СПОСОБ ПОДАЧИ ВОДЫ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БЛОКОВ ВОДНОГО ГЕЛЯ Российский патент 2022 года по МПК A23K40/00 A01K29/00 

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для получения водного геля в виде блоков.

В частности, оно относится к выращиванию животных, предпочтительно к разведению насекомых.

Насекомые, на которые направлено изобретение, относятся, например, к жесткокрылым, двукрылым, чешуекрылым, термитам, прямокрылым, перепончатокрылым, таракановым, полужесткокрылым, разнокрылым, поденкам и скорпионницам, предпочтительно к жесткокрылым, двукрылым, прямокрылым, чешуекрылым.

Термин "насекомое" применятся для обозначения любой стадии развития от яйца или оотеки до взрослого насекомого, более конкретно, изобретение относится к разведению насекомых, находящихся на стадии от личинок до взрослого насекомого.

Разведение насекомых требует внесения воды и питательных элементов, необходимых для выживания насекомых, а также для их роста и хорошего развития. Известно о введении всей или части пищи и воды в виде водного гелеобразного соединения.

Например, документ US 6293223 описывает гелеобразную питательную среду для разведения личинок.

В известных примерах питательные элементы, например, твердые, смешивают с водой и гелеобразователем, таким как агар, при подходящей температуре. Полученное соединение превращают в гель, доводя его до более низкой температуры.

Полученное в результате гелеобразное соединение затем разделывают на блоки подходящего размера. Блоки расфасовывают, чтобы отправить к месту разведения личинок.

В другом известном варианте осуществления жидкое соединение выливают в бак, содержащий ячейки размером, соответствующим желаемым блокам, где оно охлаждается и превращается в гель до извлечения ячеек из бака.

Такое водное гелеобразное соединение является источником пищи и воды, легким в применении, который не требует особой структуры распределения в емкостях или клетках для разведения и позволяет доставить воду при уменьшении риска утопления животных, в частности, насекомых. Тем не менее, хотя применение гелеобразного соединения обладает множеством преимуществ в рамках разведения животных, например, насекомых, оно имеет недостатки или риски, связанные, в частности, с транспортировкой, манипуляциями и хранением соединения, которое на каждой из этих операций может загрязниться или заплесневеть.

Целью изобретения является предложить способ и устройство, позволяющие устранить по меньшей мере один из указанных выше недостатков.

Итак, изобретение относится к способу получения блоков водного геля, включающему:

– стадию образования соединения путем смешения:

i. водного субстрата, жидкого при температуре окружающей среды, доведенного до температуры, позволяющей растворить гелеобразователь, и

ii. гелеобразователя,

– стадию отбора соединения;

– стадию охлаждения соединения в линии, чтобы охладить его до второй температуры, при которой он превращается в гель;

– стадию переноса в распределительную линию;

– стадию разделки гелеобразного соединения на блоки на выходе распределительной линии и

– стадию распределения блоков геля в емкости для разведения, сразу после разделки геля на блоки.

Превращение соединения гель в производственной линии после отбора в жидкой форме и его измельчение на блоки непосредственно на выходе распределительной линии позволяет получать гель по потребности и в непрерывном режиме. Исключаются манипуляции с гелем и его хранение (в форме геля), что фактически устраняет связанные с этим проблемы. Риски загрязнения или размножения бактерий сильно ограничиваются, так как гель распределяется сразу по выходе из распределительной линии (которая является по существу закрытой), вскоре после того, как соединение было образовано при повышенной температуре. Кроме того, в контексте разведения животных, например, насекомых, размер блоков на выходе можно точно подбирать к потребностям в непрерывном режиме.

В одном варианте осуществления изобретения способ включает, перед стадией отбора соединения, охлаждение указанного соединения и его поддержание в диапазоне температур ниже температуры, позволяющей растворить гелеобразователь, но достаточной, чтобы поддерживать соединение в жидком состоянии, причем указанный диапазон температур позволяет без повреждения добавлять добавки, которые могут разлагаться при указанной температуре, позволяющей диспергировать гелеобразователь.

Охлаждение включает в себя, например, добавление воды или водного субстрата при температуре окружающей среды или при температуре ниже температуры окружающей среды, чтобы довести соединение до указанного диапазона температур, а поддержание температуры соединения включает регулирование температуры путем активизации и остановки средства нагрева соединения.

В качестве средства для нагрева может использоваться пар, циркулирующий в двойной стенке бака, использующегося для стадии растворения и для стадии поддержания температуры, причем активизация средства нагрева включает подачу пара в двойную стенку.

Например, диапазон температуры, при которой поддерживается соединение, можно задать так, чтобы сохранять вязкость соединения ниже 10000 спз. Диапазон температуры для стадии поддержания температуры можно задать двумя граничными значениями, выбирающимися соответственно между 45°C и указанной температурой, позволяющей растворить гелеобразователь.

В одном возможном варианте способа соединение находится в состоянии геля при температуре ниже 40°C.

Позволяющая растворение гелеобразователя температура, до которой доводится водный субстрат, может составлять от 60°C до 100°C, в частности, от 60°C до 95°C, например, порядка 95°C или порядка 75°C.

Используемый гелеобразователь может содержать один или несколько элементов, выбранных из агар–агара, каррагенана, гуаровой камеди, альгината кальция, хитозана, пектина, ксантановой камеди, камеди рожкового дерева, геллановой камеди.

Способ может также включать добавление по меньшей мере одной добавки из витаминов, пробиотиков, консервантов, минералов.

Используемый водный субстрат может представлять собой воду или может содержать жидкий побочный продукт агропромышленности и иметь содержание воды выше 35 вес.%, в частности, содержание воды выше 50 вес.%, от полного веса геля.

Водный субстрат может содержать по меньшей мере один из следующих побочных продуктов сельскохозяйственной или пищевой промышленности:

– растворимая фракция кукурузы, пшеницы, гороха, маниоки, сахарной свеклы, сахарного тростника,

– растворимые фракции с винокуренных заводов, в частности, с перегонки кукурузы, пшеницы, гороха, маниоки,

– барда,

– патока,

– дрожжевая суспензия,

– молочная сыворотка.

Изобретение относится также к устройству для получения водного геля в блоках, содержащему:

– бак, содержащий одну или несколько распыляющих насадок,

– впуск для жидкого водного субстрата при температуре окружающей среды, соединяющийся с баком,

– средства контроля и регулирования температуры в баке,

– средство отбора жидкого содержимого из бака,

– дозирующую систему,

– теплообменник для охлаждения жидкого содержимого, отбираемого из бака,

– по меньшей мере одну распределительную линию на выходе теплообменника,

– распределитель геля, расположенный в конце каждой распределительной линии и содержащий устройство разделки, подходящее для разделения геля на блоки, и

– средство для подвода емкости для разведения животных под распределитель.

В таком устройстве дозирующая система может содержать объемный насос, например, дозирующий поршневой насос. Устройство может содержать, например, объемный насос для каждой распределительной линии.

Устройство распределения может содержать автоматизированную систему резки (например, электроклапан), подходящую для разрезания геля на выходе распределительной линии.

Распределительная линия и устройство разделки могут быть выполнены с возможностью получения блоков геля объемом от 30 до 1500 см³.

Средства контроля и регулирования температуры в баке могут содержать датчик температуры в баке.

Бак может иметь двойную стенку, снабженную впуском для пара между двумя стенками и регулируемым клапаном на впуске пара.

Кроме того, устройство может содержать:

– первый впуск для водного субстрата при первой температуре, содержащий регулируемый клапан и расходомер, и

– второй впуск для водного субстрата при второй температуре, содержащий регулируемый клапан и расходомер.

Другие особенности и преимущества изобретения выявятся из нижеследующего описания.

На прилагаемых рисунках, данных в качестве неограничивающих примеров:

– фигура 1 схематически в форме логической диаграммы показывает способ в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;

– фигура 2 схематически показывает устройство, позволяющее осуществить способ согласно одному варианту осуществления изобретения.

На фигуре 1 показана логическая схема, детализирующая последовательность стадий, применяющихся в одном варианте осуществления изобретения. Представленный вариант осуществления включает основные стадии способа как объекта изобретения, а также некоторое число стадий, свойственных представленному варианту осуществления.

Подается водный субстрат, то есть продукт, содержащий воду, жидкий при температуре окружающей среды. Понятие "температура окружающей среды" означает температуру, обычно царящую в подготовительном цехе в отсутствие нагревания или охлаждения среды. Выражение "температура окружающей среды" может означать, в частности, температуру от 5°C до 35°C. Понятие "жидкий" относится к текучим продуктам, обычно имеющим вязкость до 10000 спз.

Водный субстрат может представлять собой воду. Использующийся водный субстрат может быть жидкостью, содержащей по меньшей мере 35 вес.% воды, предпочтительно от 55 до 98,2 вес.%. Например, использующийся водный субстрат может представлять собой жидкость, содержащую от 60 до 95 вес.%, предпочтительно от 70 до 90 вес.% воды от полного веса водного субстрата.

Для применения подходит, в частности, множество побочных продуктов агропромышленности. Водный субстрат может состоять, например, из смеси воды и побочного продукта агропромышленности. Например, водный субстрат может состоять из воды и по меньшей мере 25 вес.%, например, по меньшей мере 50 вес.%, например, 75 вес.%, побочного продукта агропромышленности.

Полученный гель обычно может содержать:

– 90–99,6 вес.% водного субстрата, содержащего по меньшей мере 25 вес.% жидкого побочного продукта агропромышленности, от полного веса водного субстрата

– 0,3–2 вес.% гелеобразователя и

– 0,1–5 вес.% консерванта,

причем весовые процентные содержания водного субстрата, гелеобразователя и консерванта выражены в расчете на полный вес геля.

Побочный продукт является материалом, неизбежно образующимся в ходе процесса получения целевого продукта.

В частности, побочный продукт как объект изобретения является жидким. Под "жидким" понимается, что побочный продукт находится в жидкой форме при температуре окружающей среды в нормальных условиях атмосферного давления. В частности, это означает, что побочный продукт получен непосредственно на выходе промышленного процесса без осуществления какого–либо этапа сушки.

Более конкретно, жидкий побочный продукт является водным побочным продуктом, содержащим растворимые вещества. Предпочтительно, растворимые вещества, присутствующие в жидком побочном продукте, представляют собой белки и/или углеводы, такие, как сахароза и/или лактоза, более предпочтительно, белки и углеводы. Растворимые вещества могут также содержать растворимые волокна.

Предпочтительно, жидкий побочный продукт содержит по меньшей мере 90 вес.% растворимых веществ от полного веса сухих веществ.

Под агропромышленностью более конкретно понимается промышленность по производству крахмала, крахмалистых продуктов, солода, биоэтанола, сахара, продуктов брожения, пивоваренная, винокуренная и молочная промышленность.

Более конкретно, побочный продукт является водным побочным продуктом, содержащим растворимые вещества. Предпочтительно, растворимые вещества, содержащиеся в побочном продукте, представляют собой белки и/или углеводы, такие как сахароза и/или лактоза, более предпочтительно белки и углеводы. Растворимые вещества могут также содержать растворимые волокна.

Побочный продукт может также представлять собой или содержать дрожжевую суспензию, обычно образующуюся в процессе получения биоэтанола или, в более широком смысле, промышленности по производству продуктов брожения. Дрожжевые суспензии соответствуют побочным продуктам, получаемым при отделении сусла, например, фильтрацией или центрифугированием после ферментации. Промышленность по производству продуктов брожения в качестве подходящего для использования побочного продукта производит также барду, которая представляет собой жидкий побочный продукт с ферментации сусла после экстракции соединений, представляющих интерес.

Сахарная промышленность создает несколько видов подходящих для использования жидких побочных продуктов, в том числе жидкие отходы сахарной промышленности и патоку. Жидкие отходы сахарной промышленности и патока соответствуют остаткам сиропа, получаемым после кристаллизации раствора, образованного при получении сахара.

Таким образом, жидкий побочный продукт может быть выбран, в частности, из списка, включающего: растворимые фракции зерновых, растворимые фракции кукурузы, растворимые фракции пшеницы, растворимые фракции гороха, растворимые фракции маниоки, растворимые фракции сахарной свеклы, растворимые фракции сахарного тростника, растворимые фракции с перегонки зерновых, растворимые фракции с перегонки пшеницы, растворимые фракции с перегонки кукурузы, растворимые фракции с перегонки гороха, растворимые фракции с перегонки маниоки, барду, патоку, дрожжевые суспензии, молочную сыворотку и ее концентрированные производные, в частности, пермеат, или их смеси.

Гель может содержать дрожжи. Дрожжи могут происходить из жидкого побочного продукта агропромышленности. Действительно, побочный продукт агропромышленности может представлять собой растворимую фракцию с перегонки, которая уже содержит дрожжи, или смесь по меньшей мере двух жидких побочных продуктов агропромышленности, один из которых является дрожжевой суспензией.

Альтернативно, дрожжи можно добавить в твердой форме, например, в виде сухих дрожжей или, как указано ниже, пробиотика. В форме сухих дрожжей их вводят в количестве, составляющем от 0,1 до 6 вес.%, предпочтительно от 1 до 5 вес.% от полного веса геля.

Водный субстрат доводят до желаемой температуры с целью растворения гелеобразователя в водном субстрате. Желательная температура обычно может составлять от 60°C до 100°C, в частности, порядка 95°C, или порядка 75°C, в зависимости от используемого гелеобразователя. Водный субстрат подают при этой температуре перед введением в бак, или доводят до этой температуры сразу после введения в указанный бак.

На стадии E1 растворения в водный субстрат добавляют гелеобразователь. Гелеобразователь может представлять собой или содержать, например, агар–агар, каррагенан, гуаровую камедь, альгинат кальция, хитозан, пектин, ксантановую камедь, камедь рожкового дерева, геллановую камедь или их смеси.

Благодаря достаточной температуре водного субстрата, гелеобразователь растворяется в водном субстрате. При этой температуре (которая остается почти неизменной, так как количество гелеобразователя, добавленного в субстрат, мало по сравнению с указанным субстратом), образованное соединение является жидким.

На стадии E1 растворения проводят смешение, чтобы получить жидкое соединение, в котором гелеобразователь распределен однородно. смешение проводят в подходящей емкости, обычно в баке.

Можно также добавить консервант, например, в количестве от 0,1% до 5% от веса геля, полученного в конце процесса, предпочтительно от 0,15% до 0,5%, например, 0,3%. Консервант может быть выбран из группы, состоящей из уксусной кислоты, ацетата натрия, муравьиной кислоты, лактата натрия, фумаровой кислоты, сорбиновой кислоты, пропионовой кислоты, лимонной кислоты, сорбата калия, сорбата кальция, пропионата натрия, пропионата кальция, бензоата натрия, бензойной кислоты, бензоата кальция, бензоата калия, масляной кислоты, а также солей и кислот, соответствующих этим молекулам.

Предпочтительно, консервант не является парабеном.

Представленный здесь пример способа включает стадию E2 охлаждения в баке, на которой соединение доводят до температуры ниже температуры растворения гелеобразователя, но выше температуры превращения соединения в гель. Охлаждение можно осуществить путем добавления некоторого количества холодного водного субстрата, что позволяет достичь желаемой температуры. Холодный водный субстрат соответствует водному субстрату при температуре окружающей среды или более низкой температуре. Холодный водный субстрат предпочтительно находится в жидком состоянии. Добавляемый водный субстрат предпочтительно является тем же, то есть имеет тот же состав, что и субстрат, уже присутствующий в соединении. Это может быть вода.

Перемешивание соединения в целях обеспечения его однородности (как по составу, так и по температуре), продолжают в течение всей стадии E2 охлаждения в баке.

Количество холодного водного субстрата, добавляемого для охлаждения в баке, оценивают или устанавливают заранее, чтобы учесть его при добавлении гелеобразователя на стадии растворения E1, чтобы соединение содержало гелеобразователь в заданном диапазоне, после стадии охлаждения E2.

Типично, конечное соединение (после добавления возможных добавок, как подробно описывается ниже на стадии E3) может содержать от 0,3 до 2 вес.% гелеобразователя. Например, гель на водной основе, желатинированный посредством гелеобразователя, представляющего собой смесь ксантановой камеди и камеди рожкового дерева в равных частях, предпочтительно может содержать от 0,3 до 0,8 вес.% гелеобразователя.

Содержание гелеобразователя в соединении будет влиять на прочность получаемого в итоге геля. Кроме того, в рамках животноводства, в частности, разведения насекомых, и в зависимости от стадии развития насекомых, для которых предназначен гель, можно с успехом использовать гель, имеющий прочность по меньшей мере 30 г/см², в частности, от 30 г/см² до 150 г/см², например, порядка 50 г/см² или порядка 80 г/см² (при температуре окружающей среды, например, при 20°C). Таким образом, гель не является вязким или клейким. Следовательно, насекомые могут перемещаться над гелем, не прилипая. Это снижает смертность насекомых, так как насекомые меньше захватываются в гель. Кроме того, синерезис геля может предпочтительно составлять от 0,1% до 5%, чтобы избежать слишком сильного выделения воды и увлажнения среды насекомых. Синерезис геля можно определить, например, как указано в работе G. BLANCHER (2009), Sciences du Vivant, ENSIA (AgroParisTech). Измерение проводится на продуктах, хранившихся при 4°C в течение 24 ч, путем дифференциального взвешивания с использованием аналитических весов. В двух словах, взвешивают продукт, содержащийся в чашке, затем удаляют жидкость, находящуюся на поверхности, наклоняя чашку, затем впитывающей бумагой слегка промокают поверхность продукта. Затем проводят второе взвешивание. Синерезис выражают в % потерь между двумя взвешиваниями.

После стадии охлаждения E2 жидкое соединение поддерживают при заданной температуре или в желаемом диапазоне температур на стадии поддержания температуры E3.

Регулирование температуры можно осуществить путем активизации (т.к. включения) нагревательного средства, когда соединение охлаждается и может выйти за пределы диапазона регулирования температуры, и выключения указанного нагревательного средства, когда соединение нагревается и может выйти за пределы диапазона регулирования температуры.

Перемешивание соединения в целях обеспечения его однородности (как по составу, так и по температуре) продолжается в течение всей стадии E3 поддержания температуры.

Диапазон регулирования температуры выбирают так, чтобы поддерживать соединение в жидком состоянии, например, при вязкости ниже 10000 спз. При необходимости диапазон температуры выбирают также так, чтобы позволить введение в соединение добавок, которые способны разлагаться при чрезмерно высокой температуре, без разложения указанных добавок. Добавки, добавляемые на стадии E3 поддержания температуры, представляют собой, например, витамины, пробиотики, консерванты, или смесь этих добавок, или любое другое термочувствительное соединение, представляющее интерес в качестве питательной композиции. Например, можно добавить пробиотик в количестве от 0,1 до 8 вес.% (например, от 1 до 5 вес.%) от веса геля, полученного в конце процесса, и/или витамины, добавляемые в форме премикса (который может также содержать минералы и микроэлементы), причем содержание премикса составляет от 0,1% до 5% от веса геля, получаемого в конце процесса. Альтернативно, минералы и/или микроэлементы могут добавляться независимо от премикса или в дополнение к премиксу. В частности, добавляемые витамины могут быть выбраны из витамина A, витамина B1 (тиамин), витамина B2 (рибофлавин), витамина B3 (никотинамид), витамина B5 (пантотеновая кислота), витамина B6 (пиридоксин), витамина B8 (биотин), витамина B9 (фолиевая кислота), витамина B12 (кобаламин), витамина PP (ниацин), витамина D3 (холекальциферол), витамина E, витамина K3 (менадион) или их предшественников и производных.

Например, обычно подходит диапазон температуры от 45°C до 65°C. Допустим любой диапазон, охватываемый этими границами, например, диапазон от 50°C до 60°C. Чем уже диапазон, тем более тонким должно быть регулирование температуры.

Затем соединение, жидкое при температуре поддержания (или регулирования) отбирается из бака (или другой емкости), в котором оно было образовано, и распределяется и перекачивается с помощью одного или нескольких насосов–дозаторов в одну или несколько линий на стадии отбора E4 и дозировки.

Затем жидкое соединение превращают в гель путем охлаждения на стадии E5 охлаждения в линии. На стадии охлаждения в линии жидкое соединение доводится до температуры ниже температуры его превращения в гель, которая может составлять, например, порядка 40°C. В более общем смысле, желатинированное таким способом соединение доводят до температуры, совместимой с применением, для которого оно предназначено. Например, для кормления и доставки воды насекомым соединение, которое будет распределяться при температуре, близкой к его температуре после охлаждения E5 в линии, доводят до температуры максимум 25°C на выходе охлаждения E5 в линии.

Охлаждение E5 в линии можно реализовать за один раз или за несколько ступеней охлаждения, путем постепенного и последовательного охлаждения.

Полученный гель переносят на стадии переноса E6 в линию распределения геля. По распределительной линии гель доводится до места его применения. Например, для распределения геля для кормления или внесения воды насекомым распределительная линия заканчивается в или выше емкостей для разведения, которые предпочтительно последовательно подводят к выходу распределительной линии.

На уровне выхода или немного не доходя до выхода распределительной линии, гель, транспортирующийся в распределительной линии, делят на части, чтобы разделать на блоки на стадии разделки E7. В результате гель распределяется в виде блоков геля. Распределенный гель можно сразу же использовать.

Объем блоков зависит от его назначения. В рамках разведения животных, в частности, насекомых, можно получать блоки геля, имеющие объем от 30 см³ до 1500 см³. Блоки могут иметь фрму параллелепипеда (например, куба или параллелепипеда с квадратным основанием) или цилиндра, длина которого составляет порядка 0,5–15 см, предпочтительно от 0,8 до 12 см.

На фигуре 2 схематически показано промышленное устройство, позволяющее осуществить писанный выше способ.

Устройство содержит бак 1.

Подача в бак 1 осуществляется через:

– впуск 21 холодного водного субстрата, например, воды, при температуре окружающей среды или ниже. Впуск 21 холодного водного субстрата снабжен впускным клапаном 31 для холодного водного субстрата, который может быть регулируемым клапаном; и

– впуск 22 горячего водного субстрата, например, воды. Впуск 22 горячего водного субстрата снабжен впускным клапаном 32 для впуска горячего водного субстрата, который может быть регулируемым клапаном. Горячий водный субстрат находится при температуре, позволяющей растворить гелеобразователь, например, порядка 75°C.

Кроме того, бак содержит вход 23, позволяющий вводить в бак 1 дополнительные продукты. Вход 23 может использоваться, например, для добавления гелеобразователя или добавок.

Бак 1 имеет двойную стенку, образующую зазор 11 между стенками бака 1. Впуск пара 24 ведет в зазор 11. Впуск 24 пара оборудован некоторым числом регулирующих устройств 33, в частности, для регулирования давления пара. Впуск 24 пара снабжен впускным клапаном 34 для пара, который может быть регулируемым клапаном. Впуск 24 пара также оборудован регулируемым клапаном 35, раскрытие которого регулируется в зависимости от температуры соединения в баке. Для этого, а также при необходимости для контроля других функций, датчик температуры 40 в баке позволяет измерить температуру соединения в баке. Можно предусмотреть несколько датчиков температуры в баке, распределенных по объему бака, чтобы избежать разброса результатов измерений и, кроме того, обеспечить высокую однородность температуры соединения в баке.

Так, контроль регулируемого клапана 35 позволяет, например, регулировать температуру соединения, находящегося в баке, то есть поддерживать его при заданной температуре или в заданном диапазоне температур.

Впуск 24 пара предпочтительно находится вверху бака.

Бак 1 оборудован также выходом конденсатов 25, образующихся их охлажденного пара и конденсирующихся в ответ на теплопередачу к внутренним стенкам бака 1 и к соединению, которое в нем находится.

В одном непоказанном варианте осуществления двойная рубашка бака 1 может быть выполнена так, чтобы получать в том же пространстве, что и пар, или в особом объеме, холодную воду, позволяющую охладить содержимое бака 1.

Бак 1 оборудован по меньшей мере одной распылительной насадкой 5. В показанном примере бак 1 снабжен двумя распылительными насадками 5. Распылительные насадки 5 позволяют перемешивать соединение, находящееся в баке 1, и быстро и однородно распределять любой продукт, жидкий или порошкообразный, добавленный в соединение.

Клапан отбора 36, находящийся на линии выпуска внизу бака 1, позволяет отбирать соединение, находящееся в баке 1. Бункер 6 предназначен для распределения отобранного соединения по нескольким линиям. Очевидно, что число линий зависит от рассматриваемого варианта изобретения, и изобретение применимо также к устройству, содержащему всего одну линию.

Каждая линия оборудована объемным насосом или насосом–дозатором. Использующийся насос–дозатор должен позволять перекачивать соединение в линии сначала в жидкой форме, а затем в форме геля. Для этого особенно хорошо подходит поршневой насос.

В показанном здесь примере устройство содержит четыре линии после бункера 6: первая линия оборудована первым насосом–дозатором 71, вторая линия оборудована вторым насосом–дозатором 72, третья линия оборудована третьим насосом–дозатором 73, и четвертая линия оборудована четвертым насосом–дозатором 74.

Соединение, еще жидкое в каждой линии, проходит затем через теплообменник 8.

Теплообменник 8 является теплообменником типа жидкость–жидкость. Он охлаждает соединение путем циркуляции холодной жидкости, обычно воды, вокруг пучка труб, в которые подводится соединение. Теплообменник 8 содержит вход 81 для охлаждающей воды и выход 82 воды.

Теплообменник 8 позволяет довести соединение до его температуры превращения в гель. Таким образом, соединение выходит из теплообменника 8 в виде геля при температуре, желательной для его распределения (или близкой к желательной температуре). Выпускной клапан 83 для выпуска охлаждающей воды позволяет остановить течение воды в теплообменник 8. В одном варианте изобретения клапан 83 для выпуска воды может быть регулируемым клапаном, позволяющим регулировать температуру геля на выходе теплообменника 8 путем регулирования расхода воды, проходящей через теплообменник 8.

Охлаждающая вода может циркулировать в замкнутом контуре и охлаждаться перед возвращением на впуск 81 воды.

В непоказанных вариантах изобретения теплообменник 8 можно заменить несколькими теплообменниками, соединенными последовательно. Кроме того, каждая линия может быть оборудована собственным теплообменником.

Для контроля температуры геля на выходе теплообменника 8 каждая линия снабжена датчиком температуры в линии. Таким образом, устройство содержит один датчик температуры в первой линии 41, один датчик температуры во второй линии 42, один датчик температуры в третьей линии 43 и один датчик температуры в четвертой линии 44.

Затем соединение в виде геля переносится в распределительную линию или в линию возврата в бак. Показанное здесь устройство содержит четыре распределительной линии: первую распределительную линию 91, вторую распределительную линию 92, третью распределительную линию 93 и четвертую распределительную линию 94. Показанное здесь устройство содержит четыре соответствующие линии возврата в бак: первую линию возврата 101, вторую линию возврата 102, третью линию возврата 103 и четвертую линию возврата 104.

Каждая распределительная линия оборудована распределителем геля, находящимся в конце линии. Распределитель геля содержит, в частности, устройство разделки, способное разделять гель на блоки. Устройство разделки может содержать клапан, в частности, типа каплеуловителя, позволяющий аккуратно рассекать гель. Устройство разделки может, в частности, представлять собой автоматизированную систему резки. Как правило, автоматизированная система резки может быть пневматической или электрической. Например, первая распределительная линия 91 содержит первый электроклапан 95, вторая распределительная линия 92 содержит второй электроклапан 96, третья распределительная линия 93 содержит третий электроклапан 97, и четвертая распределительная линия 94 содержит четвертый электроклапан 98. Таким образом, на выходе распределительной линии распределитель выдает блоки геля с фиксированным или переменным объемом, причем объем определяется длиной геля, отрезанного в линии до отсечения.

Линии возврата позволяют вернуть соединение в бак 1. Такой возврат может оказаться необходимым в начале отбора. Действительно, в начале отбора эта циркуляция в замкнутом контуре может позволить удалить воздух, присутствующий в линиях устройства. Кроме того, при пуске гель может иметь слишком высокую температуру на выходе теплообменника 8. Возврат соединения в бак 1 может также быть также необходим, когда по какой–то причине количество соединения, отпущенного в линию, превышает количество, которое требуется распределить. Возврат соединения в бак 1 может также оказаться необходимым, когда желательна циркуляция соединения в линии, тогда как его распределение нежелательно. Это может иметь место, например, если желательно распределять гель при заданной температуре выше температуры окружающей среды, и если слишком длительное пребывание соединения в линиях привело бы к слишком низкой температуре для его распределения. Наконец, возврат в бак можно использовать вне фаз получения геля, для чистки устройства. Возврат может регулироваться, соответственно: первым обратным клапаном 105, вторым обратным клапаном 106, третьим обратным клапаном 107 и четвертым обратным клапаном 108.

В рамках животноводства, в частности, разведения насекомых, устройство может быть дополнено средствами доставки емкости для разведения животных под распределитель. Таким образом, распределитель позволяет поместить один или несколько блоков геля заданного объема или объема, подходящего для каждой емкости, в емкость сразу после получения без дополнительных манипуляций с гелем.

Таким образом, изобретение предлагает образование геля водного субстрата, например, водного геля, получаемого in situ и распределяемого в виде блоков по требованию в непрерывном режиме. Исключаются транспортировка геля и его хранение, что фактически устраняет связанные с этим проблемы, в частности, загрязнение или загнивание. Кроме того, в рамках животноводства, например, разведения насекомых, размер блоков на выходе можно адаптировать к потребностям в непрерывном режиме.

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству, а именно к способу и устройству для получения блоков водного геля, используемых в животноводстве. Способ включает стадии образования соединения из водного субстрата и гелеобразователя, отбора соединения, его охлаждения, при котором оно превращается в гель, переноса геля в распределительную линию, разделки геля на блоки и распределения блоков геля в емкости для животных. Способ осуществляется соответствующим ему устройством. Использование группы изобретений позволит получать блоки геля в непрерывном режиме. 2 н. и 13 з.п. ф.лы, 2 ил.

1. Способ получения блоков водного геля, используемых в качестве источника воды в животноводстве, включающий:

– стадию образования соединения путем смешения:

i. водного субстрата, жидкого при температуре окружающей среды, доведенного до температуры, позволяющей растворить (E1) гелеобразователь, и

ii. гелеобразователя,

– стадию (E4) отбора соединения;

– стадию (E5) охлаждения жидкого соединения путем его направления по закрытой линии в теплообменник для охлаждения соединения до второй температуры, при которой оно превращается в гель;

– стадию (E6) переноса геля в распределительную линию;

– стадию (E7) разделки геля в блоки на выходе распределительной линии и

– стадию распределения блоков геля в емкости для выращивания животных, сразу после разделки геля на блоки.

2. Способ по п. 1, включающий, перед стадией (E4) отбора соединения, охлаждение (E2) указанного соединения и его поддержание (E3) в диапазоне температур ниже температуры, позволяющей растворить гелеобразователь, но достаточной, чтобы поддерживать соединение в жидком состоянии, причем указанный диапазон температур позволяет без повреждения добавлять добавки, которые могут разлагаться при указанной температуре, позволяющей распределить гелеобразователь.

3. Способ по п. 2, причем охлаждение включает добавление воды или водного субстрата при температуре окружающей среды или при температуре ниже температуры окружающей среды, чтобы довести соединение до этого диапазона температур, а поддержание температуры соединения включает регулирование температуры путем активизации и остановки средства нагревания соединения.

4. Способ по п. 2 или 3, причем диапазон температуры на стадии (E3) поддержания температуры задается двумя граничными значениями, выбранными соответственно между 45°C и указанной температурой, позволяющей растворить гелеобразователь.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, причем температура, позволяющая растворить гелеобразователь, до которой доводят водный субстрат, составляет от 60°C до 100°C.

6. Способ по одному из предыдущих пунктов, причем гелеобразователь содержит один или несколько элементов, выбранных из: агар–агара, каррагенана, гуаровой камеди, альгината кальция, хитозана, пектина, ксантановой камеди, камеди рожкового дерева, геллановой камеди.

7. Способ по одному из предыдущих пунктов, включающий добавление по меньшей мере одной добавки из витаминов, пробиотиков, консервантов, минералов.

8. Способ по одному из предыдущих пунктов, причем водный субстрат является водой или содержит жидкий побочный продукт сельскохозяйственной и/или пищевой промышленности и имеет содержание воды выше 35 вес.%.

9. Способ по одному из предыдущих пунктов, причем водный субстрат содержит по меньшей мере один из следующих побочных продуктов сельскохозяйственной и/или пищевой промышленности:

– растворимая фракция кукурузы, пшеницы, гороха, маниоки, сахарной свеклы, сахарного тростника,

– растворимые фракции с винокуренных заводов, в частности, с перегонки кукурузы, пшеницы, гороха, маниоки,

– барда,

– патока,

– дрожжевая суспензия,

– молочная сыворотка.

10. Устройство для получения блоков водного геля, используемых в качестве источника воды в животноводстве, содержащее:

– бак (1), содержащий одну или несколько распылительных насадок (5),

– впуск для водного субстрата, жидкого при температуре окружающей среды, соединяющийся с баком,

- отверстие для введения гелеобразователя в бак, тем самым образуя соединение с водным субстратом

– средства контроля и регулирования температуры в баке до температуры, позволяющей растворять гелеобразующий агент,

– средства отбора жидкого соединения из бака для направления по закрытой линии в теплообменник,

– дозирующую систему,

– теплообменник (8) для охлаждения жидкого соединения, отбираемого из бака (1) до второй температуры, при которой он превращается в гель, тем самым образуя гель,

– по меньшей мере одну распределительную линию (91,92,93,94) на выходе теплообменника (8),

– распределитель геля, расположенный в конце каждой распределительной линии (91,92,93,94) и содержащий устройство разделки, подходящее для рассечения геля на блоки, и

– средства для подвода емкости для выращивания животных под распределитель.

11. Устройство по п. 10, причем дозирующая система содержит объемный насос.

12. Устройство по п. 11, содержащее объемный насос в каждой распределительной линии.

13. Устройство по одному из пп. 10–12, причем устройство распределения содержит автоматизированную систему резки (95,96,97,98), подходящую для отрезания геля, на выходе распределительной линии (91,92,93,94).

14. Устройство по одному из пп. 10–13, причем бак (1) имеет двойную стенку, снабженную впуском для пара между двумя стенками и регулируемым клапаном (35) для впуска пара.

15. Устройство по одному из пп. 10–14, содержащее:

– первый впуск для водного субстрата при первой температуре, содержащий регулируемый клапан и расходомер, и

– второй впуск для водного субстрата при второй температуре, содержащий регулируемый клапан и расходомер.