Блок 4 ПИЧЛ: Биореактор для личиночной стадии
Описание
На текущий момент содержание инсектария и процессы воспроизводства личиночной биомассы проводятся в разных помещениях. Это обусловлено рядом критических факторов:
- Традиционная практика – заводчики по инерции совмещают выращивание личинок для воспроизводства популяции и личинок для переработки органических отходов в одном пространстве, поскольку условия для этих процессов практически идентичны.
- Риск заражения – совместное содержание мух и личинок повышает вероятность перекрёстного инфицирования, распространения патогенов и возникновения нежелательной микрофлоры.
- Выделение аммиака и газов – личинки перерабатывают органику, выделяя аммиак и углекислый газ, что может снижает продуктивность имаго.
- Различные санитарные нормы – имаго требует стерильных условий, тогда как личиночная стадия нуждается в активной биодеградации субстрата.
- Отличия в микроклимате – температура, влажность и аэрация, необходимые для успешного спаривания мух, кардинально отличаются от параметров, требуемых для роста личинок.
Однако, если рассматривать блок воспроизводства популяции как полностью автономную автоматизированную систему, все вышеуказанные проблемы устраняются без особых сложностей.
Для этого необходимо чётко сформулировать ключевые функции идеального модуля инкубации личинки:
Среда обеспечивает оптимальные условия для роста личинки, исключая стрессы и механические повреждения. Микроклимат не только повторяет природные процессы, но и ускоряет развитие личинки, сокращая её жизненный цикл. Все этапы инкубации от малька до предкуколки проходят без ручного вмешательства. Питательная среда сбалансирована по микробиому, белковым компонентам и ферментам, предотвращая переувлажнение или пересыхание субстрата. Специальный ферментированный субстрат с хитозаном ускоряет подготовку к окукливанию. Предкуколка, достигнув стадии полного потемнения, самостоятельно перемещается в секцию докорма. Система бесшовно интегрируется с зоной спаривания и инкубатором мальков, усиливая их эффективность и снижая нагрузку на всю систему. Производственный процесс легко прогнозируется, позволяя регулировать выход предкуколки в соответствии с текущими потребностями. Масштабирование достигается увеличением габаритов модуля или добавлением новых модулей.
ИКР
В рамках ПИЧЛ разработана и протестирована автономная система инкубации личинки, охватывающая весь цикл — от малька до стадии предкуколки. Эта система задаёт новый технологический стандарт для промышленного воспроизводства чёрной львинки, обеспечивая максимальную продуктивность, предсказуемость процессов и гибкость масштабирования. Оптимальный микроклимат, сбалансированный микробиом и ферментативные добавки сокращают жизненный цикл личинок, увеличивая скорость их развития.
Органичная интеграция с зоной спаривания и инкубатором мальков повышает общую эффективность воспроизводства популяции, а гибкость модуля позволяет легко адаптировать систему под различные производственные масштабы. В результате тестирования ПИЧЛ выявлены оптимальные параметры автоматизированной инкубации личинки, что стало основой для перехода к полностью автономному процессу выращивания.
Формат:
- Биореактор для выращивания личинок и предкуколок – двухсекционный блок с общими габаритами 800 × 1 200 × 1 320 мм, включающий семь изолированных камер. В основе работы системы – принцип проталкивания ящиков, который моделирует перспективную автоматизированную систему ленточного транспортёра. Этот механизм обеспечивает поэтапное перемещение и переворачивание субстрата с личинкой, способствуя равномерному распределению личинок, насыщению субстрата кислородом и предотвращению уплотнения массы.
- Габариты: 800 мм х 1 200 мм, при высоте 1 320 мм
4.1 Секция для личинок
- Конструкция:
Секция включает 5 камер, каждая из которых вмещает по 3 ящика для инкубации и дальнейшего кормления личинок. Система с ящиками имитирует перспективную работу автоматизированной системы с ленточными транспортёрами, перемещающих субстрат с личинкой с верхнего на нижний транспортёр, переворачивая субстрат, таким образом осуществляет перемешивание и исключая уплотнения субстрата и возникновения корки.
- Характеристики:
- Ширина секции: 800 мм
- Длина секции: 1 200 мм
- Общая высота секции: 1 320 мм
- Ширина камеры: 770 мм
- Длина камеры: 1 180 мм
- Высота камеры: 200 мм
- Размер ящиков: 750 × 350 мм, высота 190 мм (В секции — 15 ящиков, по 3 ящика в каждой камере)
- Расчёт субстрата:
-С 1 г яиц вылупляется примерно 35 000 личинок.
- Каждая личинка за жизненный цикл потребляет ~0,08–0,16 г сухого вещества (СВ).
- Для 35 000 личинок необходимо ~2,8–5,6 кг сухого вещества.
- Для инкубации 1 г яиц требуется ~12–25 литров субстрата с влажностью 65%.
- Субстрат закладывается в каждый ящик равномерным слоем ~ 4,5–9 см.
- Обслуживание:
Процесс перемещения ящиков в секциях осуществляется методом проталкивания.
- Ежедневно в правую часть верхней секции закладывается новый ящик с субстратом, засеянным мальком личинок.
- Одновременно с левой стороны верхней секции выталкивается ящик, в котором личинка инкубировалась 3 суток.
- Из этого ящика: Предкуколка пересыпается в новый ящик (Происходит перемешивание исключающее уплотнение субстрата и насыщая кислородом его структуру).
При необходимости субстрат увлажняется.
- Затем ящик перемещается во вторую секцию ниже, вставляется с левой стороны, а с правой стороны второй секции выталкивается ящик, где личинка инкубировалась 6 суток.
Аналогичный процесс повторяется на третьей, четвёртой и пятой секциях. На последнем этапе из пятой секции выталкивается ящик с созревшей 18-дневной личинкой-предкуколкой, который затем отправляется на просеивание для отделения от зоогумуса.
- Запланированные улучшения:
Этот процесс с проталкиванием ящиков имитирует работу транспортёра, перемещающего субстрат с личинкой сверху вниз, который при достаточном понимании биологических процессов будет в перспективе реализован.
Планируется разработка и внедрение системы ловушек, которая позволит личинкам самостоятельно перемещаться с нижней транспортёрной ленты в секцию докорма, исключив этап ручного просеивания.
Автоматизация подготовки и дозированной подачи субстрата.
4.2 Секция докорма предкуколок
- Конструкция:
Секция включает 2 камеры для четырёхдневного докорма зрелых личинок, готовящихся к переходу в стадию предкуколок. В секции размещается 6 ящиков со спецсубстратом. Личинки подаются на докорм на 18-й день жизни, когда их окраска начинает меняться, сигнализируя о начале переходного этапа.
Характеристики:
- Ширина секции: 800 мм
- Длина секции: 1 200 мм
- Общая высота секции: 320 мм
- Ширина камеры: 770 мм
- Длина камеры: 1 180 мм
- Высота камеры: 150 мм
- Размер ящиков: 750 мм × 350 мм, высота 150 мм
(всего 6 ящиков, по 3 в каждой камере).
- Общая производительность: 1–2 кг куколок в сутки (уточняется по результатам исследований).
- Расчёт параметров докорма:
- Из 1 г яиц вылупляется: ~35 000 личинок.
- При 70% выживаемости: остаётся ~24 500 личинок, или 4,9 кг куколок.
- Масса одной куколки: ~0,17–0,2 г.
- Толщина слоя куколок в ящике:
Для 5 000 куколок: 5,4–6,4 мм.
Для 10 000 куколок: до 13 мм.
Таким образом, при закладке 1 г яиц в сутки для воспроизводства популяции получается почти трёхкратный запас - исследовательский резерв.
-Потребление сухого вещества на личинку - предкуколку: до 0,1 г.
-Влажность субстрата: 70% (Обогащённый хитозаном, ферментированный).
- Объём увлажнённого субстрата: от 2 до 4 литров:
Для 5 000 личинок: слой субстрата ~8 мм.
Для 10 000 личинок: слой субстрата ~16 мм.
Итого, толщина слоя субстрата с личинками ~ до 3 см
- Обслуживание:
- Ежедневно в правую часть секции закладывается новый ящик с субстратом и личинками.
- С левой стороны вытесняется ящик с личинками, прошедшими докорм в течение 3 суток.
- Содержимое ящика встряхивается, добавляется сорбент при необходимости, и ящик переносится в следующую секцию.
- Ящик, вытесненный из последней секции, содержит обездвиженных куколок, которые отправляются на просеивание для отделения от остатков субстрата.
- Запланированные улучшения:
Реализация системы автоматизированного транспортёра, который будет перемещать субстрат с биомассой куколок в барабанную сеялку для последующего просеивания. Оптимизация ферментации субстрата и его подачи для минимизации ручного вмешательства.
Темы-модули
Не найдено