработки органических отходов в виде падежа птицы личинками синантропных мух, включающий заселение субстрата на основе падежа птицы яйцами лабораторной популяции мух Lucilia Caesar или Sarcophagida, выращивание личинок на субстрате, отделение личинок от переработанного субстрата, очистку личинок от продуктов их жизнедеятельности и анаэробное разложение переработанного субстрата с последующей его сушкой и измельчением. Живая биомасса личинок служит сырьем для производства белково-липидного концентрата, хитина, биологически активных веществ, антибиотиков. После высушивания ее можно измельчить в муку - это и есть белково-липидный концентрат, который используется либо как самостоятельный корм, либо как биологическая добавка в пищу животных (https://planeta.ru/campaigns/zooprotein). Данный способ принят за прототип.

Высушенная биомасса личинок - это продукт с высоким содержанием протеина (45-60%). Этот продукт содержит полный набор незаменимых и заменимых аминокислот, при массовой доле жира 25-30%, и является ближайшим и наиболее эффективным заменителем традиционных источников белка, в том числе рыбной и мясокостной муки. Помимо этого в высушенной биомассе личинок содержатся такие уникальные вещества, как хитин и меланин, что существенно увеличивает ценность кормов для животных.

Экологически чистое органическое удобрение - это еще один продукт жизнедеятельности личинок мух - зоогумус, который способен защитить растение на всех этапах его развития - от семени и до зимнего хранения урожая. Зоогумус содержит сбалансированный комплекс минеральных и органических веществ, стимуляторов роста, биологически активные вещества, повышающие устойчивость растений к болезням и вредителям, а также естественные инсектициды, репелленты и фунгициды, благодаря которым зоогумус губительно воздействует на ряд вредителей и возбудителей болезней сельскохозяйственных культур. Повышение урожая минимум на 50%, содержания сахара - на 8-10%, витаминов - на 10-28%, снижение потерь при хранении продукции в зимний период на 8-10%, содержание нитратов в плодах - на 40%. Зоогумус применяется под все виды сельскохозяйственных культур, в лесоводстве и цветоводстве, а также для ликвидации последствий химического загрязнения воды и почвы. Он не токсичен, свободен от каких-либо вредных примесей. Его использование в растениеводстве позволяет получать экологически чистую сельскохозяйственную продукцию, пригодную для производства продуктов детского питания.

Таким образом, переработка падежа личинками мух - экологически чистый процесс, в отличие от захоронения в скотомогильниках или сжигания. А зоопротеин, то есть эти же самые личинки, - высококачественная кормовая добавка. Зоогумус - высококачественное дешевое биоудобрение.

Недостатком данного способа является ограниченный выход биомассы личинок и снижение качества целевых продуктов. Практика использования данного способа для переработки падежа показала, что к 3-4-суточному возрасту личинки не достигают своей максимальной массы, а это нерационально. Вместе с выросшими личинками субстрат покидают личинки, еще не закончившие питание и развитие, что снижает качество переработки субстрата и качество биомассы.

Поэтому требуются более совершенные и экономичные способы переработки падежа птицы и животных личинками синантропных мух.

Задачей технического решения является повышение производительности и эффективности процесса переработки биологических отходов в виде падежа птицефабрик и животноводческих хозяйств личинками мух Lucilia Caesar или Sarcophagida с получением белкового корма и биоудобрения путем введения дробного режима кормления личинок по комбинированному типу и соответствующего температурного режима, улучшения условий воздухообмена и процесса сушки личинок, обеспечивающих оптимальные условия для более интенсивной и продуктивной жизнедеятельности личинок в субстрате, повышение качества яиц и качества продукта переработки.

Технический результат заключается в увеличении выхода биомассы личинок из единицы сырья.

Сущность изобретения заключается в том, что способ переработки биологических отходов с получением белкового корма и биоудобрения предусматривает измельчение кормового субстрата до фракции с размером частиц не более 30 мм, внесение кладок яиц синантропных мух в кормовой субстрат на основе отходов в виде падежа влажностью 60-70%, выращивание личинок на субстрате при температуре субстрата в первые сутки +26 - +28°С из яиц с получением через 3-5 ч личинок, активно питающихся субстратом, а для кормления личинок ежедневно добавляют порцию свежего

субстрата таким образом, что во второй день дополнительно размещают субстрат, который предварительно измельчают до фракции с размером частиц 60-80 мм, при температуре всего субстрата в течение вторых суток +24 - +26°С, в третий день дополнительно размещают субстрат, который предварительно измельчают до фракции с размером частиц 100-150 мм, при температуре всего субстрата в течение третьих суток +22 - +24°С, в четвертый день дополнительно размещают субстрат, который предварительно измельчают до фракции с размером частиц 60-80 мм, при температуре всего субстрата в течение четвертых суток +20 - +22°С, отделение личинок от переработанного ими субстрата под воздействием тепла и света, очистку кишечника личинок с помощью опилок, анаэробное разложение переработанного личинками субстрата с последующей его сушкой и измельчением. Преимущественно используют кладки яиц лабораторных популяций мух Lucilia Caesar или Sarcophagida. Целесообразно в процессе выращивания личинок очищать воздух от продуктов их жизнедеятельности - аммиачных выбросов - с последующим выводом в атмосферу. Живую биомассу личинок можно хранить в холодильнике при температуре около 0°С или живую биомассу личинок высушивают, в частности сушку выполняют в инфракрасном сушильном устройстве при температуре не выше 70°С до влажности не более 10% и автоматическом регулировании влажности и температуры. Высушенная биомасса личинок может быть измельчена в муку. Высушенную биомассу предпочтительно хранят в закрытых емкостях при температуре 18-30°С в темном месте при влажности 30-50%. Личинок от переработанного субстрата отделяют, в частности, воздействием света и тепла с помощью емкостей и сеток с размером ячеек от 2,5 до 7 мм. Кишечник выделенных личинок желательно очистить с помощью опилок в течение суток в соотношении 2-3 кг опилок на 10 кг биомассы личинок.

Данная совокупность существенных признаков обеспечивает получение указанного технического результата.

Дробное питание по комбинированному типу создает личинкам комфортные условия получения пищи в зависимости от их возраста: на фарше быстрее происходит появление личинок из яиц, и они раньше начинают процесс питания. В дальнейшем, по мере роста личинок, им предлагается питание именно той фракции, частицы которой соответствуют их размеру. В четвертый день, по мере завершения питания личинками, количество и размер частиц фракции уменьшается, чтобы обеспечить максимальную полную и качественную переработку сырья.

Дробное кормление личинок по комбинированной схеме значительно увеличивает выход биомассы из единицы сырья - позволяет получить от 15% до 42% больше биомассы из единицы сырья по сравнению с однородным кормовым субстратом (см. фиг. 1). Как видно из таблицы (фиг. 1), дробное кормление личинок по комбинированной схеме значительно увеличивает выход биомассы из единицы сырья.

В случае выращивания личинок на целых тушках птицы, особенно на начальном этапе кормления (в первый день), невозможно контролировать процесс переработки. Личинки набиваются в тушку птицы в больших количествах и даже, когда пища закончилась, они не покидают тушку и, соответственно, перестают расти. Добавление новых порций субстрата не меняет ситуацию. Личинки получаются разных размеров, объем готовой продукции теряется, товарная продукция получается со сниженным качеством. Предлагаемое дробное кормление личинок по комбинированной схеме на отходах, измельченных в каждый день кормления до фракций с частицами разных размеров, выполненное при соответствующих различных показателях температуры субстрата, позволяет личинкам набрать максимальную массу - увеличить выход биомассы с единицы перерабатываемого сырья и получить конечные продукты высокого качества. Повышается качество живой биомассы личинок и продуктов ее переработки.

Происходит более полная переработка субстрата, а следовательно, повышается качество биоудобрения.

Температурный режим выбран соответствующим циклам развития личинок. В течение первых суток выращивания личинок температура субстрата более высокая, так как это способствует скорейшему появлению личинок из яиц и их более полной сохранности. По мере роста личинок температура в лотке повышается, так как они генерируют тепло своим трением. Поэтому баланс температуры в лотке осуществляется понижением температуры субстрата в последующие сутки.

Субстрат является оптимальным по температуре за счет его подогрева и по влажности за счет добавления в него наполнителя (опилок). Увеличение доли наполнителя в субстрате приводит к его пересыханию и снижает величину от рождения личинок из яиц. При указанных значениях компонентов личинки развиваются нормально, достигается необходимое увеличение биомассы. Высушивание личинок происходит особым способом. Главное не потерять при термической обработке те питательные вещества, которыми они обладают. Под воздействием температур - 60-70 градусов (не выше 70°С) в процессе инфракрасной сушки «продукт» высушивается, но коагуляции белка не происходит, то есть все самые ценные качества личинок сохраняются.

Предложенная система высушивания биомассы позволяет сохранить максимальное количество питательных веществ, т.к. термическая обработка при заданной температуре позволяет сохранить белок и другие вещества в наиболее усвояемой форме. Влажность конечного продукта не выше 10% дает возможность его длительного хранения. Предложенная система биологической очистки воздуха экологична и не загрязняет атмосферу, что позволяет использовать данную технологию для производства биомассы в больших (производственных) объемах. Таким образом, предложенный способ переработки биологических отходов птицефабрик и животноводческих хозяйств личинками синантропных мух позволяет не только переработать естественные отходы, но и получить большее количество биомассы личинок из единицы сырья, являющейся сырьем для получения высокопротеиновой добавки в корм для животных, а также биологически чистое органическое удобрение - зоогумус повышенного качества.

На фиг. 1 представлена таблица сравнения выхода биомассы личинок при однородном кормлении и дробном кормлении по комбинированному типу; на фиг. 2 представлена схема сушильного шкафа на инфракрасном излучении.

Естественный падеж птицефабрик и животноводческих хозяйств перерабатывается личинками мух Lucilia Caesar или Sarcophagida, наиболее адаптированных к такому питанию. В результате такой переработки получается белковый корм в виде живой биомассы личинок, служащий сырьем для производства высушенной биомассы личинок и белково-липидного концентрата с высоким содержанием белка и биологически активных веществ, а также органическое удобрение - зоогумус.

Переработка биологических отходов птицефабрик с получением белкового корма и биоудобрения включает следующие этапы:

Этап разведения мух

В инсектарии отдельно разводят и содержат в разных клетках лабораторные популяции мух Lucilia Caesar и Sacrophagida. Каждая клетка рассчитана на содержание 200 тыс. особей. С целью повышения плодовитости самок, увеличения длительности продуктивного периода, повышения устойчивости к болезням внутри каждого вида культивируемых мух осуществляется селекция путем скрещивания родительского поголовья с последующими поколениями, позволяющая вывести наиболее жизнеспособное потомство. Внутри клетки в специально отведенном месте самки мух делают кладки яиц. Количество яиц в одной кладке 150 штук и более. Вес одной кладки 5 мг и более. Кладки яиц забирают из клеток ежесуточно. В инсектарии постоянно поддерживается оптимальная для жизнедеятельности мух температура 28-32°С и влажность 60-70%.

Этап переработки биологических отходов личинками мух

Яйца мух размещают в выростном лотке на кормовом субстрате из расчета 0,07 г яиц на 70 г кормового субстрата. При этом измельченное сырье раскладывается таким образом, чтобы равномерно распределить личинок по лотку. В качестве наполнителя для регулирования влажности субстрата используют, например, опилки в количестве 50 г на 1 кг субстрата. Оптимальная влажность субстрата 60-70%. При необходимости для уменьшения влажности добавляются опилки.

Кормление личинок однородным кормовым субстратом заменено на дробное кормление по комбинированному типу. Перед внесением яиц субстрат предварительно измельчают в фарш - до фракции с размером частиц не более 30 мм. В течение первых суток температура субстрата +26 - +28°С. Из размещенных на субстрате яиц через 3-5 ч появляются личинки, которые обладают большой энергией роста и начинают активно питаться фаршем. Период активного роста личинок составляет 3-4 суток. Для кормления личинок ежедневно добавляют порцию свежего субстрата, измельченного до фракций с разным размером частиц. Во второй день в выростном лотке дополнительно размещают субстрат, который предварительно измельчают в мелкие кусочки - до фракции с размером частиц 60-80 мм. При этом в течение вторых суток температура всего субстрата +24 - +26°С. В третий день в выростном лотке дополнительно размещают субстрат, который предварительно измельчают в крупные куски - до фракции с размером частиц 100-150 мм. При этом в течение третьих суток температура всего субстрата +22 - +24°С. В четвертый день в выростном лотке дополнительно размещают субстрат, который предварительно измельчают в мелкие кусочки - до фракции с размером частиц 60-80 мм. При этом в течение четвертых суток температура всего субстрата +20 - +22°С.

Выращивание личинок лабораторной популяции мух Sarcophagida при аналогичном режиме питании позволяет получать больший выход биомассы, так как их личинки более крупные по сравнению с личинками лабораторной популяции мух Lucilia Caesar. Одинаковое количество биомассы обеспечивает выращивание личинок лабораторной популяции мух Sarcophagida в течение 2-3 суток.

За свой жизненный цикл 1 кг личинок перерабатывает порядка 4,5-5 кг биологических отходов.

В процессе жизнедеятельности личинки выделяют большое количество аммиака, который нейтрализуется установкой биологической очистки - локальной вентиляционной системой, которая изготовлена по ТУ 3646-005-83782690-2009 «Очиститель паровоздушных смесей «ОПВС» (http://www.air-cleaning.ru/sewer_biofilter.php), предназначенный для очистки воздуха от органических и неорганических загрязняющих веществ: фенола, формальдегида, стирола, толуола, ксилола, сероводорода, меркаптанов, оксида углерода, акролеина, бутанола, аммиака, диоксида серы, окислов азота, жирных кислот, бенз(а)пирена и других соединений.

Микробиологические методы очистки воздуха от вредных примесей бытового и промышленного происхождения, объединяемые общим термином «биофильтрация», основаны на естественной способности микроорганизмов, образующих биологически активную пленку на поверхности твердого пористого носителя, извлекать из проходящего сквозь этот носитель воздуха примеси органических и неорганических летучих веществ, включая органические вещества искусственного происхождения, окислять и разлагать их до воды и углекислого газа. Основным элементом биофильтра для очистки воздуха является фильтрующий слой, который сорбирует токсические вещества из воздуха. Далее эти вещества в растворенном виде диффундируют к микробным клеткам, включаются в них и подвергаются деструкции. В качестве носителя для фильтрующего слоя используются природные материалы. Эти материалы содержат в своем составе различные минеральные соли и вещества, необходимые для развития микроорганизмов. Микробиологический распад веществ, образующих неприятный запах, на углекислый газ и воду происходит при окружающей температуре, так что нет никакой необходимости задействовать дополнительную энергию и добавки. Следовательно, издержки производства при этом процессе очень незначительны. Биофильтрация представляет собой самый малозатратный и самый надежный метод для уничтожения неприятных запахов - степень ее эффективности достигает 99%. Фильтрационный материал, составляющий почву для выращивания микроорганизмов, помещен внутри биофильтра. Во время процесса биофильтрации, струя загрязненного воздуха проникает в биофильтр, где происходит процесс абсорбции через фильтрационный материал. В эффекте разложения возникают метаболические полупродукты в виде СО₂ и H₂O.

Аммиачные выбросы по воздуховоду под давлением направляются на вход установки очистки. Аммиачно-воздушная смесь поступает в контейнер (фильтр) с биомассой, проходит через слои активного биоматериала, очищается и выбрасывается в атмосферу.

Основным элементом биофильтра для очистки воздуха является фильтрующий слой, который сорбирует токсические вещества из воздуха. Далее эти вещества в растворенном виде диффундируют к микробным клеткам, включаются в них и подвергаются деструкции. В качестве носителя для фильтрующего слоя используются природные материалы. Эти материалы специально подобраны и содержат в своем составе различные минеральные соли и вещества, необходимые для развития микроорганизмов.

Этап отделения личинок от субстрата

Отделение личинок от переработанного ими субстрата происходит с помощью специальных емкостей и сеток с размером ячеек от 2,5 мм до 7 мм в зависимости от размера личинки. Содержимое лотков высыпается на сетку, через которую личинки под воздействием света и тепла проникают в специальную емкость. В результате очистки образуется биомасса личинок и переработанный личинками органический субстрат. В биомассу личинок добавляют опилки в количестве 2-3 кг на 10 кг биомассы личинок и оставляют на сутки. За этот период кишечник личинок очищается. Затем с помощью провеивания их очищают от опилок. Живую биомассу личинок хранят в холодильнике при температуре около 0°С.

Переработанный личинками органический субстрат размещают в закрытой таре, в частности в мешки, где он под воздействием анаэробных бактерий в течение суток разлагается («перегорает») при температуре 60-70°С. Анаэробное разложение - это природный химический процесс, который происходит при разложении органических материалов в атмосфере, содержащей малое количество кислорода. Продуктами такого разложения являются СО₂, СН₄ и твердые вещества с повышенным содержанием азота.

Затем содержимое высушивается, измельчается и получается ценное органическое удобрение зоогумус, которое используется при посадке, подкормке всех видов сельскохозяйственных культур, в лесоводстве, цветоводстве, а также при реанимации и рекультивации почв. Кроме того, зоогумус можно использовать для борьбы с насекомыми, поскольку в нем содержится высокая концентрация микроорганизмов-продуцентов хитиназы, расщепляющей хитин (вещество, из которого состоит наружный скелет насекомых). Зоогумус упаковывается либо в полиэтиленовые мешки весом от 3 до 10 кг, либо в пластиковые ведерки весом 1 кг и хранится в не отапливаемых помещениях.

Этап высушивания биомассы

Для высушивания биомассы личинок используется сушильный шкаф с инфракрасными нагревательными элементами. Высушивание происходит при температуре не более 70°С до влажности не более 10%. Шкаф для сушки выполнен в виде напольной установки, подключаемой к электрической сети при помощи подводящего кабеля. Сушильный шкаф имеет следующие параметры: мощность - не выше 12 кВт, ток - переменный, частотный - 50 Гц, номинальное напряжение питания - 380/220 В, противни размером, мм, 555×600×20 в количестве 64 шт., что позволяет единовременно высушить 100-120 кг личинок за 6-8 ч. Шкаф (см. фиг. 2) оснащен блоком управления, который регулирует температуру, влажность и время сушки. Шкаф снабжен вытяжкой 1, инфракрасными нагревательными элементами 2, загрузочными лотками 3 для личинок с сеткой, вентилятором 4 для нагнетания воздуха. Преимуществом данного метода высушивания биомассы личинок является возможность получения большего объема белкового корма за меньшее время и с более стабильными показателями благодаря автоматическому регулированию температуры, влажности и времени высушивания. Принцип работы сушильного шкафа: в загрузочные лотки 3 закладывается биомасса личинок ровным слоем толщиной не более 1,5 см (1,5-2,0 кг в лоток). Под воздействием инфракрасных нагревательных элементов 2 биомасса высушивается. Равномерность сушки обеспечивает подача воздуха вентилятором 4. Образующиеся водяные пары выводятся из установки вытяжкой 1. В этом состоянии в специальных закрытых емкостях высушенная биомасса отправляется на хранение.

При необходимости сушеная биомасса личинок может быть измельчена в муку крупного или мелкого помола и расфасована в пакеты от 10 г до 1 кг. Для измельчения может быть использовано известное оборудование, например дисковая мельница модели «МЕТЕОР 1ЭП-200».

Цельные сушеные личинки упаковываются в мешки из ПВХ или картонные коробки массой до 15 кг.

Высушенные личинки, цельные или измельченные, например измельченные в муку, хранятся в закрытых емкостях при температуре от 18°С до 30°С в темном месте при влажности 30-50%. Расчетный срок хранения 24 месяца.

Предлагаемый способ отработан с положительным результатом в опытно-экспериментальном участке, созданном в г. Лебедянь.

Примеры конкретного выполнения

ПРИМЕР 1. Осуществляют переработку 100 кг падежа птицы. На 7 кг субстрата - измельченных в фарш тушек птицы (фракция с размером частиц менее 30 мм), находящегося в выростном лотке, при температуре субстрата в течение первых суток +26 - +28°С размещают 7 г яиц мухи Lucilia Caesar. Для абсорбции излишней влажности добавляется 350 г опилок. В течение 3-5 ч при заданной температуре субстрата из яиц появляются личинки, которые начинают активно питаться. Во второй день в выростной лоток добавляют 30 кг измельченных в мелкие кусочки тушек птицы (фракция с размером частиц от 60 до 80 мм) при температуре субстрата в течение вторых суток +24 - +26°С, в третий день - 35 кг измельченных в крупные куски тушек птицы (фракция с размером частиц 100-150 мм) при температуре субстрата в течение третьих суток +22 - +24°С, и в четвертый день - 28 кг измельченных в мелкие кусочки тушек птицы (фракция с размером частиц 60-80 мм) при температуре субстрата в течение четвертых суток +20 - +22°С.

Личинки перерабатывают практически все, оставляя только частично переработанный пух, который, к тому же, является прекрасным сорбентом для излишней влаги, помогая в этом опилкам.

Затем содержимое лотка высыпается на сетку, через которую личинки под воздействием света и тепла проникают в специальную емкость. В результате отделения образуется биомасса личинок мух и переработанный ими органический субстрат. В биомассу личинок мух добавляют опилки в количестве 2-3 кг на 10 кг биомассы личинок и оставляют на сутки. За этот период кишечник личинок очищается. Затем с помощью провеивания их очищают от опилок. Переработанный личинками органический субстрат размещается в закрытые мешки для «перегорания» в течение суток, а затем высушивается, измельчается и получается ценное органическое удобрение - зоогумус. Выход живой биомассы составляет 30 кг, зоогумуса - 50 кг. Затем полученная биомасса личинок располагается в лотках в инфракрасном сушильном шкафу «Омегадрайв-СД-4S» и высушивается при температуре не более +70°С в течение 6-8 ч. После этого высушенная биомасса личинок ссыпается из извлеченных лотков в ПВХ мешки для размещения на складе.

ПРИМЕР 2. Осуществляют переработку 100 кг падежа свиней. Способ осуществляется аналогично способу, описанному в примере 1. Выход живой биомассы составляет 30 кг, зоогумуса - 50 кг.

ПРИМЕР 3. Осуществляют переработку 100 кг падежа птицы. На 7 кг субстрата - измельченных в фарш тушек птицы (фракция с размером частиц менее 30 мм), находящегося в выростном лотке, при температуре субстрата +26 - +28°С размещают 7 г яиц мухи Sarcophagida. Способ осуществляется аналогично способу, описанному в примере 1. Выход живой биомассы составляет 50 кг, зоогумуса - 30 кг.

ПРИМЕР 4. Осуществляют переработку 100 кг падежа свиней. Способ осуществляется аналогично способу, описанному в примере 3. Выход живой биомассы составляет 50 кг, зоогумуса - 30 кг.

Предлагаемый способ позволяет более эффективно решать проблему получения белкового корма и удобрения - зоогумуса, улучшения экологической обстановки, получения экологически чистой продукции растениеводства и животноводства, упорядочения экосистемы, создание благоприятных условий жизни людей. На его основе можно создать цикл экологически чистого и энергосберегающего, практически безотходного производства.

Изобретение относится к биотехнологии. Способ биологической переработки отходов предусматривает измельчение субстрата на основе отходов в виде падежа птицеводческих или животноводческих хозяйств влажностью 60-70 % до фракции с размером частиц не более 30 мм, внесение кладки яиц лабораторных популяций мух Lucilia Caesar или Sarcophagida и выращивание личинок при температуре субстрата в первые сутки +26 - +28°С через 3-5 ч. Для кормления личинок ежедневно добавляют порцию свежего субстрата следующим образом. Во второй день дополнительно размещают субстрат, измельченный до фракции с размером частиц 60-80 мм при температуре всего субстрата в течение вторых суток +24 - +26°С. В третий день дополнительно размещают субстрат, который измельчен до фракции с размером частиц 100-150 мм, при температуре всего субстрата в течение третьих суток +22 - +24°С. В четвертый день дополнительно размещают субстрат, измельченный до фракции с размером частиц 60-80 мм, при температуре всего субстрата в течение четвертых суток +20 - +22°С. Выросшие личинки отделяют от переработанного ими субстрата под воздействием тепла и света. Очищают кишечник личинок с помощью опилок и очищают личинки от опилок с помощью провеивания. Изобретение позволяет увеличить выход биомассы личинок. 10 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 пр.

1. Способ переработки биологических отходов с получением белкового корма и биоудобрения, предусматривающий измельчение кормового субстрата до фракции с размером частиц не более 30 мм, внесение кладок яиц синантропных мух в кормовой субстрат на основе отходов в виде падежа влажностью 60-70%, выращивание личинок на субстрате при температуре субстрата в первые сутки +26 - +28°С из яиц с получением через 3-5 ч личинок, активно питающихся субстратом, а для кормления личинок ежедневно добавляют порцию свежего субстрата таким образом, что во второй день дополнительно размещают субстрат, который предварительно измельчают до фракции с размером частиц 60-80 мм, при температуре всего субстрата в течение вторых суток +24 - +26°С, в третий день дополнительно размещают субстрат, который предварительно измельчают до фракции с размером частиц 100-150 мм, при температуре всего субстрата в течение третьих суток +22 - +24°С, в четвертый день дополнительно размещают субстрат, который предварительно измельчают до фракции с размером частиц 60-80 мм, при температуре всего субстрата в течение четвертых суток +20 - +22°С, отделение личинок от переработанного ими субстрата под воздействием тепла и света, очистку кишечника личинок с помощью опилок, анаэробное разложение переработанного личинками субстрата с последующей его сушкой и измельчением.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют кладки яиц лабораторной популяции мух Lucilia Caesar.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют кладки яиц лабораторной популяции мух Sarcophagida.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе выращивания личинок воздух очищают от продуктов их жизнедеятельности - аммиачных выбросов с последующим выводом в атмосферу.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что живую биомассу личинок хранят в холодильнике при температуре около 0°С.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что живую биомассу личинок высушивают.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что личинок высушивают в инфракрасном сушильном устройстве при температуре не выше 70°С до влажности не более 10% при автоматическом регулировании влажности и температуры.

8. Способ по п. 6 или 7, отличающийся тем, что высушенную биомассу личинок измельчают в муку.

9. Способ по п. 6, отличающийся тем, что высушенную биомассу хранят в закрытых емкостях при температуре 18-30°С в темном месте при влажности 30-50%.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что личинок отделяют от переработанного субстрата воздействием света и тепла с помощью емкостей и сеток с размером ячеек от 2,5 до 7 мм.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кишечник выделенных личинок очищают с помощью опилок в течение суток в соотношении 2-3 кг опилок на 10 кг биомассы личинок.