Автоматическая линия для переработки отходов животноводства

Предполагаемая полезная модель относится к области сельского хозяйства, а именно к переработке отходов животноводства с помощью личинок синантропных мух.

Поставленная цель достигается автоматической линией для переработки отходов животноводства, вертикальные перфорированные емкости, которой перемещяются на подвесных путях через технологические зоны. Зона роста и развития личинок и зона отделения личинок от переработанного субстрата расположены на противоположных концах линии, а зона загрузки емкостей навозом, внесения яиц и зона выгрузки переработанного субстрата между ними.

Предлагаемая полезная модель относится к сельскому хозяйству и предназначено для переработки отходов животноводства личинками синантропных мух.

Существует проблема - утилизация, отходов животноводства (свиного навоза, куриного помета) загрязняющих окружающую среду. Одним из путей решения проблемы является переработка отходов животноводства с помощью личинок синантропных мух. Личинки синантропных мух перерабатывают навоз и помет в зоогумус - ценное органическое удобрение способное защищать растения от многих вредителей и заболеваний, разлагать токсичные вещества, попадающие в воду и в почву. Личинки синантропных мух, служат сырьем для производства белково - липидного концентрата, хитина, биологически активных веществ, антибиотиков.

Известна установка для переработки отходов животноводства с помощью личинок комнатной мухи (см. патент РФ 2050138).

Данная установка имеет следующие недостатки. Между лотками необходимо иметь расстояние для удобства проведения обслуживающим персоналом профилактических и ремонтных работ, что значительно увеличивает габариты установки. Установка имеет слишком громоздкую и энергоемкую систему отделения личинок от субстрата, а именно: устройство для обдува субстрата горячим воздухом, устройство для удаления из лотков верхнего слоя субстрата, ступенчатый отделитель личинок от субстрата, мощные лампы накаливания. Установка выполнена в виде замкнутого конвейера, что не всегда рационально.

Известно также устройство для получения личинок синантропных мух по патенту РФ 1491424.

В данном устройстве не решены вопросы механизации загрузки сырья и выгрузки переработанных отходов, регулирования параметров микроклимата внутри корпуса, а так же удаление загазованного воздуха и неприятного запаха. Не решена проблема оптимального размещения емкостей внутри корпуса установки, находящихся на разных технологических этапах.

Техническая задача - механизация загрузки сырья и выгрузки переработанных отходов, регулирование параметров микроклимата, оптимальное размещение перфорированных емкостей внутри корпуса установки, проходящих разные технологические этапы.

Поставленная задача достигается при помощи линии для переработки отходов животноводства, в которой культивирование личинок осуществляют в вертикально расположенных перфорированных емкостях, перемещающихся по подвесным путям через технологические зоны. В отличие от известных линий и установок для переработки навоза личинками синантропных мух выполненных в виде замкнутых кольцевых или спиралеобразно расположенных конвейеров, предназначенных для перемещения емкостей с навозом, предлагаемая линия выполнена в виде линейных конвейеров с челночным перемещением емкостей, при этом зона роста и развития личинок и зона отделения личинок от переработанного субстрата расположены на противоположных концах линии, а зона загрузки емкости навозом, внесения яиц и зона выгрузки переработанного субстрата между ними. Автоматическая линия выполнена в виде линейных конвейеров с челночным перемещением емкостей, а зона роста и развития личинок имеет отсеки, снабженные переводными стрелками для направления емкостей в свой отсек и климатическими установками для создания оптимального микроклимата. Автоматическая линия имеет расположенные под емкостями поддоны для выделившийся жидкой фракции навоза, насос трубопровод и форсунки для подачи этой фракции в емкости с личинками 3-5 суточного возраста.

От прототипа заявляемое устройство отличается тем, что все технологические операции на всех этапах переработки отходов животноводства механизированы, ручной труд полностью исключен. Переработка отходов осуществляют в закрытом корпусе, поэтому воздух и неприятные запахи не поступают в помещение для обслуживающего персонала. Технологические зоны линии, соединенные между собой подвесными путями, могут быть расположены на разных уровнях и даже в соседних строениях. Затраты электроэнергии на поддержание заданных показателей микроклимата в ограниченном пространстве корпуса значительно ниже, чем в помещении.

Срок развития личинок синантропных мух при оптимальном температурном режиме составляет 6 суток, поэтому срок переработки навоза на установке прототипа составляет 6 суток, и еще 1 сутки займет отделение личинок от субстрата. Таким образом, емкость будет занята перерабатываемым навозом в общей сложности 7 суток, а навоз на свинофермах образуется ежесуточно. Для его переработки при использовании прототипа потребуется 7 таких установок, или перед переработкой навоз должен накапливаться в специальном навозохранилище в течение недели, ожидая своей очереди на переработку. И то и другое нерационально. Устройства для загрузки навоза в емкость и выгрузки переработанного субстрата включаются в работу только один раз за весь период переработки, что не рационально.

Указанное взаимное расположение технологических зон, в заявляемой линии помимо механизации всех производственных процессов, обеспечивает уменьшение габаритов линии, так как при этом исключаются технологические разрывы между противоположными ветвями кольцевых и спиралеобразных конвейеров. Величина такого разрыва зависит от диаметра звездочек, на которых натянута цепь конвейера, а диаметр звездочек, в свою очередь, от размеров емкостей для культивирования личинок. При перемещении емкостей с перерабатываемым навозом по замкнутым конвейерным линиям, для каждой операции и каждого процесса требуется свой участок конвейера, а при указанном расположении технологических зон, челночное перемещение емкостей с перерабатываемым навозом с помощью отдельных конвейеров позволяет использовать одни и те же участки линии для различных операций, что уменьшает протяженность линии и соответственно ее габариты.

При указанном расположении технологических зон, линия имеет большую «живучесть», так как при поломке конвейера, в известных решениях остановится вся линия, что приведет к окукливанию личинок непосредственно в перерабатываемом субстрате и соответственно к снижению выхода биомассы личинок. При указанном взаимном расположении конвейеров, поломка одного из них не повлияет на работоспособность остальных, что значительно сократит потери биомассы личинок в аварийной ситуации. Использование отдельных конвейеров при указанном расположении технологических зон позволяет более легко адаптировать линию к уже имеющимся производственным помещениям и не возводить новое производственное здание, так как использование переводных стрелок позволяет осуществить практически любое взаимное расположение технологических зон, оптимальное для каждого конкретного помещения, причем как по вертикали, так и по горизонтали, кроме того, при необходимости разные технологические зоны можно разместить в отдельно стоящих друг от друга строениях.

Технический результат, обеспечиваемый при реализации заявленной полезной модели заключается в уменьшении габаритов линии за счет выполнения конвейеров линейными и возможности челночного перемещения емкостей и их оптимального расположения на линии, а также в увеличении выхода биомассы личинок и в улучшении качества получаемого переработанного субстрата за счет регулирования параметров микроклимата в отсеках и дополнительной подачи жидкой навозной фракции к личинкам 3-5 суточного возраста.

Зона роста и развития личинок и зона отделения личинок от переработанного субстрата расположены на противоположных концах линии, а зона загрузки емкости навозом, внесения яиц и зона выгрузки переработанного субстрата между ними, при этом автоматическая линия выполнена в виде линейных конвейеров с челночным перемещением емкостей, а зона роста и развития личинок имеет отсеки, снабженные переводными стрелками для направления емкостей в свой отсек и климатическими установками для создания оптимального микроклимата, причем автоматическая линия имеет расположенные под емкостями поддоны для выделившейся жидкой фракции навоза, насос, трубопровод и форсунки для подачи этой фракции в емкости с личинками 3-5 суточного возраста.

На фиг.1 и фиг.2 представлены принципиальная схема линии и ее фрагмент соответственно. Линия состоит из корпуса 1, внутри которого размещены подвесные пути 2, снабженные цепным конвейером (на фиг. не показано). Существует несколько разновидностей цепных конвейеров, предназначенных для перемещения подвешенных на них грузов, например, см. А.А.Курочкин, В.В.Ляшенко «Технологическое оборудование для переработки продукции животноводства» М:. «Колос» 2001 г, стр.226-229, поэтому устройство цепного конвейера нами не рассматривается и не является признаком полезной модели. На подвесных путях 2 вертикально расположены перфорированные емкости 3, проницаемые для воздуха, влаги и личинок синантропных мух, заполненные отходами животноводства (свиной навоз, птичий помет) для культивирования личинок. Емкости 3 навешивают на подвесные пути 2 с помощью роликов 4 и перемещают по подвесным путям 2 с помощью цепного конвейера (на фигуре не показано) по следующим функциональным зонам: зону 5 для загрузки емкостей 3 отходами и внесения в субстрат яиц, зону 6 для нормализации влажности субстрата, отрождения, роста и развития личинок синантропных мух, зону 7 для отделения личинок от субстрата, зону 8 для выгрузки из емкостей переработанного субстрата. Зоны 6 могут иметь неограниченное число отсеков 9, в каждом из которых культивируемые личинки находятся на определенном этапе развития. На фиг.1 представлено 6 таких отсеков. Зона 5 снабжена шнеком 10 для загрузки емкостей 3 субстратом и приемным бункером 11 для временного хранения суточной дозы отходов. Отсеки 9 зоны 6 снабжены переводными стрелками 12 для направления емкостей 3 в свой отсек, климатическими установками (на фиг. не показано) для создания оптимального микроклимата - температуры, влажности, скорости воздушного потока. Зона 7 снабжена ленточным транспортером 13 для удаления отделившихся личинок из корпуса линии на дальнейшую их переработку. Зона 8 снабжена шнековым транспортером 14 для удаления из корпуса линии переработанных отходов. Под емкостями установлены поддоны 15, в которые стекает выделившаяся в процессе нормализации влажности субстрата жидкая фракция навоза. Из поддонов 15 жидкая фракция по патрубку 16 поступает к насосу 17. Насос 17 через трубопровод 18 и форсунки 19 возвращает ее в емкости с личинками 3-5 суточного возраста, в которых она полностью впитывается субстратом и перерабатывается личинками.

Для управления конвейером и установками микроклимата, тэнами, шнеками и форсунками устройство снабжено пультом управления (на фигуре не показано).

Работает линия следующим образом. Предназначенные для загрузки емкости 3 располагают таким образом, чтобы они частично разместились в зонах 7 и 8, откуда они поочередно перемещаются в зону 5 для загрузки. В зоне 5 пустые емкости 3 загружают отходами (навозом, пометом) из бункера 11, с помощью шнека 10. Затем емкости 3 перемещают в свободный отсек 9 зоны 6 и создают соответствующий микроклимат. Таким же образом заполняют отходами все свободные на данный момент емкости 3, находящиеся в других отсеках 9 зоны 6. В первые 1-2 суток из загруженных емкостей, через перфорированные стенки выделяется жидкая фракция навоза (помета), которая скапливается в расположенных под ними поддонах 15 из которых жидкая фракция по патрубку 16 поступает к насосу 17. Насос 17 через трубопровод 18 и форсунки 19 возвращает ее в емкости с личинками 3-5 суточного возраста, в которых она полностью впитывается субстратом и перерабатывается личинками. Для равномерной работы линии, целесообразно заполнять отходами емкости 3, находящиеся в отсеках 9 с интервалом в одни сутки. На 6-е сутки, после заполнения отходами всех емкостей 3 во всех отсеках 9, отходы, находящиеся в емкостях, заполненных в первую очередь, будут переработаны личинками синантропных мух, а сами личинки закончат свой рост. После чего эти емкости 3 перемещают по подвесному пути 2, через зоны 5 и 8 в зону 7, и оставляют в ней на одни сутки для отделения личинок от субстрата. Личинки, отделившиеся от субстрата, падают на ленточный транспортер 13, который удаляет их за пределы корпуса автоматической линии 1 на дальнейшую переработку, например сушку (на фиг. не показано). После отделения личинок, емкости 3 подают в зону 8, в которой из емкостей выгружают переработанные отходы, а затем в зону 5 для загрузки емкостей новой порцией отходов. После загрузки емкостей их перемещают в свободный отсек 9 зоны 6, после чего в зону 7 перемещают следующую партию емкостей 3 с переработанными отходами и выросшими личинками. Таким образом, циклы постоянно повторяются, что обеспечивает непрерывную работу автоматической линии.

Автоматическая линия для переработки отходов животноводства, включающая вертикальные перфорированные емкости, проницаемые для воздуха, влаги и личинок мух, расположенные на подвесных путях с возможностью перемещения по ним через технологические зоны загрузки емкостей навозом, внесения яиц, роста и развития личинок, отделения личинок от переработанного субстрата, выгрузки субстрата, отличающаяся тем, что зона роста и развития личинок и зона отделения личинок от переработанного субстрата расположены на противоположных концах линии, а зона загрузки емкости навозом, внесения яиц и зона выгрузки переработанного субстрата между ними, при этом автоматическая линия выполнена в виде линейных конвейеров с челночным перемещением емкостей, а зона роста и развития личинок имеет отсеки, снабженные переводными стрелками для направления емкостей в свой отсек и климатическими установками для создания оптимального микроклимата, причем автоматическая линия имеет расположенные под емкостями поддоны для выделившейся жидкой фракции навоза, насос, трубопровод и форсунки для подачи этой фракции в емкости с личинками 3-5-суточного возраста.