Le flux d’air est essentiel pour garantir que les larves de mouches soldats noires prospèrent en tant que source durable de nourriture


Le flux d'air est essentiel pour garantir que les larves de mouches soldats noires prospèrent en tant que source durable de nourriture

Larves vivantes dans l’appareil entre les expériences de fluidisation dans le bâtiment Howey Physics de la Georgia Tech School of Physics. Crédit photo : Grace Cassidy, Georgia Tech

Les larves de mouches soldats noires mangent des déchets alimentaires et d’autres matières organiques et sont composées à 60 % de protéines, ce qui en fait une source d’alimentation durable attrayante l’agriculture. Mais les larves de soldats noirs meurent de plus en plus avant d’être utilisées comme aliments pour animaux dans l’élevage.

Les chercheurs de Georgia Tech, qui ont identifié le coupable dans la chaleur collective créée lorsque les asticots se nourrissent dans des conditions exiguës, ont découvert que fournir la bonne quantité de flux d’air pourrait aider à résoudre le problème de surchauffe. Ses résultats sont tombés ce mois-ci. publié Limites en physique dans le cadre d’un numéro spécial sur la « Physique des interactions sociales ».

« Les larves de mouches soldats noires sont largement utilisées dans une industrie émergente de recyclage des aliments. L’idée de nourrir les larves avec des déchets alimentaires, puis de les transformer en aliments pour poulets », a expliqué le premier auteur Hungtang Ko, doctorant. Étudiant à la George W. Woodruff School of Mechanical Engineering. « Ces larves sont d’excellents candidats pour ce processus car elles mangent presque n’importe quoi. »

Chaque année, les gens gaspillent plus d’un de tonnes de nourriture, soit un tiers de toute la production alimentaire, et de nombreux pays sont à court d’options pour éliminer ces déchets.

Les larves se développent dans et autour des tas de compost, où leurs larves aident à décomposer la matière organique, des produits putrides aux restes d’animaux et au fumier. Les larves de mouches soldats noires atteignent généralement environ 1 000 fois leur taille, a noté David Hu, professeur à l’École de génie mécanique.

« C’est comme passer de la taille d’une personne à la taille d’un gros camion », a-t-il déclaré à propos des larves passant de l’œuf à l’adulte.

Hu a été publié sur Science Friday et montre graphiquement l’appétit insatiable des larves de mouches soldats noires, qui peuvent ingérer chaque jour deux fois leur masse corporelle en nourriture. Mais lorsque ces asticots se nourrissent alors qu’ils sont étroitement emballés dans des conteneurs, ils génèrent une chaleur métabolique qui, ensemble, peut leur être fatale.

Le flux d’air est important

Ko et Hu ont travaillé avec Daniel Goldman, professeur de la famille Dunn à l’École de physique, pour mettre en place les expériences. Goldman utilise des lits fluidisés, largement utilisés dans des applications industrielles telles que le raffinage du pétrole, pour contrôler les propriétés des milieux granulaires dans les études de locomotion animale et robotique. Les lits fluidisés fonctionnent en forçant un écoulement vertical de fluide à travers une accumulation de particules ; À un certain débit, les grains passent d’un tas solide à un arrangement semblable à un liquide, où ils entrent en collision et se bousculent.







Les larves de la mouche soldat noire agissent comme des liquides lorsqu’elles sont déplacées par un courant d’air rapide. Les chercheurs de Georgia Tech étudient comment ce super aliment d’insecte peut être élevé et nourri en groupes denses sans surchauffe. Trouver la vitesse optimale de l’air est la clé. Crédit photo : Georgia Tech

Les chercheurs ont placé les larves dans un récipient exposé à un flux d’air régulier à température constante. Ils ont ensuite fixé un souffleur de feuilles pour diriger le flux d’air dans la chambre, augmentant et diminuant manuellement la vitesse de l’air au cours d’essais de cinq minutes.

Du fait de l’activité constante des larves, le comportement des collectifs lors des turbulences d’air diffère de ce qui est observé dans les lits fluidisés traditionnels : les larves n’étaient pas coincées lorsque le débit d’air devenait faible. Au de cela, ils se comportent comme un liquide qui s’adapte et s’adapte aux forces externes.

« Un aspect intéressant de ce travail est qu’il examine un régime de « matière active » qui a reçu moins d’attention de la part des physiciens : au lieu d’essaims 3D constitués d’oiseaux et d’insectes volants largement espacés et sans collision, notre « essaim existe ». régime où les animaux sont entassés les uns contre les autres », a déclaré Goldman.

Dans une deuxième expérience, l’équipe a utilisé des rayons X et une vitesse de l’air constante pour voir à quelle vitesse les larves se nourrissaient. Plus précisément, Ko a mesuré la vitesse et la pression moyennes des larves, ainsi que la quantité de nourriture qu’elles ont mangée à différentes vitesses de flux d’air.

« Si vous continuez à augmenter le débit, vous arriverez à un point où toutes les larves volent [through the air]. Le flux d’air est trop rapide et ils ne mangent pas bien », a-t-il déclaré.

Une vitesse d’air optimale garantit que les larves sont correctement refroidies et peuvent toujours manger efficacement. « Déterminer le débit optimal sera une bonne prochaine étape. D’un point de vue technique, nous devons également envisager d’autres moyens de refroidir les larves, notamment en utilisant le transfert de chaleur », a-t-il ajouté.

Les résultats ont montré que les insectes étaient plus susceptibles de planer dans l’air sans toucher la nourriture, car les larves sont excitées par des courants rapides, suggérant qu’une vitesse d’écoulement modérée serait optimale pour nourrir des groupes denses de larves.

Les chercheurs espèrent également que ce travail permettra aux larves de mouches soldats noires d’être plus facilement disponibles en tant que recycleurs de déchets alimentaires, qui, selon l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture, représentent 1,3 milliard de tonnes par an. Mais tout aussi important est le potentiel de ces insectes riches en protéines à réduire l’empreinte carbone des animaux destinés à l’alimentation. Selon une étude publiée en septembre, la production alimentaire mondiale contribue à plus de 17 milliards de tonnes d’émissions de gaz à effet de serre d’origine humaine chaque année. Nourriture naturelle. Selon l’étude, les aliments d’origine animale émettent plus de deux fois plus d’émissions que les aliments d’origine végétale.

« Il n’y a pas de source durable de protéines pour les animaux que nous mangeons », a noté Ko. « Les larves de mouches soldats noires pourraient jouer un rôle dans la réduction de l’impact environnemental de l’alimentation de ces animaux. »


Serveur, il y a un soldat noir qui vole dans ma soupe


Plus d’information:
Hungtang Ko et al., Air-Fluidized Aggregates of Black Soldier Fly Larvae, Limites en physique (2021). DOI : 10.3389 / fphy.2021.734447

Xiaoming Xu et al., Les émissions mondiales de gaz à effet de serre provenant des aliments d’origine animale sont deux fois supérieures à celles des aliments d’origine végétale, Nourriture naturelle (2021). DOI : 10.1038 / s43016-021-00358-x

Fourni par le Georgia Institute of Technology

Devis: Le flux d’air est essentiel pour garantir que les larves de mouches soldats noires en tant que source de nourriture durable (2021, 13 décembre), consulté le 13 décembre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-12-air-key-black- larves-soldats .html

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