[go: up one dir, main page]

RU2798297C1 - Device for sampling greenhouse gases obtained as a result of the vital activity of insects - Google Patents

Device for sampling greenhouse gases obtained as a result of the vital activity of insects Download PDF

Info

Publication number
RU2798297C1
RU2798297C1 RU2022121572A RU2022121572A RU2798297C1 RU 2798297 C1 RU2798297 C1 RU 2798297C1 RU 2022121572 A RU2022121572 A RU 2022121572A RU 2022121572 A RU2022121572 A RU 2022121572A RU 2798297 C1 RU2798297 C1 RU 2798297C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
insects
chamber
inlet
greenhouse gases
sampling
Prior art date
Application number
RU2022121572A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Мильян Самарджич
Зоран Галич
Игор Йайич
Ирина Викторовна Андреева
Иван Иванович Васенев
Милош Петрович
Дарко Гульяш
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева)
Application granted granted Critical
Publication of RU2798297C1 publication Critical patent/RU2798297C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: agriculture; agroecology.
SUBSTANCE: device for sampling greenhouse gases obtained as a result of the vital activity of insects includes a ventilatory chamber with adjustable air inlet and outlet and microclimate control sensors. The device is made in the form of a main chamber for tested insects, equipped with inlet and outlet tubes, on which rubberized membranes are made, and a prechamber hermetically mounted on the main chamber with the possibility of periodic opening. At the same time, air sampling holes are made on the outer part of the inlet and outlet tubes. In addition, a tubular connection is installed between the chambers, which ensures air mixing, maintaining stable microclimate conditions in the chambers and preventing insect micropopulation stress.
EFFECT: obtaining representative samples of greenhouse gases emitted by the studied populations of insects that are in optimal, stable and controlled environmental conditions for subsequent analysis of emissions.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства и агроэкологии.The invention relates to the field of agriculture and agroecology.

В связи с резким ростом населения планеты, которое, по прогнозам, достигнет 9 миллиардов к 2050 году, ожидается увеличение спроса на пищевой белок животного происхождения. Для уменьшения негативного воздействия сельскохозяйственного производства на окружающую среду (в особенности в животноводческой отрасли) при одновременном удовлетворении спроса населения предлагаются новые альтернативные источники белка и пищевых продуктов. Одними из них являются насекомые, которые могут превращать остатки сельскохозяйственных и пищевых отходов в белок высокого качества. Таким образом, особую актуальность приобретают исследования углеродного следа при производстве альтернативных источников животного белка в сравнении с традиционным животноводством.With the world's population skyrocketing, projected to reach 9 billion by 2050, the demand for dietary animal protein is expected to increase. To reduce the negative impact of agricultural production on the environment (especially in the livestock industry) while meeting the demand of the population, new alternative sources of protein and food products are proposed. One of them are insects, which can turn the remains of agricultural and food waste into high-quality protein. Thus, carbon footprint studies in the production of alternative sources of animal protein in comparison with traditional animal husbandry are of particular relevance.

Известно устройство для измерения эмиссии парниковых газов из почвы и растений, включающее камеру с приспособлением для вентилирования в ней воздуха (патент RU №2518979).A device for measuring greenhouse gas emissions from soil and plants is known, including a chamber with a device for ventilating air in it (patent RU No. 2518979).

Известна также автоматическая камера, выполненная из двух частей: подвижной и неподвижной для измерения потоков парниковых газов на поверхности раздела почва - атмосфера (патент RU №169373).Also known is an automatic camera made of two parts: movable and fixed for measuring the flow of greenhouse gases at the soil-atmosphere interface (patent RU No. 169373).

К недостаткам известных устройств относится невозможность отбора проб газов, образующихся в результате метаболизма насекомых.The disadvantages of the known devices include the impossibility of sampling gases resulting from the metabolism of insects.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению относится устройство для определения скорости метаболизма сельскохозяйственных животных путем измерения их теплопродукции и энергетического баланса в различных условиях окружающей среды и питания, которое описано в статье Verstegen M.W.A., Van Der Hel W., Brandsma H.A., Henken A.M., Bransen A.M. (1987) The Wageningen Respiration Unit for Animal Production Research: A Description of the Equipment and its Possibilities. In: Verstegen M.W.A., Henken A.M. (eds) Energy Metabolism in Farm Animals. Current Topics in Veterinary Medicine and Animal Science, Vol 44. Springer, Dordrecht. ISBN: 978-94-010-8010-1 https://doi.org/10.1007/978-94-009-3363-7 2). Устройство содержит герметичную камеру с регулируемым притоком и отводом воздуха и датчиками контроля микроклимата.The closest in technical essence to the claimed solution is a device for determining the metabolic rate of farm animals by measuring their heat production and energy balance under various environmental and nutritional conditions, which is described in the article by Verstegen M.W.A., Van Der Hel W., Brandsma H.A., Henken A.M., Bransen A.M. (1987) The Wageningen Respiration Unit for Animal Production Research: A Description of the Equipment and its Possibilities. In: Verstegen M.W.A., Henken A.M. (eds) Energy Metabolism in Farm Animals. Current Topics in Veterinary Medicine and Animal Science, Vol 44. Springer, Dordrecht. ISBN: 978-94-010-8010-1 https://doi.org/10.1007/978-94-009-3363-7 2). The device contains a sealed chamber with adjustable air inlet and outlet and microclimate control sensors.

Возможная область использования известного устройства - только для определения скорости метаболизма сельскохозяйственных животных и непригодность для отбора проб парниковых газов, выделяемых в результате метаболизма насекомых.A possible area of use of the known device is only for determining the metabolic rate of farm animals and unsuitable for sampling greenhouse gases emitted as a result of insect metabolism.

Анализ известных решений показал, что технической проблемой в данной области является необходимость расширения арсенала средств для отбора проб парниковых газов, выделяемых в результате метаболизма насекомых.An analysis of known solutions has shown that a technical problem in this area is the need to expand the arsenal of tools for sampling greenhouse gases emitted as a result of insect metabolism.

Техническим результатом заявляемого технического решения является получение репрезентативных образцов парниковых газов, выделяемых исследуемыми популяциями насекомых, находящихся в оптимальных, стабильных и контролируемых условиях окружающей среды для последующего анализа эмиссий.The technical result of the proposed technical solution is to obtain representative samples of greenhouse gases emitted by the studied populations of insects that are in optimal, stable and controlled environmental conditions for subsequent analysis of emissions.

Для решения указанной проблемы и получения заявленного технического результата, устройство для отбора проб парниковых газов, полученных в результате жизнедеятельности насекомых, включающее дыхательную камеру с регулируемым притоком и отводом воздуха и датчиками контроля микроклимата, отличающееся тем, что устройство выполнено в виде основной камеры для тестируемых насекомых, снабженной входной и выходной трубками, на внешней части которых выполнены отверстия для отбора проб воздуха, и предкамеры, герметично установленной на основной камере с возможностью периодического открывания, кроме того между камерами смонтировано трубчатое соединение, обеспечивающее смешивание воздуха, сохраняя стабильные условия микроклимата в камерах и предотвращая стресс микропопуляции насекомых.To solve this problem and obtain the claimed technical result, a device for sampling greenhouse gases obtained as a result of the vital activity of insects, including a breathing chamber with adjustable air inlet and outlet and microclimate control sensors, characterized in that the device is made in the form of a main chamber for tested insects equipped with inlet and outlet tubes, on the outer part of which there are holes for air sampling, and a pre-chamber, hermetically installed on the main chamber with the possibility of periodic opening, in addition, a tubular connection is mounted between the chambers, which ensures air mixing, maintaining stable microclimate conditions in the chambers and preventing insect micropopulation stress.

Устройство поясняется представленными чертежами.The device is illustrated by the presented drawings.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства;In FIG. 1 shows a general view of the device;

На фиг. 2 - трубчатое соединение между основной камерой и предкамерой;In FIG. 2 - tubular connection between the main chamber and the prechamber;

На фиг. 3 - общая схема основной камеры и предкамеры.In FIG. 3 is a general diagram of the main chamber and prechamber.

Устройство дыхательной камеры для отбора проб парниковых газов, выделяемых насекомыми, состоит из двух основных частей (Фиг. 1): основной камеры 1 для размещения насекомых и предкамеры 2, соединенных системой трубопроводов (Фиг. 2). Основная камера 1 (Фиг. 3) и предкамера 2 установлены таким образом, чтобы идеально прилегать друг к другу, между ними находится герметичное уплотнение, выполненное силиконовым уплотнителем. Крепление основной камеры 1 и предкамеры 2 по периметру осуществляется с помощью металлических зажимов 3, которые обеспечивают герметичность системы. Основная камера 1 и предкамера 2 имеют впускную 4 и выпускную 5 трубки, которые используются соответственно для забора свежего воздуха и отвода воздуха, насыщенного продуктами метаболизма животных. Существует также трубчатое соединение 6 между основной камерой 1 и предкамерой 2, которое позволяет воздуху смешиваться, поддерживает микроклимат и предотвращает стресс у животных. В предкамере 2 смонтирован вентилятор-смеситель 7, а в основной камере 1 - регулируемый нагреватель с термостатом 8 и термометр-гигрометр 9. На трубках 4 и 5 выполнены прорезиненные мембраны 10 и 11, где размещены иглы для отбора проб воздуха. Объем обеих камер составляет 132 дм3.The respiratory chamber device for sampling greenhouse gases emitted by insects consists of two main parts (Fig. 1): the main chamber 1 for housing insects and the pre-chamber 2, connected by a piping system (Fig. 2). The main chamber 1 (Fig. 3) and the pre-chamber 2 are installed in such a way that they fit perfectly to each other, between them there is an airtight seal made by a silicone seal. The main chamber 1 and the prechamber 2 are fixed along the perimeter using metal clips 3, which ensure the tightness of the system. The main chamber 1 and the pre-chamber 2 have inlet 4 and outlet 5 tubes, which are used respectively to take in fresh air and exhaust air saturated with metabolic products of animals. There is also a tubular connection 6 between the main chamber 1 and the pre-chamber 2 which allows the air to mix, maintains the microclimate and prevents the animals from being stressed. A mixing fan 7 is mounted in the prechamber 2, and an adjustable heater with a thermostat 8 and a thermometer-hygrometer 9 are mounted in the main chamber 1. Rubberized membranes 10 and 11 are made on the tubes 4 and 5, where needles for air sampling are placed. The volume of both chambers is 132 dm 3 .

Для устройства дыхательной камеры применяют прозрачное оргстекло, инертное к воздействию газов, или затемненное в зависимости от требований тестируемого вида насекомых к освещенности.For the device of the respiratory chamber, transparent plexiglass is used, which is inert to the effects of gases, or darkened, depending on the requirements of the tested insect species for illumination.

Устройство работает следующим образом. Сначала отбираются нулевые пробы воздуха. В основную камеру 1 помещается лоток с кормом для исследуемых насекомых при точно определенных температуре и влажности (наиболее благоприятных для каждого тестируемого вида насекомых). Предкамеру 2 устанавливают сверху на основную камеру 1 и закрепляют металлическими зажимами 3. Затем подсоединяют систему трубопроводов 4, 5 и 6, включают вентилятор-смеситель 7. Лишняя влага удаляется с помощью силикагеля, а встроенный термостат поддерживает нужную температуру путем включения или выключения нагревателя 8. Температура и влажность воздуха контролируются с помощью термометра-гигрометра 9. Нулевые пробы воздуха отбирают на входе и выходе из камер с помощью шприцев через прорезиненные мембраны 10 и 11.The device works as follows. First, zero air samples are taken. In the main chamber 1, a food tray is placed for the insects to be tested at precisely defined temperature and humidity (the most favorable for each insect species being tested). The prechamber 2 is mounted on top of the main chamber 1 and fixed with metal clamps 3. Then the piping system 4, 5 and 6 is connected, the mixing fan 7 is turned on. Excess moisture is removed with silica gel, and the built-in thermostat maintains the desired temperature by turning the heater 8 on or off. Air temperature and humidity are controlled using a thermometer-hygrometer 9. Zero air samples are taken at the inlet and outlet of the chambers using syringes through rubberized membranes 10 and 11.

После взятия нулевых проб предкамеру 2 разбирают и помещают в основную камеру 1 насекомых при определенных температуре и влажности (наиболее благоприятных для каждого тестируемого вида), затем собирают устройство по схеме, приведенной выше. По истечении определенного времени (специфичного для каждого вида насекомых) отбор проб воздуха производят аналогично отбору нулевых проб. Далее отобранные пробы воздуха вводят либо непосредственно в газовый хроматограф, либо во флаконы (виалы) для последующего анализа. Количество взятых проб и частота отбора проб различаются в зависимости от цели исследования и вида насекомых.After taking zero samples, the pre-chamber 2 is dismantled and placed in the main insect chamber 1 at a certain temperature and humidity (the most favorable for each tested species), then the device is assembled according to the scheme above. After a certain time (specific for each insect species), air sampling is carried out similarly to zero sampling. Next, the selected air samples are injected either directly into the gas chromatograph or into vials (vials) for further analysis. The number of samples taken and the frequency of sampling vary depending on the purpose of the study and the insect species.

Результаты проведенных исследований показали, что по сравнению с прототипом, предложенное устройство обеспечивает возможность отбора парниковых газов и стабильность условий окружающей среды для опытных насекомых, что позволяет получить репрезентативные данные при изучении углеродного следа насекомых, выращиваемых с целью восполнения дефицита в животном белке и одновременного сокращения выбросов парниковых газов в атмосферу.The results of the studies showed that, compared with the prototype, the proposed device provides the possibility of greenhouse gases removal and the stability of environmental conditions for experimental insects, which makes it possible to obtain representative data when studying the carbon footprint of insects grown to compensate for the deficiency in animal protein and at the same time reduce emissions. greenhouse gases into the atmosphere.

Claims (1)

Устройство для отбора проб парниковых газов, полученных в результате жизнедеятельности насекомых, включающее дыхательную камеру с регулируемым притоком и отводом воздуха и датчиками контроля микроклимата, отличающееся тем, что устройство выполнено в виде основной камеры для тестируемых насекомых, снабженной входной и выходной трубками, на которых выполнены прорезиненные мембраны, при этом отверстия для отбора проб воздуха выполнены на внешней части входной и выходной трубок, и предкамеры, герметично установленной на основной камере с возможностью периодического открывания, кроме того, между камерами смонтировано трубчатое соединение, обеспечивающее смешивание воздуха, сохраняя стабильные условия микроклимата в камерах и предотвращая стресс микропопуляции насекомых.A device for sampling greenhouse gases obtained as a result of the vital activity of insects, including a breathing chamber with controlled air inlet and outlet and microclimate control sensors, characterized in that the device is made in the form of a main chamber for tested insects, equipped with inlet and outlet tubes, on which rubberized membranes, while air sampling holes are made on the outer part of the inlet and outlet pipes, and the pre-chamber, hermetically installed on the main chamber with the possibility of periodic opening, in addition, a tubular connection is mounted between the chambers, which ensures air mixing, maintaining stable microclimate conditions in chambers and preventing insect micropopulations from being stressed.
RU2022121572A 2022-08-09 Device for sampling greenhouse gases obtained as a result of the vital activity of insects RU2798297C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2798297C1 true RU2798297C1 (en) 2023-06-21

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2838482C1 (en) * 2025-01-22 2025-04-17 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Device for measuring greenhouse gas emission from soil

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100992876B1 (en) * 2009-12-03 2010-11-08 경기도 Apparatus for measuring greenhouse gases in farming and method for using the same
RU2518979C1 (en) * 2012-10-17 2014-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный аграрный университет-МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВПО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева) Device for measuring emission of greenhouse gas from soil and plants
RU169373U1 (en) * 2016-06-27 2017-03-15 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук (ИОА СО РАН) Automatic chamber for measuring greenhouse gas flows at the soil-atmosphere interface
CN207456882U (en) * 2017-11-24 2018-06-05 云南大学 A kind of reservoir drawdown band Greenhouse system
RU2777711C1 (en) * 2021-11-09 2022-08-08 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» Chamber for measuring the specific flow of greenhouse gases from the soil cover

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100992876B1 (en) * 2009-12-03 2010-11-08 경기도 Apparatus for measuring greenhouse gases in farming and method for using the same
RU2518979C1 (en) * 2012-10-17 2014-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный аграрный университет-МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВПО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева) Device for measuring emission of greenhouse gas from soil and plants
RU169373U1 (en) * 2016-06-27 2017-03-15 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук (ИОА СО РАН) Automatic chamber for measuring greenhouse gas flows at the soil-atmosphere interface
CN207456882U (en) * 2017-11-24 2018-06-05 云南大学 A kind of reservoir drawdown band Greenhouse system
RU2777711C1 (en) * 2021-11-09 2022-08-08 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» Chamber for measuring the specific flow of greenhouse gases from the soil cover

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2838482C1 (en) * 2025-01-22 2025-04-17 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Device for measuring greenhouse gas emission from soil

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20030055354A1 (en) Inhalent system
TW202017471A (en) Airtight poultry brooder house, intelligent monitoring and automatic control system thereof, and poultry house for collecting big data related to growth factor correlation and conforming to biological control safety capable of enabling the poultry farmers a to obtain instant and accurate information for making correct and efficient judgment and to perform immediate and effective treatment and solve the problems for improving the quality of poultry farming
RU2798297C1 (en) Device for sampling greenhouse gases obtained as a result of the vital activity of insects
CN107646801A (en) A kind of black soldier flies live body quantity device for fast detecting and detection method
RU2822757C1 (en) Chamber with controlled microclimate for sampling greenhouse gases obtained as result of insect activity
CN111903653B (en) Automatic stifling case of phosphine
CN111088159A (en) Constant temperature incubator
Boche et al. Effect of synthetic smog on spontaneous activity of mice
CN213369467U (en) Insect incubator
CN219799367U (en) Healthy toxicology test device
Lantsova et al. Investigation of water evaporation from cattle manure
CN208064278U (en) A kind of Insect ethology and the semi-open wind tunnel device of Chemical ecology of insect research
Jiang et al. Adaptations for gas exchange enabled the elongation of lepidopteran proboscises
CN201952429U (en) Cell exposure-based contamination control device for cigarette smoke
RU177360U1 (en) INHALATOR FOR LABORATORY ANIMALS WITH REGULATED LEVEL OF DELIVERY OF THE EXPECTING SUBSTANCE
Arellano-Beltrán et al. A new simple canopy photosynthesis measurement system
OMAR et al. Effect of carbon dioxide in air on different stages of the rice weevil Sitophilus oryzae (L.)(Curculionidae: Coleoptera)
André et al. UNITS FOR AUTOMATIC CULTURE IN ARTIFICIAL ATMOSPHERE-" C2 3A" PROJECT
CN219122218U (en) Animal gas emission detection room
CN106526157B (en) A kind of method and device for evaluating solid fumigant to earthworm acute toxicity
RU213283U1 (en) A device for modeling intoxication with biomass combustion products in small laboratory animals
CN120585505A (en) An integrated animal poisoning experimental device for combined exposure to adverse environmental factors
CN214758511U (en) Maintenance case suitable for animal for experiments
CN102154433A (en) Cell-exposed contamination control device for cigarette smoke
BEERWINKLE et al. Control of the northern fowl mite on inanimate objects by fumigation: laboratory studies