Sistema para procesar residuos orgánicos usando larvas de insecto.

Un sistema para procesar residuos orgánicos usando larvas de insecto que comprende:

una pluralidad de recipientes de reacción sustancialmente planos apilados uno sobre otro en una disposición sustancialmente paralela para formar un bloque de procesamiento (11), estando cada uno de los recipientes de reacción en el bloque de procesamiento (11) dimensionado y configurado para contener una cantidad de residuos orgánicos, teniendo cada recipiente de reacción extremos frontal y posterior (33, 34) y bordes laterales, estando los recipientes de reacción cada uno separado del recipiente de reacción superior por un espacio de aire (23), estando el bloque de procesamiento (11) contenido en un recinto de planta (39), un sistema de circulación de aire para hacer circular aire, un sistema alimentador para cargar residuos orgánicos sin procesar sobre los recipientes de reacción y un sistema de descarga para retirar los residuos orgánicos de los recipientes de reacción, caracterizado porque el recinto de planta (39) tiene una pared de cámara impelente (38); la pared de cámara impelente (38) situada adyacente al bloque de procesamiento (11), de modo que la pared de cámara impelente (38) es adyacente a los recipientes de reacción, teniendo la pared de cámara impelente (38) una pluralidad de aberturas (26) que permiten el paso de aire de un lado de la pared de cámara impelente (38) al otro; haciendo el sistema de circulación de aire circular aire entre el interior y el exterior del recinto de planta (39) haciendo pasar el aire a través de las aberturas (26) de la pared de cámara impelente (38) .

Sistema para procesar residuos orgánicos usando larvas de insecto Campo de la invención La invención se refiere, en general, a procedimientos para procesar residuos orgánicos.

Antecedentes de la invención Desde que existe la vida, el reciclaje ha sido la manera de equilibrar el ciclo de la vida en este planeta. Actualmente contamos con la tecnología para reciclar la mayor parte de nuestros residuos, pero la mayoría de las tecnologías de reciclaje no son rentables y no es probable, por lo tanto, que sean implementadas. En particular, el procesamiento y reciclaje a gran escala de heces animales, de aves y humanas, que se generan en enormes cantidades en enormes granjas avícolas y animales industrializadas, y en nuestras propias ciudades, es extremadamente problemático.

Durante cientos de millones de años, las moscas han estado depositando sus larvas sobre heces animales y en el proceso de alimentación, las larvas transformaron las heces en el mejor fertilizante orgánico natural conocido y las propias larvas se convierten en un alimento rico en proteínas para aves y animales.

Además de algunos experimentos de laboratorio y en planta piloto, existen unos pocos intentos conocidos para diseñar el equipo y la disposición de una planta, que usarían larvas de mosca para procesar heces animales y de aves. Los intentos tuvieron cierto éxito en la obtención de fertilizantes orgánicos y masas de larvas ricas en proteínas, pero esta tecnología no se usó mucho, debido a graves problemas tecnológicos surgidos durante la producción y debido a la falta de rentabilidad de las plantas. En este campo se han ensayado algunos sistemas diferentes. En un sistema, a las moscas se les permite simplemente que depositen larvas sobre el montón de heces colocadas en un hoyo y las larvas maduras se recogieron mientras intentaban migrar fuera del montón, para iniciar el proceso de conversión en pupa. Solamente una parte de heces cercana a la superficie fueron transformadas en fertilizante y el resto de las heces simplemente se degradaron de forma anaerobia, liberando grandes cantidades de amoniaco, formaldehído y otros gases de efecto invernadero altamente contaminantes a la atmósfera. Una enorme plaga de moscas molestó al vecindario y fugas del montón contaminaron el suelo y el agua.

En otro sistema, las heces (“sustrato”) se depositan directamente sobre una cinta transportadora, sembrada con larvas de moscas y la propia transportadora se usa como recipiente de reacción. En otro sistema, bandejas con sustrato apilado sobre ellas se siembran con larvas de mosca y se mueven sobre cintas transportadoras a través del procedimiento durante varios días, hasta que el sustrato se transformó en fertilizante orgánico.

Los intentos de usar cintas transportadoras como recipiente de reacción crearon muchas dificultades. Una de las dificultades es que las larvas más viejas migrarían al territorio de las larvas más jóvenes y competirían con las larvas más jóvenes por el alimento, causando una escasez de alimento para larvas más jóvenes, que permanecerían sin desarrollarse. Por otro lado, allí de donde migraron las larvas más viejas, el sustrato se deja sin larvas suficientes para finalizar el procedimiento, de modo que parte del sustrato permanecía sin procesar. Además, una gruesa corteza de sustrato seco, formada en la parte superior del material procesado, podría no ser procesada por las larvas. La gruesa corteza también impide que los gases de descomposición venenosas abandonen el sustrato. La retirada de la corteza con raspadores es un procedimiento muy engorroso y costoso.

Además, los sistemas de cinta transportadora, tal comos se usan ahora, son muy voluminosos, muy engorrosos, y requieren enormes instalaciones pero ofrecen muy baja productividad (capacidad por área ocupada) . El elevado coste de energía hace muy costoso mantener enormes instalaciones, especialmente en esta industria, donde el coste de calentamiento y ventilación supone una gran parte de los gastos de funcionamiento.

Se realizan algunas mejoras colocando 3 cintas transportadoras una encima de la otra y usando cada nivel como un recipiente de reacción para la producción de un día. En dicho sistema, dos conjuntos de 3 transportadoras se usan para finalizar el procedimiento de conversión. Estos sistemas de triple transportadora resolvieron el problema de larvas más viejas migrando al sustrato de las larvas más jóvenes, dado que en estos sistemas de triple transportadora todas las larvas en un nivel son de la misma edad.

El uso de sistemas de triple transportador creó nuevos problemas. En el sistema de triple transportador, como son ahora, los problemas de calentamiento y ventilación se resolvieron colocando los transportadores dentro de los largos túneles y soplando aire caliente a lo largo de los túneles. Si el flujo de aire a lo largo del túnel es lento, el extremo del túnel nunca consigue suficiente ventilación pero si la velocidad del aire a lo largo del túnel es demasiado rápida, el sustrato en el comienzo del túnel se vuelve muy seco y las larvas no podrían procesarlo. Para reducir la velocidad del aire y conseguir suficiente flujo de aire al mismo tiempo, el tamaño del túnel tenía que agrandarse hasta la altura de 60 cm a 70 cm, haciendo muy engorroso y difícil contener y controlar el sustrato cuando cae desde esa altura y al mismo tiempo haciendo a todo el sistema muy voluminoso e ineficiente. La longitud del túnel normalmente debe aumentar la capacidad y la eficiencia del sistema, pero cuanto más largo se hace el túnel, más alto tiene que ser para obtener la ventilación apropiada, lo que desafortunadamente aumenta el volumen y reduce la eficiencia. La ventilación a lo largo del túnel era definitivamente problemática.

El sistema de bandejas en movimiento es similar al sistema de cinta transportadora pero, en lugar de cargar el sustrato directamente sobre una cinta transportadora, el sustrato se carga en una pluralidad de bandejas y las bandejas se colocan sobre la cinta transportadora creando problemas de ventilación similares. En un sistema basado en bandejas, las larvas más viejas no podían migrar a las bandejas con larvas más jóvenes pero tampoco podían salir del sustrato una vez que el procedimiento hay finalizado. Además, este diseño no se presta a un diseño de múltiples capas o apilado, de modo que el procedimiento es mucho más engorroso y menos productivo.

Las bandejas estáticas también se han sugerido para su uso con esta tecnología. Desafortunadamente, el llenado, vaciado, limpieza y manipulación de grandes cantidades de bandejas es muy difícil y costoso, para cualquier sistema que usa bandejas. Además, la ventilación y la formación de una corteza seca no se resolvieron tampoco en ninguno de los sistemas con bandejas. Como resultado de todo esto, los sistemas de bandejas, tal como son ahora, son muy costosos, y problemáticos, aceptables solamente para operaciones en pequeños laboratorios.

Ninguno de los procedimientos anteriores utiliza una solución eficiente y económica para calentamiento y ventilación de instalaciones de procesamiento, que representa una buena parte de los gastos de funcionamiento.

El precalentamiento del sustrato tampoco se resolvió de manera eficaz en ninguno de los procedimientos existentes anteriores, dando como resultado más degradación y más productos de descomposición, que requiere ventilación adicional durante el procesamiento. La técnica anterior requiere precalentamiento del sustrato dentro del tanque receptor, lo que es aceptable para las cantidades más pequeñas, pero no tan práctico en el caso de tanques más grandes y mayores cantidades de sustrato. Una pequeña cantidad de sustrato podría precalentarse en unas pocas horas con el uso de calentadores colocados en las superficies externas de un tanque receptor de sustrato más pequeño, pero para una mayor cantidad de sustrato en climas más fríos, el calentamiento dentro del tanque receptor, desde el exterior del tanque, podría requerir días para alcanzar la temperatura de trabajo adecuada. No podrían usarse altas temperaturas para acelerar el calentamiento dentro de los tanques grandes, dado que el mezclado en tanques grandes podría no ser nunca lo suficientemente bueno para impedir el secado o el quemado del sustrato sobre las superficies calentadas. Los gases procedentes de sustrato quemado requerirían aún más ventilación.

El precalentamiento de todo el sustrato dentro de los tanques más grandes también aumenta la velocidad de descomposición de toda la masa de sustrato, produciendo muchos más gases de descomposición que requerirían de nuevo una ventilación más vigorosa durante el procesamiento. Además, el mezclado del sustrato antiguo... [Seguir leyendo]

1. Un sistema para procesar residuos orgánicos usando larvas de insecto que comprende: una pluralidad de recipientes de reacción sustancialmente planos apilados uno sobre otro en una disposición sustancialmente paralela para formar un bloque de procesamiento (11) , estando cada uno de los recipientes de reacción en el bloque de procesamiento (11) dimensionado y configurado para contener una cantidad de residuos orgánicos, teniendo cada recipiente de reacción extremos frontal y posterior (33, 34) y bordes laterales, estando los recipientes de reacción cada uno separado del recipiente de reacción superior por un espacio de aire (23) , estando el bloque de procesamiento (11) contenido en un recinto de planta (39) , un sistema de circulación de aire para hacer circular aire, un sistema alimentador para cargar residuos orgánicos sin procesar sobre los recipientes de reacción y un sistema de descarga para retirar los residuos orgánicos de los recipientes de reacción, caracterizado porque el recinto de planta (39) tiene una pared de cámara impelente (38) ; la pared de cámara impelente (38) situada adyacente al bloque de procesamiento (11) , de modo que la pared de cámara impelente (38) es adyacente a los recipientes de reacción, teniendo la pared de cámara impelente (38) una pluralidad de aberturas (26) que permiten el paso de aire de un lado de la pared de cámara impelente (38) al otro; haciendo el sistema de circulación de aire circular aire entre el interior y el exterior del recinto de planta (39) haciendo pasar el aire a través de las aberturas (26) de la pared de cámara impelente (38) .

2. El sistema de la reivindicación 1, en el que el recinto de planta (39) tiene un espacio interior (12) que se comunica con los espacios de aire (23) y en el que el sistema de circulación de aire incluye un ventilador de ventilación (27) que se comunica con el espacio interior (12) .

3. El sistema de la reivindicación 2, en el que los bloques de procesamiento (11) están situados en una disposición sustancialmente paralela con el espacio interior (12) entre ellos.

4. El sistema de la reivindicación 2, que comprende además un recinto exterior (36) que tiene un espacio exterior, estando el recinto exterior (36) adyacente a la pared de cámara impelente (38) del recinto de planta (39) , y en el que el espacio interior (12) se comunica con los espacios de aire (23) para crear una diferencia de presión del aire entre los espacios de aire (23) y el espacio exterior (36) suficiente para hacer fluir aire entre los espacios de aire (23) y el espacio exterior (36) .

5. El sistema de la reivindicación 1, en el que el sistema de circulación de aire comprende además un sistema de tratamiento de aire (28) , el sistema de tratamiento de aire (28) configurado y adaptado para ajustar propiedades del aire usado para ventilación.

6. El sistema de la reivindicación 1, en el que cada recipiente de reacción comprende una cinta alargada (37) .

7. El sistema de la reivindicación 6, en el que cada cinta alargada (37) comprende además una banda flexible continua y alargada (3) enlazada sobre un rodillo de carga (44) y un rodillo de descarga (42) para formar una parte inferior (21) por debajo de los rodillos (42, 44) y una parte superior (22) por encima de los rodillos (42, 44) , estando el sustrato contenido encima de la parte superior (22) , una pluralidad de soportes de la cinta (13) que elevan la parte inferior (21) de la banda (3) hacia la parte superior (22) de la banda (3) .

8. El sistema de la reivindicación 7 en el que la cinta alargada (37) comprende además un raspador de la banda (14) situado para apoyarse contra la parte inferior (21) de la banda en una posición adyacente a un punto inferior del rodillo de descarga (42) , el raspador (14) dimensionado y configurado para descargar cualesquiera residuos orgánicos pegados a la banda (3) .

9. El sistema de la reivindicación 1, en el que el sistema alimentador comprende un tanque receptor (29) para almacenar una cantidad de residuos orgánicos, un depositador (1) para depositar los residuos orgánicos sobre los recipientes de reacción, un dispositivo movimiento situado entre el tanque receptor (29) y el depositador (1) para mover los residuos orgánicos desde el tanque receptor (29) al depositador (1) .

10. El sistema de la reivindicación 9, en el que el sistema alimentador comprende además un calentador del sustrato

(9) situado entre el tanque receptor (29) y el depositador (1) , el calentador del sustrato (9) adaptado y configurado para calentar el sustrato fuera del tanque receptor (29) , entre el tanque receptor (29) y el depositador (1) .

11. El sistema de la reivindicación 9, en el que el sistema alimentador comprende además un mezcladorhomogeneizador (2) situado entre el tanque receptor (29) y el depositador (1) , el mezclador-homogeneizador (2) adaptado y configurado para mezclar y homogeneizar sustancialmente el sustrato fuera del tanque receptor (29) , entre el tanque receptor (29) y el depositador (1) .

12. El sistema de la reivindicación 9, que comprende además un tanque preacondicionado (29) situado entre el tanque receptor (29) y el depositador (1) , el tanque preacondicionado (29) configurado para recibir y contener una cantidad de sustrato que ha sido acondicionado para el procesamiento.

13. El sistema de la reivindicación 9, que comprende además una entrada (46) situada entre el tanque receptor (29) y el depositador (1) y configurada para permitir la adición de ingredientes al sustrato.

14. El sistema de la reivindicación 7 en el que cada una de las cintas alargadas (37) tiene un extremo de carga y un extremo de descarga, estando las cintas alargadas (37) orientadas de modo que el extremo de descarga de una 5 cinta alargada (37) está por encima del extremo de carga de la cinta alargada (37) inmediatamente por debajo, estando los extremos de las cintas alargadas (37) situados de modo que el sustrato descargado desde una cinta alargada (37) cae sobre el extremo de carga de la cinta alargada (37) inmediatamente por debajo, estando el rodillo del extremo de descarga de la cinta alargada (37) separado de la parte superior (22) de la cinta alargada (37) inmediatamente por debajo una distancia, estando la distancia seleccionada de modo que el rodillo del extremo de descarga de la cinta alargada (37) actúa como extensor para extender el sustrato depositado sobre la cinta alargada (37) inferior a un grosor máximo deseado.