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 PDFInfo
- 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
Links
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 title claims abstract description 26
- 238000005070 sampling Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 6
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 claims description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003519 ventilatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021120 animal protein Nutrition 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 230000037323 metabolic rate Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 2
- 102000030202 Dietary Animal Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108091004234 Dietary Animal Proteins Proteins 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000037149 energy metabolism Effects 0.000 description 1
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
Images
Abstract
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
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
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
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)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2798297C1 true RU2798297C1 (en) | 2023-06-21 |
Family
ID=
Cited By (1)
| 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)
| 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)
| 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)
| 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 |