Nieuw onderzoek verduidelijkt hoe je een duurzame voedselbron voor vee kunt kweken: larven van zwarte soldatenvliegen.
Larven van de zwarte soldaatvlieg verslinden voedselresten en ander organisch materiaal en zijn gemaakt voor 60% eiwit. Maar ze sterven steeds vaker voordat ze als veevoer de veehouderij bereiken.
Onderzoekers, die erkennen dat de boosdoener de collectieve warmte is die wordt gegenereerd wanneer de maden in drukke omstandigheden eten, hebben ontdekt dat het leveren van de juiste hoeveelheid luchtstroom het probleem van oververhitting kan helpen oplossen. Hun bevindingen verschijnen in het tijdschrift Frontiers in Physics .
“larven van zwarte soldatenvliegen worden veel gebruikt in een opkomende voedselrecyclingindustrie. Het idee is om de larven te voeden met voedselafval en er vervolgens kippenvoer van te maken ”, legt eerste auteur Hungtang Ko uit, een promovendus aan de George W. Woodruff School of Mechanical Engineering aan het Georgia Institute of Technology. "Deze larven zijn een geweldige kandidaat voor dit proces omdat ze zo ongeveer alles eten."
Elk jaar verspillen mensen meer dan een miljard ton voedsel, of een derde van alle voedselproductie, en veel landen hebben bijna geen opties meer om dit afval weg te gooien.
De larven gedijen in en rond composthopen, waar hun larven helpen bij het afbreken van organisch materiaal, van rotte producten tot dierlijke resten en mest. Larven van zwarte soldatenvliegen worden gewoonlijk ongeveer 1000 keer zo groot, merkt David Hu op, professor aan de School of Mechanical Engineering.
"Het is alsof je van de grootte van een persoon naar de grootte van een grote vrachtwagen gaat", zegt hij over de groei van de larven van eieren tot volwassenen.
Hu is verschenen op "Science Friday" en toont grafisch de vraatzuchtige eetlust van zwarte soldaatvlieglarven, die tweemaal hun lichaamsgewicht aan voedsel per dag kunnen eten. Maar wanneer deze maden zich voeden terwijl ze stevig verpakt zijn in containerbakken, genereren ze metabolische warmte die gezamenlijk dodelijk voor hen kan worden.
Luchtstroom en 'actieve stof'
Ko en Hu werkten samen met Daniel Goldman, professor aan de School of Physics, om de experimenten op te zetten. Goldman gebruikt gefluïdiseerde bedden – veel gebruikt in industriële toepassingen zoals olieraffinage – om de eigenschappen van korrelige media in dier- en robotbewegingsstudies te regelen. Gefluïdiseerde bedden werken door een verticale vloeistofstroom door een verzameling fijnstof te dwingen; boven een bepaalde stroomsnelheid gaan de korrels over van een stevige stapel naar een vloeistofachtige opstelling, waar ze botsen en verdringen.
De onderzoekers plaatsten de larven in een container die werd onderworpen aan een regelmatige luchtstroom bij een constante temperatuur. Vervolgens bevestigden ze een bladblazer om de lucht in de kamer te laten stromen, waarbij ze de luchtsnelheid handmatig op en neer lieten gaan in proeven van vijf minuten.
Vanwege de constante activiteit van de larven, verschilt het gedrag van de collectieven onder luchtfluïdisatie van wat wordt waargenomen in traditionele wervelbedden: larven konden niet worden geblokkeerd wanneer de luchtstroom laag werd. In plaats daarvan gedragen ze zich als een vloeistof die zich aanpaste aan en zich aanpaste aan externe krachten.
“Een interessant aspect van dit werk is dat het onderzoek doet naar een regime van 'actieve materie', dat minder aandacht heeft gekregen van natuurkundigen: in plaats van 3D-zwermen bestaande uit ver van elkaar verwijderde, niet-botsende vliegende vogels en insecten, bestaat onze 'zwerm' in een ander regime, waar dieren dicht op elkaar worden gepakt”, zegt Goldman.
In een tweede experiment gebruikte het team röntgenbeeldvorming en constante luchtsnelheid om te zien hoe snel larven eten. Ko mat in het bijzonder de gemiddelde snelheid en druk van de larven, evenals hoeveel voedsel ze aten bij verschillende luchtstroomsnelheden.
"Als je doorgaat met het verhogen van de stroom, bereik je een punt waar alle larven [door de lucht] vliegen. De luchtstroom is te snel en ze zullen niet goed eten”, zegt hij.
Optimale luchtsnelheid zorgt ervoor dat de larven goed worden afgekoeld en nog steeds effectief kunnen eten. “Het onderzoeken van de optimale stroomsnelheid is een goede volgende stap. Vanuit technisch oogpunt moeten we ook andere manieren overwegen waarop we de larven kunnen koelen, inclusief het gebruik van warmteoverdracht, "voegt hij eraan toe.
De resultaten gaven aan dat, aangezien larven worden geagiteerd door snelle stromen, de insecten eerder in de lucht worden opgehangen zonder contact met het voedsel, wat suggereert dat een gematigde stroomsnelheid optimaal zou zijn voor het voeden van dichte groepen larven.
Duurzame eiwitten
De onderzoekers hopen ook dat dit werk de larven van zwarte soldaatvliegen gemakkelijker beschikbaar zal maken als recyclers van voedselafval, wat in totaal 1,3 miljard ton per jaar is, volgens de Voedsel- en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties.
Maar net zo belangrijk is het potentieel van deze eiwitrijke insecten om de koolstofeffecten van het voeren van dieren te verminderen. Volgens een in september gepubliceerde studie in Nature Food draagt de wereldwijde voedselproductie elk jaar meer dan 17 miljard ton aan door de mens veroorzaakte uitstoot van broeikasgassen bij. Dierlijk voedsel produceert meer dan tweemaal de uitstoot van plantaardig voedsel, zo blijkt uit de studie.
“Er is geen duurzame eiwitbron voor de dieren die we eten”, merkt Ko op. "De larven van de zwarte soldaatvlieg kunnen een rol spelen bij het verminderen van de milieu-impact van het voeren van deze dieren."
Bron: Georgia Tech
Het bericht Hoe larven op voedselresten groot te brengen om vee te voeren verscheen eerst op Futurity .
