用于分拣包括若虫的混合物的昆虫分拣装置的制作方法

用于分拣包括若虫的混合物的昆虫分拣装置
1.本发明涉及分拣昆虫的领域，例如特别是在昆虫饲养的情形下。
2.本发明所涉及的昆虫是爬行昆虫，或主要是爬行昆虫的昆虫，或处于其不会飞行的发育阶段的飞行昆虫（幼虫、若虫）。因此，本发明所涉及的昆虫是例如鞘翅目、双翅目、鳞翅目、等翅目、直翅目、膜翅目、蜚蠊目、半翅目、异翅目、蜉蝣目和长翅目，优选是鞘翅目、双翅目、直翅目、鳞翅目。
3.本发明优先应用于黄粉虫（也称为面包虫）的分拣。
4.除非另有说明，否则术语“昆虫”用于指代从卵或卵鞘到成虫的任何发育阶段。
5.大规模生产昆虫具有许多优点，特别是在农用工业中。一些可食用的昆虫物种确实富含蛋白质并且尤其可以用来喂养动物、鱼类、甲壳类动物和一些家禽。大规模昆虫饲养在其他工业领域也具有优点。例如，昆虫的外骨骼大部分由几丁质构成，几丁质的已知衍生物是壳聚糖。几丁质和/或壳聚糖的应用有很多：化妆品（化妆品组合物）、医疗和制药（药物组合物、烧伤治疗、生物材料、角膜膏、手术线）、饮食和食品、技术（过滤剂、组织形成剂、絮凝剂或吸附剂（例如特别用于过滤和净化水））等。
6.文件fr 3034622提出了被配置为大规模（即工业规模）昆虫饲养的农场。其中的饲养使用饲养容器（典型地是桶），饲养容器被堆叠以形成基本饲养单元。基本饲养单元储存在第一区中，并且当要进行饲养操作时，将容器带到被配置用于执行操作的站、分组为基本饲养单元或单个地不分组。
7.饲养操作非穷举地涉及喂食、供水、昆虫分级、将昆虫添加到饲养容器中、以及多个各种分拣操作，分拣操作在饲养过程中根据昆虫的发育阶段使得昆虫分离或分类，或将活昆虫与死昆虫和/或与它们的饲养培养基等分离。
8.因此，在饲养过程中执行多个分拣步骤。这些分拣步骤在大规模下执行很复杂，因为通常设想的分拣方法是不能够进行高效且快速的分拣的人工方法。
9.在现有技术中已设想了某些解决方案，以便使某些分拣操作自动化。这些分拣操作通常是基于要分拣的成分的尺寸，从而为此使用了相继的筛子或筛器。例如，文件us 8025027披露了一种具有四级分离的复杂筛子系统，这是为昆虫的分拣而设置的。
10.然而，特别是对于分拣脆弱昆虫的分拣操作来说，所提出的解决方案是不完善的。例如，当分拣操作涉及包括若虫的混合物或大量产品时，黄粉虫尤其会出现这种情况。黄粉虫的若虫在机械冲击下非常脆弱。比如现有技术中设想的自动化分拣操作会导致若虫受伤并且死亡率高。
11.因此，本发明旨在提供自动化且优化的昆虫分拣方法和装置，特别是使得能够将若虫与包括若虫的混合物分离。
12.因此，本发明涉及一种昆虫分拣方法，包括以下相继步骤：
‑ꢀ
提供包括若虫的混合物，以及
‑ꢀ
筛分，从而能够将若虫与混合物的剩余部分分离，所述筛分步骤包括用具有由塑料材料制成的筛网的筛子筛分混合物。
13.用具有由塑料材料制成的筛网的筛子筛分混合物可以特别是用具有聚氨酯筛网
的筛子筛分。
14.申请人已发现，在工业中不常见并且在昆虫饲养领域的现有技术中未知的、用由塑料材料制成的筛网筛分使得能够大大减少筛分对脆弱昆虫造成的损害，特别是例如对昆虫若虫、尤其是对黄粉虫若虫造成的损害。
15.用具有塑料筛网的筛子筛分混合物可以用具有相对于水平面倾斜的筛网的筛子来执行。倾斜筛网对昆虫造成的挫伤较少，并且能够高效筛分。
16.用由塑料材料制成的筛网筛分混合物可以包括使由塑料材料制成的筛网在其延伸平面内进行圆形或椭圆形移动，所述移动没有任何与筛子的所述延伸平面成直角的分量。这种移动提高了分拣的质量，并限制了昆虫、特别是若虫受到的冲击。
17.混合物可以包括幼虫，并且筛分步骤还能够分离尺寸大于预定尺寸的幼虫。
18.筛分步骤可以包括用至少第二筛子筛分分离若虫后的混合物的剩余部分。
19.因此，根据构成初始混合物的成分的大小，可以从初始混合物获得若干小部分（fraction）。值得注意的是，作为处于最脆弱的发育阶段的昆虫的若虫仅进行单一分拣操作，也就是说单一筛分操作。
20.所提供的筛分还能够收集最大幼虫，这可以有利地在饲养中用于获得用于繁殖的成虫。
21.该方法还可以包括：在筛分步骤之后，对分离若虫后的混合物的剩余部分中的至少一些进行密度分离的步骤。混合物的所述剩余部分中的所述至少一些可以包括幼虫，并且密度分离的步骤可以被配置为将幼虫从混合物的所述剩余部分中的所述至少一些分离。
22.密度分离的步骤可以包括使分离若虫后的混合物的所述剩余部分中的所述至少一些在选自以下各项的至少一个密度分离器中通过：密度工作台、灰尘分离器和密度柱。
23.因此，在某些实施方式中，除了分离若虫之外，本发明还使得能够收获幼虫以生产基于幼虫的产品（例如，用于喂养动物、化妆品等）。
24.预先分离的若虫不进行容易损坏它们的密度分离。
25.在所设想的分离器中，灰尘分离器特别有利，因为它提供了足够的效率、较小的体积，并且能够在短时间内分拣大量的混合物。
26.本发明还涉及一种昆虫分拣装置，包括：
‑ꢀ
能够供应含有若虫的混合物的进料器，
‑ꢀ
包括由塑料材料制成的筛分网的筛分装置，
‑ꢀ
密度分离器，该昆虫分拣装置被配置为使得只有通过筛分网的混合物中的至少一些进入密度分离器。
27.在这种装置中，筛分网可以是由聚氨酯制成的。筛分网可以相对于水平面倾斜。筛分装置可以包括至少一个第二筛分网。
28.密度分离器可以包括选自以下各项的至少一个设备：密度工作台、灰尘分离器和密度柱。
29.本发明的其他特征和优点将在以下描述中显现。
30.在附图中，以非限制性示例的方式给出：图1示出了根据本发明的实施方式的方法的流程图；
图2示出了根据本发明的实施方式的另一方法的流程图；图3是根据本发明的实施方式的分拣装置的示意图；图4是图3的分拣装置的第一方面的示意图；图5是图3的分拣装置的第二方面的示意图。
31.图1示出了根据本发明的实施方式的方法的流程图。该方法使得能够将包括处于这些发育阶段的昆虫的混合物中的若虫和可能的幼虫与混合物中含有的其他成分（比如成长培养基、粪便、死昆虫等）分离。
32.一般来说，在本文件中，除非另有指示，术语“幼虫”是指活的幼虫。
33.在提供混合物的步骤s1中，例如通过收集和清空饲养桶来供应混合物。
34.在所示出的并且包括筛选步骤s2的示例中，该混合物进入筛器中，该筛器具有典型地是1 cm以上的大的大小的开口，例如呈具有边长为1 cm的开口的正方形网眼的形式。这些团块构成固体饲养基质（饲养昆虫的材料，并且如果存在的话，这种材料可以含有昆虫的食物），该固体饲养基质组合形成紧密的块，其尺寸通常在1 cm与10 cm之间。
35.接着在筛分步骤s3中筛分除去了团块的混合物。
36.在所示出的示例中，在筛分步骤s3中执行两个相继的筛分操作，即，使用由塑料材料制成的筛网的筛分操作s4和使用第二筛子的筛分操作s5。在实践中，这两个或更多个筛分操作可以在包括若干筛子和/或若干筛分级或“平台”的单一筛分装置中执行。
37.因此，筛分步骤s3首先包括通过筛子进行的筛分操作，该筛子包括由塑料材料（例如有利地为聚氨酯（pu））制成的筛网。与较常规使用的金属网的筛网相比，使用这种材料被证明是特别有利的。
[0038]“筛网”是指筛子的过滤部分，也就是说在筛子的框架内形成的开口网眼的网状物。
[0039]
特别地，使用塑料的筛子网使得能够在筛分过程中避免或限制对混合物中所含有的昆虫造成伤害。特别地，昆虫若虫（例如尤其是黄粉虫）非常脆弱，并且能够因筛分过程中遭受的冲击而受到损伤。已证明塑料筛网（特别是由聚氨酯制成的）对昆虫、特别是若虫造成的挫伤较少。
[0040]
申请人还注意到，除了使用由塑料材料制成的筛网之外，使用如下筛子也使得能够限制或甚至消除在分拣时对若虫的损害及其死亡率：该筛子的移动基本上在筛子的筛网的平面内进行，而没有或基本上没有任何与筛子的筛网的平面成直角的分量。还注意到，筛子在其延伸平面内的圆形或椭圆形移动明显改进了分拣。
[0041]
因此，用由塑料材料制成的筛网筛分s4使得能够将若虫和可选的最大幼虫与混合物的剩余部分分离。
[0042]
黄粉虫的若虫具有长形形状，长度为14 mm至20 mm，并且横向尺寸在约5 mm至6 mm的圆内。例如，最大幼虫可以被定义为重量超过125 mg的幼虫，这对应于长度超过25 mm并且横向尺寸在约3 mm至4 mm的圆内的幼虫。
[0043]
如参考图3所详述的，可以用同一筛子平台，该筛子平台能够将若虫和最大幼虫与混合物的剩余部分分离，并且可选地将若虫与最大幼虫分离。这种分离（若虫与最大幼虫之间）可以替代性地在独立的人工或自动化的分拣步骤中执行（例如用另一具有塑料筛网的筛分装置）。
[0044]
例如，用第二筛子筛分s5使得能够将最小大小的幼虫与混合物的剩余部分的一部分分离。虽然使用筛网由塑料材料制成的筛子对于该筛分操作的重要性不是很大，因对应于昆虫最脆弱的发育阶段的幼虫已在先前的筛分操作中被分离，但是对于该第二筛分操作（用第二筛子筛分s5），使用由塑料材料制成的筛网仍然是优选的。
[0045]
在筛分步骤之后，分开获得：
‑ꢀ
若虫和大的大小的幼虫（一起或分开），
‑ꢀ
包括活幼虫和残余物的组合，该残余物主要包括死幼虫和少量剩余的饲养基质和/或昆虫粪便（被称为“排泄物”），
‑ꢀ
初始混合物的剩余部分，该剩余部分不再含有或几乎不再含有活昆虫（若虫或幼虫）。
[0046]
在图1所展示的方法中，包括幼虫和残余物的组合接着进行密度分离s6。因此，在这个包括两个筛分操作的示例实施方式中，分离若虫后的混合物的剩余部分中只有一部分进行密度分离s6。
[0047]
重要的是，在本发明的方法中，最初存在于混合物中的若虫被分离，并且不进行原本容易损坏它们的密度分拣。
[0048]
密度分离使得能够将残余物从来自筛分步骤s3的、含有幼虫（活的）的混合物除去。
[0049]
密度分离s6因此能够根据密度将混合物的这部分分离成两个小部分。因此，密度较大的活幼虫与混合物的剩余部分分离，混合物的剩余部分由密度较小的成分构成，比如死幼虫、昆虫粪便（如果存在的话）（被称为“排泄物”）和饲养基质（例如主要是麦麸）。
[0050]
如果需要，在某些实施方式中，来自筛分的大幼虫也可以进行密度分离，以便除去可能的残余物，包括可能在筛分时与它们一起通过的死昆虫（或死昆虫部分）（例如幼虫在筛分时抓在饲养基质的成分上）。
[0051]
图1的方法对应于一种分拣方法，该分拣方法使得能够将若虫、大的大小的幼虫和最小幼虫与它们的饲养培养基（基质、粪便、死昆虫）分离。
[0052]
例如，可以针对昆虫的繁殖提供若虫和大的大小的幼虫（它们的发育周期比最小幼虫更接近成虫阶段）。
[0053]
最小大小的幼虫以及可能的一些大的大小的幼虫可以例如被送去杀死，以用于生产高附加值的产品（用于饲养动物、化学工业、化妆品等）。
[0054]
根据一些实施方式，本发明可以用于将在昆虫饲养过程中执行的其他分拣操作。另一示例因此示出在图2中。
[0055]
例如，当饲养黄粉虫时，需要将若虫与幼虫分离，以在若虫变态时将若虫与幼虫隔离。这避免了若虫被幼虫同类相食。
[0056]
因此，这种分拣方法包括上述步骤：提供混合物s1（混合物含有若虫）、以及可选地筛选s2。
[0057]
该方法继续筛分步骤s3。
[0058]
对于该分拣操作，筛分s3仅包括用由塑料材料（有利地是聚氨酯）制成的筛网筛分s4，从而使得能够将若虫与混合物的剩余部分分离。在筛分过程中收集的大幼虫与若虫分离，并与混合物的剩余部分一起送回以继续饲养。
[0059]
图3示出了根据本发明的实施方式的昆虫分拣装置，该昆虫分拣装置被配置用于执行图1的分拣方法。
[0060]
构成进料器1的料斗使得能够接收和供应含有昆虫、特别是若虫的混合物。混合物进入筛器2中，这使得能够将团块与混合物的剩余部分分离。
[0061]
来自筛器2的剩余混合物被放置在第一输送机3上。
[0062]
第一输送机3（例如带式输送机）使得能够将混合物输送和分配到一个或多个筛分装置4、5中。
[0063]
筛分装置4使得能够将引入其中的混合物分成四个小部分，如将在下文参照图4所详述。
[0064]
因此，被引入到筛分装置中的混合物的以下小部分被分离：
‑ꢀ
若虫，
‑ꢀ
大的大小的幼虫（“大幼虫”），可能带有残余物。
[0065]
‑ꢀ
最小大小的幼虫，带有残余物、特别是死幼虫；
‑ꢀ
非常小的大小的成分，这些成分可能对于饲养基质、灰尘、排泄物等的一部分。
[0066]
若虫被放置到第二输送机6上，例如以放置在饲养桶中，在饲养桶中这些若虫将继续它们的变态。
[0067]
大的大小的幼虫被放置在第三输送机7上。例如，它们被饲养以达到成虫阶段，以用于农场中昆虫的繁殖。在此处所示的示例实施方式中，从筛分装置输出的包括大的大小的幼虫的小部分还包括残余物，这些残余物通过可选的密度分离器8与大的大小的幼虫分离。在离开可选的密度分离器8时，大的大小的幼虫没有残余物、特别是死幼虫，并被放置在第四输送机9上。因此，这些幼虫中的一些可能被送去杀死以生产产品。
[0068]
包括最小大小的幼虫与残余物的混合物的小部分被放置在第五输送机10上，该第五输送机将该小部分输送到密度分离器11。
[0069]
密度分离器使得能够将幼虫与残余物分离，特别是与死昆虫分离。密度分离器可以根据各种技术生产，从而能够基于构成在其中分拣的混合物的成分的密度进行分拣。因此，比残余物密度大的幼虫与所述残余物分离。密度分离器可以特别选自密度工作台、灰尘分离器、和密度柱，例如是基于旋风分离器的。
[0070]
在本发明的上下文中，构成特别有利的密度分离器的灰尘分离器在下文参照图5示意性地展示和解释。
[0071]
没有残余物的幼虫被放置在第六输送机12上，将被杀死以生产基于昆虫幼虫的产品。
[0072]
由以下各项形成的混合物的剩余部分被收集以待处理：来自一个或多个筛分装置4的非常小的大小的成分、来自密度分离器11、来自可选的密度分离器8（如果存在的话）的残余物以及来自筛器的团块（如果存在的话）。
[0073]
如果该装置包括若干筛分装置4、5，那么跟随筛分装置的设备可以被复制（若干密度分离器等）或根据它们的容量共同使用（单一密度分离器处理来自若干筛分装置的小部分）。
[0074]
图4是可以有利地用于本发明的筛分装置4的示意图。此处所示的筛分装置4是双平台筛分装置，也就是说它包括两个筛分层级，也就是说第一平台41和第二平台42。由每个
平台形成的筛子相对于水平面h倾斜，该水平面典型地对应于安装了筛分装置的地面（例如楼板）。
[0075]
第一平台41由形成第一筛子的一系列格栅或筛网形成。
[0076]
这些筛网由塑料材料、此处是聚氨酯制成。
[0077]
第一平台的特殊性在于具有不同网眼尺寸的筛网，也就是说一个或多个第一筛网411具有第一孔径的网眼，并且一个或多个第二筛网412具有第二孔径的网眼。
[0078]
筛分装置特别是被配置用于饲养黄粉虫。
[0079]
例如，该一个或多个第一筛网411可以具有正方形网眼，其孔径边长为约3.2 mm。该网眼使得昆虫饲养基质（例如麦麸）、粪便和长度小于25 mm并且横向尺寸在小于约3 mm的圆内的幼虫能够通过。
[0080]
大昆虫（大的大小的幼虫，其横向尺寸在约3 mm至4 mm的圆内，并且构成长度超过25 mm且质量超过125 mg的幼虫）以及若虫无法通过一个或多个第一筛网411。
[0081]
在此示例中，该一个或多个第二筛网412具有正方形网眼，其孔径边长为约5 mm。该网眼使得大的大小的幼虫能够通过，但长度为14 mm至20 mm且横向尺寸在约5 mm至6 mm的圆内的若虫不能通过。
[0082]
大的大小的幼虫（“大幼虫”）被收集在介于第一平台41与第二平台42之间、在一个或多个第二筛网412下方的平面43上。
[0083]
在所示出的示例中，第二平台包括第三筛网421，其网眼是相同的，也就是说，孔径边长为约1.5 mm的正方形网眼。该网眼使得某些小的大小的残余物能够通过，但幼虫不能通过，并且通常粪便也不能通过。
[0084]
因此，图4所示的具有两个平台的筛分装置4能够收集初始混合物的四个独立小部分。
[0085]
当然，根据所执行的分拣、期望的结果和被分拣的昆虫物种，上文以举例方式提出的尺寸将被调适。例如，对于图2所示的分拣，筛分装置4可以是类似的，但是具有第一平台41的一个或多个第二筛网412，该一个或多个第二筛网具有孔径边长为约15 mm的正方形网眼。
[0086]
图5示出了可以用于本发明的密度分离器11的示例。图5所示的设备类型总体上用术语“灰尘分离器”来表示。
[0087]
来自筛分装置4的初始混合物的小部分f被引入到灰尘分离器中，该小部分含有幼虫和残余物，其中残余物特别是死昆虫和可能的昆虫粪便。小部分f分布在倾斜平面111上，该小部分以薄层形式下降在倾斜平面上。风扇112产生被引入到灰尘分离器的本体113中的气流。气流遇到由小部分f形成的层，并带走小部分f中密度最小的成分，而密度较小的成分由于重力下落。密度较大的成分、即（活的）幼虫l因此从灰尘分离器的第一出口114离开。灰尘分离器的内部容积可以包括使得能够提供有效分离的一定数量的突出部。特别地，在所示出的示例中，中心突出部115介于灰尘分离器的第一出口114与第二出口116之间。
[0088]
因此，被气流带走的小部分f的密度较小的成分（死幼虫、其他残余物）必须经过中心突出部115，然后到达第二出口116。这留下了小部分f的适当分离所需的时间，而爬上所述中心突出部115的气流防止密度太小的成分从第一出口114离开。
[0089]
如此开发的本发明使得能够通过适当选择和调适分拣机，以高效且自动化的方式
分拣昆虫、特别是脆弱昆虫。
[0090]
本发明特别适用于分拣包括昆虫若虫的混合物，例如黄粉虫的若虫，这些若虫对冲击特别敏感。因此，通过使用具有由塑料材料制成的筛网（优选是倾斜的）的筛分装置，能够收集若虫而不损坏它们。在本发明的一些实施方式中，还执行密度分拣，而若虫不进行该密度分拣。因此，执行不同分拣步骤的次序是最基本的。
[0091]
因此，本发明提供了能够在工业规模下优化分拣操作的分拣方法和装置。