Submitted by Gizele Lima (gizele.lima@inpa.gov.br) on 2017-07-13T14:31:29Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO_LUANA BARROS.pdf: 3988734 bytes, checksum: 2c1c987f4f86c04d40b68095ac5c2ada (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-13T14:31:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO_LUANA BARROS.pdf: 3988734 bytes, checksum: 2c1c987f4f86c04d40b68095ac5c2ada (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-05-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Hermetia is composed by 78 species worldwide, from which 54 occur in the neotropics, 22 in Brazil. In particular, Hermetia illucens displays potential forensic importance and its biological records may be useful in medico-legal circumstances and for economic activities. We recorded bionomic data on the development of H. illucens on swine decomposition in an Amazonian landscape. We described the immature morphology, and used larval body dimensions to estimate biomass through different regression models. The study was conducted in an urban forest fragment in Manaus City, State of Amazonas, Brazil. We used a swine carcass to attract and function as substrate for the flies. We collected pregnant females ofH. illucens for posterior oviposition. For the morphological description, we used both stereomicroscopy and scanning electronic microscopy. For the estimation of biomass and obtaining of the best fitting model, we took four measurements of 20 individual larvae and tested three regression models. Our results showed that females prefered to lay the eggs on sheltered areas. . Eggs tool four to seven days to hatch. The larvae grew in humid zones, preferentially under the swine skin. The pupae completed their development on the substrate, rather than buried underground. Immature stage lasted from 53 to 82 days, and comprised six instars and the pupal stage. The eggs stage lasted 4-7 days. Duration of the immature stage: first instar = 1 –2 days; second instar = 2–3 days; third instar = 3–7 days; fourth instar = 8–13 days; fifth instar = 9–15 days; sixth instar = 11 –15 days; pupal stage = 15–20 days. Eggs are elliptical, elongated, color varying from white to yellowish. Hermetia illucens is identified by the combination of the following set of characters: (1) head elongated, its width never superior to its height; (2) dorsal and ventral chaetotaxy of the cephalic capsule, thorax and abdomen; (3) sixth abdominal segment with a spot on the sternum; (4) morphology of the anterior and posterior spiracles. The pupae is adectica and coarctata, tegument dark brown, with setae varying from light brown to golden. The body measurements that best predicted biomass were overall body length and width of the largest abdominal segment. The exponential regression model best fitted body dimensions and biomass of larvae. We provided information on bionomy, morphology and biomass of H. illucens in the Amazon Region, which can be employed to economic and forensic activities. / Hermetia possui 78 espécies conhecidas no mundo, sendo 54 registradas na região Neotropical e 22 ocorrendo no Brasil. Dentre estas, Hermetia illucens é uma das espécies de Diptera de interesse forense. No presente estudo buscou-se fornecer informações bionômicas desta espécie durante o processo de decomposição cadavérica de suíno. Foi estudada a morfologia de seus imaturos, sua biomassa foi estimada a partir da morfometria da larva e ajuste em diferentes modelos de regressão. O estudo foi realizado em fragmento florestal urbano em Manaus, Amazonas. Foi utilizado um suíno como isca atrativa e substrato para as observações bionômicas. Fêmeas grávidas de H. illucens foram coletadas para a obtenção de imaturos a partir de suas colônias de estoque. Para o estudo morfológico, utilizou-se microscopia ótica e eletrônica de varredura. Para a estimativa de biomassa e obtenção do melhor ajuste, foram mensuradas 280 larvas, sendo utilizadas quatro medidas morfométricas, testadas em três modelos de regressão. Os resultados bionômicos mostram preferência da fêmea adulta por ovipor em locais protegidos. As larvas se desenvolvem em locais úmidos, preferencialmente abaixo do couro do suíno. As pupas completam seu desenvolvimento no substrato e não se enterram. O tempo de desenvolvimento das larvas ocorreu no intervalo de 53 a 82 dias, com seis estádios larvais e o de pupa. A fase de ovo durou 4-7 dias; primeiro estádio= 1 -2 dias; segundo= 2-3 dias; terceiro= 3-7 dias; quarto= 8-13; quinto= 9-15 dias; sexto= 11 -15 dias e a pupa= 15-20 dias. Morfologicamente, os ovos são ovoides alongados, com coloração brancoleitoso à amarelado. Hermetia illucens pode ser identificada pela combinação das seguintes características: cabeça comprida, onde sua largura não é superior à altura, quetotaxia dorsal e ventral da cápsula cefálica, dos segmentos torácicos e abdominais, presença da mancha esternal no sexto segmento e a morfologia dos espiráculos anteriores e posteriores. A pupa é adéctica e coarctata, coloração castanho escuro com cerdas castanho-claras a douradas. As medidas com melhor poder de predição da biomassa foram o comprimento total do corpo e largura do sexto segmento abdominal. O melhor ajuste entre as dimensões corporais e biomassa ocorreu no modelo exponencial. Estes resultados acrescentam informações sobre a bionomia, morfologia e biomassa da espécie na região Amazônica, podendo ser aplicadas em áreas econômica e forense.

Ett av Sveriges 16 miljömål är ”Giftfri miljö”, vars målsättning är att förhindra att den biologiska mångfalden och människors hälsa hotas eller skadas genom utsläpp av kemiska ämnen i miljön. En aspekt som gör det svårt att uppnå detta miljömål är att utsläpp av potentiellt giftiga kemiska ämnen sker kontinuerligt. Lantbrukssektorn använder potentiellt giftiga ämnen för att skydda grödor och det har påvisats att flera växtskyddsmedel orsakar skador hos vattenorganismer. En källa till utsläpp inom lantbruket som inte fått stor uppmärksamhet är användning växtskyddsmedel, och sedermera hanteringen av det organiska avfallet, i växthusproduktion. Idag läggs avfallet i högar utomhus i direkt anslutning till växthusen där växtskyddsmedel riskerar att lakas ut vid regn. Mätningar gjorda i dessa högar visade att nedbrytning av de aktiva substanserna var mycket långsam, eller obefintlig.Olika behandlingsystem för bättre hantering av dessa restströmmar utvärderas och ett möjligt hanteringssystem är fluglarvskompostering. Fluglarvskompostering som avfallshanterings-system för växtrester från växthus har ännu inte utvärderats. Syftet med denna studie var att följa tio växtskyddsmedels öden vid fluglarverkompostering av växtrester från gurkproduktion, för att utröna om de aktiva substanserna återfanns i behandlingsresten (frasset), i fluglarverna eller om de bröts ned, samt om något av dessa ämnen bioackumulerades i fluglarverna. En behandling och två kontrollbehandlingar utvärderades: 1) med larver, enzymer och frass; 2) med enzymer och frass; 3) utan larver, enzymer och frass. I samtliga behandlingar analyserades koncentrationen av de aktiva substanserna innan och efter behandlingarna, samt i fluglarverna.För två växtskyddsmedel, Admiral 10 EC och Topas 100 EC, var nivåerna av de aktiva substanserna under detektionsnivån i de obehandlade växtresterna, medan den aktiva substansen i Diabolo inte bröts ner i någon av behandlingarna.De aktiva substanserna i sex växtskyddsmedel (Flexity, Floramite 240 SC, Nissorun SC, Prokinazid, Conserve och SWITCH 62,5 WG) bröts ner snabbare i fluglarvskomposteringen än i de två kontrollerna, där ingen nedbrytning skedde. De aktiva substanserna i Previcur Energy och Teppeki bröts ner i samtliga behandlingar, men nedbrytningen var något snabbare i fluglarvskomposteringen och kontroll 2, jämfört med kontroll 3.Ingen bioackumulation skedde i larverna, dock var koncentrationen av vissa aktiva substanser något högre i larvbiomassan än satt gränsvärde för nötkött, vilket skulle kunna försvåra användning av larver i djurfoder.Då de aktiva substanserna i de utvärderade växtskyddsmedlen bröts ner i högre utsträckning i fluglarvskompostering än i kontrollerna kan fluglarvskompostering anses vara en bättre hanteringsstrategi än nuvarande. Dock finns det andra försvårande omständigheter med fluglarvsbehandling av växtrester (låg effektivitet, svårt att sköra larver) som påvisar att detta inte är den mest lämpade behandlingen för denna restström. / One of Sweden's 16 environmental goals is a "Non-toxic environment” which aims at preventing biodiversity and human health from being threatened or harmed by chemical substances released into the environment. One aspect that makes it difficult to achieve this goal is that these potentially toxic substances are continuously released into the environment. Potentially toxic substances are used in agriculture to protect crops and various plant protection agents has been shown to cause damage to aquatic organisms if released into the water bodies. The use of plant protection agents in greenhouse production, as well as their handling the organic waste, has reached limited attention. Today, the waste is placed in piles outside the greenhouses, risking leaching of the plant protection agents during rainfall. Measurements in the piles showed that the degradation of plant protection agents in the piles was very slow or non-existing.To find a better solution to this problem, alternative management systems for this organic waste are being investigated. A management system being investigated is fly larvae composting, but the implementation of this treatment on plant residue from greenhouse production has to date not been investigated. The aim of this study was to investigate the fate of the active substances of ten plant protection agents during fly larvae composting, by verifying whether they would be found in the treatment residues (frass), in the fly larvae or if they would degrade. In addition, bioaccumulation of the plant protection agents in the fly larvae was investigated. One treatment and two control treatments were explored: 1) with larvae, enzymes, and frass; 2) with enzymes and frass; 3) without larvae, enzymes, and frass. The active substances in the plant protection agents were analysed before and after the treatments and in the fly larvae.For two plant protection agents, Admiral 10 EC and Topas 100 EC, the levels of the active substances were below the detection limit in the untreated plant residues, while the active substance in Diabolo was not broken down in any of the treatments.The active substances in six plant protection products (Flexity, Floramite 240 SC, Nissorun SC, Prokinazid, Conserve, and SWITCH 62.5 WG) were degraded faster in fly larva composting than in the two controls, where no degradation occurred. The active substances in Previcur Energy and Teppeki were degraded in all treatments, but the degradation was somewhat greater in the fly larvae composting and control 2, compared to control 3.No bioaccumulation occurred in the larvae, although the concentration in the larval biomass for some plant protection agents was slightly higher than the limits set for beef, which could hinder the use of larvae in animal feed.Since many plant protection agents were degraded to a greater extent in fly larva composting than in the controls, fly larva composting can be considered a better management strategy than the current one. However, other compromising factors are associated with the treatment of plant residues using fly larvae (low efficiency, difficulty in harvesting larvae) that indicate that this is not the most suitable treatment for these waste streams.

Hermetia illucens (Linnaeus, 1758) es un díptero estratiomido (Diptera, Stratiomyidae) vulgarmente denominado "mosca soldado negra" (Black Soldier Fly, BSF en inglés) de origen posiblemente neotropical pero actualmente está presente en zonas cálidas de todo el mundo, debido a su transporte accidental o a su introducción deliberada con diferentes usos. La especie es susceptible de ser criada a escala masiva y los estadios larvarios pueden alimentarse de multitud de restos orgánicos de muy diverso origen. Es por ello que esta especie presenta un gran interés dede un punto de vista aplicado ya que por su versatilidad puede ser utilizada tanto para la transformación de residuos/subproductos orgánicos en biomasa útil para la alimentación animal o la obtención de biomoléculas, como bioindicador forense por su papel en investigaciones forenses y su uso para el cálculo del intervalo postmortem. Por todos estos motivos se necesita una información profunda sobre la morfología, biología y ecología de H. illucens y en particular sobre los parámetros biológicos asociados a su cría artificial y producción masiva. Con el fin de obtener y analizar estos conocimientos se propuso la realización de la presente tesis doctoral, incidiendo especialmente en la situacion de su cría en Europa. Los principales parámetros estudiados se abordaron en diferentes capítulos resumidos a continuación. Se analizó la morfología de los diferentes estadios larvarios y fases preimaginales, prestando especial atención a la quetotaxia, el tamaño de la capsula cefálica y la caracterización morfológica de los espiráculos anteriores y posteriores. No se observaron diferencias sustanciales en la quetotaxia ni en lo relativo a los espiráculos anteriores de las larvas de diferentes edades; sin embargo, en el tamaño de la capsula cefálica y la morfología de los espiráculos posteriores ocurrió lo contrario, detectándose características diagnósticas válidas para los diferentes estadios larvarios. También, se presentan los resultados de la caracterización bioquímica de los hidrocarburos presentes en la cutícula del exoesqueleto de los diferentes estadios larvales. En este sentido, pudo comprobarse que a medida que aumenta la edad de las larvas, aumenta de manera progresiva la abundancia de diferentes compuestos hidrocarbonados. Este hecho puede ser utilizado en diversas vertientes del ámbito aplicado como por ejemplo la estimación de la edad en el cálculo del intervalo postmortem o su aplicación como factor de control de calidad en la producción masiva de H. illucens con diversos fines industriales. A continuación, se determinaron los requerimientos térmicos o suma térmica según el modelo de grados-día de la especie para su posterior empleo en investigación aplicada. Esta técnica permite relacionar cada fase de desarrollo con una acumulación de unidades térmicas, sobre una temperatura umbral (la constante térmica). Se estudió el efecto de la tempura y el desarrollo preimaginal de H. illucens sobre diferentes medios de alimentación. Entre los parámetros analizados se encuentran el tiempo de desarrollo y el efecto en el crecimiento larvario (longitud y peso), a tres temperaturas constantes (25, 30 y 35ºC). Con los datos de desarrollo se calculó la temperatura mínima de desarrollo (T0) y se elaboró un diagrama isomorfo para cada medio de desarrollo (carne de cerdo y pienso de gallina ponedora). También se analizó el efecto de tres medios de desarrollo larvario (pienso de gallina ponedora, harina cárnica multiespecie y harina cárnica mezclada con pienso de gallina ponedora) en diferentes parámetros biológicos de los imagos obtenidos como el tamaño alar (analizado mediante morfometría geométrica) y el desarrollo ovárico de las hebras de H. illucens. Se encontraron diferencias significativas en el tamaño alar de los imagos obtenidos en su fecundidad, mortalidad, y otros parámetros estudiados. Por último, con objeto de identificar y resolver los cuellos de botella relacionados con la producción masiva de huevos de H. illucens en condiciones de cría artificial, se determinaron los principales factores abióticos y bióticos relacionados con el desarrollo y maduración de los imagos estableciendo los límites de la producción de huevos. Los principales resultados indican que tanto la luz solar como la densidad de adultos y el tamaño de la caja de cría, tienen una influencia significativa sobre el desarrollo del ciclo biológico de la especie.

Biodegradable waste (BDW) is most commonly processed by composting or anaerobic fermentation, but its composition is not always suitable for these procedures. Therefore, the aim of this dissertation thesis was to find out what possibilities and consequences of using Stratiomyidae Hermetia illucens (HI) in the waste management of the Czech Republic are. In order to meet the objectives of this thesis a total of 14 different types of waste has been selected. Plant tissue waste, kitchen waste, waste from soup kitchens, manure, poor quality and culled municipal biodegradable waste were found as the best types of waste for being reduced by HI larvae. Furthermore, it was found that Californian earthworm are more suitable for producing fertilizers, conversely HI are suitable for reducing BDW. The most favourable conditions for HI so that they are able to reduce waste are enclosed spaces with appropriate air temperatures. Presence of bacteria Salmonella was not detected in accordance with ČSN EN ISO 6579 in the reduced substrate. When measuring the concentration of heavy metals in larvae, in the input BDW, the remaining substrate and the larvae after consumption BDW and determining the bioaccumulation factor (BAF) for larvae HI fed by individual types of BDW, it was found that larvae that would be potential feed for livestock or hobby animals from the perspective of heavy metal content, would have to be fed by plant tissue waste or garden waste. The accumulation of antimony and cadmium occur particularly in larvae fed by separates from biogas plant (BPS), garden waste, plant material and poultry droppings. The final recommendation is to include HI larvae into the waste management system of the Czech republic, although in enclosed spaces.

The desire for value addition to the organic waste management chain at Högbytorp using the Black Soldier Fly (BSF) process, as well as the problem of the escalating demand for protein in livestock feed motivated this study. Good quality crop land is devoted to growing feed for animals at the expense of human food, and ironically with a full understanding of the associated environmental footprints. Black Soldier Fly Larvae (BSFL) feed on organic waste voraciously while building their body composition of 40% protein and 30% fat. Their protein can be used in animal feedstock and pet food, replacing the more expensive but nutritionally comparable fishmeal, while their fat can be used for biodiesel production. They can also reduce a waste pile significantly, minimizing possible pollution. In this study, the process was tried on various waste streams (fruits, manure and ‘slurry reject’) at Högbytorp. Biomass conversion, larval fat and protein content, compost by-product characteristics and residence time requirements for each stream were assessed. The study involved literature review, chemical analyses and experimental design (rearing BSFL on waste through their lifecycle). The study yielded waste reduction up to 83% and fat and protein contents up to 42% and 41% respectively, depending on the waste stream. The residence time depended on the age at which the larvae started feeding, but ranged between 8-11 days. If applied in organic waste management chain, the process could contribute to greener energy provision (biodiesel) as well as sustainable protein provision to the animal, fish and pet industries. It could further reduce waste amounts significantly and generate income while contributing to the saving of Earth’s limited resources.

<p>  </p> <p>Urban farmers face many unique challenges associated with the urban environment in which they produce. One of the most expensive and limited resources is access to healthy soils. There is often low organic matter and industrial contaminants present in urban soils, resulting in the need for remediation, such as capping and importing topsoil and compost. Recently, black soldier fly larvae (<em>Hermetia illucens; BSF)</em> have been recognized as an efficient organism used to break-down organic matter and produce a soil amendment comparable to traditional fertilizers. These fly larvae can feed on a wide range of organic waste (plant material, biosolids, food waste, etc.), can break down contaminants such as pharmaceuticals or pesticides, and impact the bioavailability of heavy metals. The resulting material is a digestate that can be applied as a soil amendment, much like the vermicomposting processes of worms. Fly pupae can be harvested and used as a nutrient dense feedstock for livestock or reared to adults to continue the cycle of composting.  Knowledge gaps remain regarding the impact of feedstock on the nutritional quality of the digestate for crop production and the application and implementation of BSF composting on-farm. We found that larval weight is unaffected by diet streams, however, larval length is improved on food waste streams. Additionally, crop growth varies when grown with BSFL digestate.</p>

El previsible aumento de la población mundial, estimado para el año 2050 en 9.500-10.000 millones de personas, supondrá uno de los principales retos a los que se enfrente el siglo XXI. Además de los recursos e insumos necesarios (espacio, agua, residuos etc.), la seguridad alimentaria del planeta conllevará una elevada demanda de proteínas tanto para la alimentación animal como para la nutrición humana. Nuestras principales fuentes de proteína provienen de la agricultura, la ganadería (incluyendo la acuicultura) y la pesca. Es por ello por lo que la producción y rendimiento de las plantas y animales domesticados, ha aumentado exponencialmente a lo largo de las últimas décadas, estando en la actualidad muy cerca de sus límites biológicos. Sin embargo, esta elevada eficiencia esta inversamente relacionada con la sostenibilidad ambiental de estos sistemas de producción. Entre las consecuencias, la producción de piensos compuestos altamente nutritivos también ha aumentado. Para su elaboración son necesarias grandes cantidades de harina y aceite de pescado, así como de soja, entre otros componentes. El cultivo intensivo de soja conlleva graves problemas medioambientales. Por otro lado, el medio marino está cada vez más deteriorado como consecuencia de la contaminación derivada de la actividad humana y la sobreexplotación pesquera. Todo ello ha provocado una inestabilidad económica a largo plazo y un aumento continuado de los precios de estas materias primas. Pero ¿es técnicamente posible maximizar la sostenibilidad de estos sistemas de producción, optimizando simultáneamente la imprescindible eficiencia económica? Con este objetivo, se hace necesaria la búsqueda de nuevas fuentes de proteínas que puedan utilizarse como ingredientes en la elaboración de piensos compuestos destinados a la alimentación animal e indirectamente a la nutrición humana. Una de las más prometedoras, es la obtención de proteína animal a partir de la biomasa de ciertas especies de insectos domesticados. En particular, la utilización de proteínas y grasas de insectos a escala industrial, mejorará significativamente la sostenibilidad y eficiencia de la ganadería terrestre y la acuicultura. Indirectamente, permitirá mantener los niveles de pesca a unos niveles racionales y los subproductos derivados tienen un gran valor agronómico como fertilizantes de origen natural. Entre los candidatos más plausibles, los dípteros (Insecta: Diptera) presentan características biológicas y nutricionales que los hacen buenos candidatos para su producción a escala industrial. Una de las especies más prometedoras es la mosca soldado negra Hermetia illucens (Linnaeus, 1758) que junto con el coleóptero Tenebrio molitor Linnaeus, 1758 constituyen actualmente los principales integrantes de este nuevo sector de producción. La Unión Europea, también ha aprobado el uso de otras cinco especies de insectos como ingredientes de la alimentación animal, destacando entre estas la mosca común Musca domestica Linnaeus, 1758. Otras especies de dípteros no están todavía aprobadas con este fin, pero también resultan muy interesantes por su gran potencial para la cría artificial, como las especies de Calliphoridae Lucilia sericata (Meigen, 1826) o Chrysomya megacephala (Fabricius, 1794). Entre los componentes que forman parte de los piensos compuestos en la alimentación animal, los minerales suponen un importante grupo limitante desde un punto de vista nutritivo. Mediante un aporte óptimo de minerales, se puede aumentar considerablemente el rendimiento de la producción ganadera a un bajo coste. No obstante, los niveles de estos compuestos deben mantenerse dentro de unos niveles determinados por la legislación para evitar problemas nutricionales o provocar efectos nocivos en la salud animal y humana. En este sentido, existen muy pocos estudios sobre los perfiles minerales de la biomasa de insecto en general y en particular de la mosca soldado negro y otras especies de dípteros. Son especialmente escasos los datos sobre la influencia que pueda ejercer la composición del sustrato de desarrollo de las larvas, así como su importancia en las diferentes etapas de desarrollo del ciclo de vida. Por otro lado, existe la posibilidad de que se produzca bioacumulación de metales pesados en la biomasa del insecto a través de la ingesta. Así, debido a su alta toxicidad, existen diversos trabajos sobre las concentraciones de Cd y Pb en larvas maduras de mosca soldado negra, pero hay muy poca información sobre bioacumulación en el resto de etapas y estadios de desarrollo, así como de la posible influencia del medio de cría larvario. En este proyecto de tesis se analiza la posible influencia del sustrato de cría en las concentraciones de distintos minerales y metales pesados a lo largo de las etapas del ciclo de vida de Hermetia illucens y otras especies de dípteros. Para ello se usaron tres sustratos larvarios con diferentes orígenes: a) pienso comercial de gallina ponedora, b) bagazo derivado de la producción de cerveza y c) una mezcla de carne de origen porcino. En el caso de H. illucens se tomaron muestras de larvas prepupales, pupas, puparios, exuvias prepupales y adultos desarrollados en los tres medios de desarrollo. En todos los casos, tras su secado y digestión en horno microondas, se analizaron mediante espectrometría de emisión óptica de plasma acoplado por inducción (ICP-OES) para obtener las concentraciones de Ca, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni y Zn, y en espectrometría de masas con fuente de ionización de plasma (ICP-MS) para obtener las concentraciones de Ti, Co, Sr, Mo, Cd, Sn y Pb. Pocos insectos tienen la capacidad para desarrollarse en medios de tan diferente composición orgánica, por ello a modo comparativo se utilizó M. domestica con pienso comercial de gallina y el bagazo de cerveza, mientras que Lucilia sericata y Chrysomya megacephala se desarrollaron exclusivamente en el medio de origen cárnico. De esta manera no solamente se pudieron comparar diferentes tipos de medio procesados por diferentes tipos de insectos sino que también pudieron compararse los resultados obtenidos por diferentes especies de mosca con el mismo tipo de medio. En cuanto a relaciones entre patrones de acumulación (Factor de Bioacumulación) y concentraciones de los minerales, con la especie de díptero y el sustrato utilizado, en larvas prepupales y adultos no se observa ninguna relación entre resultados y la especie o el sustrato, en cambio, los resultados en pupas y puparios sí están influenciadas por la especie de estudio y el sustrato de alimentación usado. Por otro lado, Ca y Na se comportan de manera distinta en las especies estudiadas en esta investigación. La mosca soldado negra presenta un buen perfil mineral para su uso en alimentación animal, comparable con los de harina de pescado y soja. Los resultados con mosca doméstica son también comparables a las harinas de pescado y soja, en los dos medios estudiados. Los dos califóridos presentan un perfil mineral de menor calidad, pero comparable a la harina de soja y también aptos para su uso en la elaboración de piensos.

About one third of all edible food is wasted globally each year. This calls for improvements in resource and waste management. An interesting solution for organic waste is fly larvae composting, which both produces protein in the form of larvae and a nutrient rich residue. The larvae can be used as animal feed while the residue can be applied as an organic fertilizer, thus recycling the nutrients. Fly larvae composting with the black soldier fly (BSF), Hermetia illucens, is relatively new, but there is extensive research on how the treatment is affected by different parameters, e.g. temperature, moisture and type of organic waste that is treated. The role of bacteria has only been the topic of a few studies in recent years but has shown promising positive effects on larval growth. This study investigated the impact of bacteria isolated from BSF eggs on fly larvae composting of food waste by BSF larvae. The study was done in two experimental phases. In phase I, groups of three bacteria were added to each treatment together with the larvae and only single treatments were executed; in phase II triplicates of promising groups of three, two or single bacteria were evaluated. The results of phase I suggested that selected groupings of bacteria could either decrease or increase the bioconversion ratio and in general decrease the reduction ratio of the food waste, while the survival ratio did not seem to be impacted. However, in phase II no significant difference (p&lt;0.05) between the treatments with bacteria and the control were found for any evaluated variables. Interestingly, the variation in resulting bioconversion ratio and reduction ratio (on a VS basis) was found to be reduced when one or more bacteria were present. The coefficient of variation in bioconversion ratio was 9.5% for the control compared to between 2.5% and 6.1% for treatments with bacteria. For the reduction ratio the variation was reduced from 5.6% and to between 0.9% and 4.6% for the bacteria treatments. Hence, seeding with bacteria may improve stability of the process, which is especially interesting when scaling up the process. / Globalt slängs ungefär en tredjedel av all ätbar mat. Därmed finns ett stort behov av säker och hållbar avfallshantering. En intressant lösning för organiskt avfall är fluglarvskompostering, som både producerar protein i form av larver och en näringsrik behandlingsrest. Larverna kan exempelvis användas som djurfoder medan behandlings-resten kan användas som gödselmedel, vilket innebär att näring kan återvinnas. Fluglarvskompostering med amerikansk vapenfluga (BSF), Hermetia illucens, är en relativt ny teknik men det finns redan omfattande forskning på hur olika processparametrar, t.ex. temperatur och vattenhalt, påverkar processen. Bakteriers roll har studerats endast i ett fåtal studier men de indikerar att tillsats av bakterier kan ha en positiv inverkan på larvernas tillväxt. Den här studien har därför undersökt hur tillsats av bakterier isolerade från BSF ägg påverkar fluglarvskompostering av matavfall med BSF larver. Studien gjordes i två experimentella delar. I fas I undersöktes effekten av tillsats av bakteriegrupper om tre bakterier till matavfallet samtidigt med larverna; i fas II utfördes triplikat av lovande bakteriegrupper med tre, två eller enstaka bakterier. Resultaten från fas I indikerade att olika bakteriegrupper antingen kunde höja eller sänka bioomvandlingskvoten och generellt gav en minskning i materialreduktions-kvoten medan överlevnadsgraden inte verkade påverkas i samma utsträckning. I fas II observerades däremot ingen signifikant skillnad (p&lt;0,05) mellan någon av bakteriebehandlingarna och kontrollen för samtliga processvariabler. Variationen i resulterande bioomvandlingskvot och materialreduktionskvot (på VS basis) var dock lägre för bakteriebehandlingarna jämfört med kontrollen. Variationen i bioomvandlings-kvot var 9,5% för kontrollen jämfört med 2,5-6,1% för bakteriebehandlingarna. För materialreduktionskvoten minskade variationen från 5,6% till mellan 0,9% och 4,6%. Detta tyder på att tillsats av bakterier kan förbättra stabiliteten hos fluglarvskompostering, vilket är särskilt intressant vid uppskalning av processen.

Behovet av bättre avfallshantering ökar ständigt då befolkningen ökar och jordbruket intensifieras. Avfallshanteringen idag är dåligt konstruerad för organiskt avfall i många länder då det hamnar på deponier som släpper ut växthusgaser till atmosfären vilket påverkar klimatet negativt. En möjlig lösning att implementera en metod som genererar en värdefull produkt så som fluglarvskompostering. Det är en organisk avfallsbehandlingsmetod som använder larver av den amerikanska vapenflugan som kan reducera mängden avfall. Avfallet omvandlas till larvernas biomassa som är proteinrik och kan användas som djurfoder. Behandlingsresterna kan användas som gödningsmedel eller producera biogas. Väldigt lite är känt gällande växthusgasutsläppen från fluglarvskompostering. Under nuvarande EU lagstiftning i produktionssammanhang så är flugan ett produktionsdjur, som inte tillåts att födas upp på matavfall innehållande animaliska biprodukter. Därför har vegetabiliskt matavfall undersökts i denna studie för att i produktionssammanhang kunna använda sig av fluglarvskompostering. De vegetabiliska avfallet som använts var apelsinskal och blomkål blandat med broccoli (i denna studie kallad blomkålsblandning). Vegetabiliskt avfall innehåller svåråtkomlig näring för larverna och för att de ska kunna tillgodose sig så mycket som möjligt gjordes förbehandlingar. Förbehandlingarna som utfördes var med svamp och med ammoniumlösning då dessa har visat sig spjälka upp svåråtkomlig näring. Matavfall är känt för att fungera bra i fluglarvskompostering och användes som referens. Utsläpp av växthusgaserna CO2, NH3, N2O och CH4 undersöktes genom användande av kammarteknik. Vid behandlingar av blomkålsblandningen förbättrade förbehandlingarna materialreduktionen endast lite, vilket var i genomsnitt 82 %, men den totala minskningen i detta substrat var större än för matavfall vars reduktion var 60 %. Reduktionen varierade mellan 38-86 % i behandlingarna av apelsinskal. Larvbehandlingen av matavfall resulterade i den högsta omvandlingskvoten. Båda vegetabiliska substraten förbehandlat med NH4+ hade höga utsläpp av NH3. Behandlingarna av blomkålsblandningen hade högre utsläpp av N2O men mindre än i konventionella avfallsbehandlingar som kompostering. De substrat som inte förbehandlats hade låga utsläpp av CH4, inklusive matavfallet jämfört med de förbehandlade substraten som var mindre än i aerobisk kompostering. När en behandlingsstrategi väljs för kompostering med fluglarver, för små gasutsläpp så bör svampförbehandlat substrat användas, medan substrat förbehandlat med NH4+ resulterar i högre materialreduktion. / The need for better waste management is increasing as the population increases and agriculture is intensified. Organic waste management today is poorly designed in many countries leading to waste ending up in landfills which results in more greenhouse gases being emitted to the atmosphere, contributing to the global climate change. A possible solution is to implement a method that generates a valuable product such as fly larvae composting, which is an organic waste treatment method that uses larvae of the black soldier fly that can reduce the amount of waste. The waste is converted to the larval biomass which is rich in protein and possible to use as animal feed. Treatment residues can be used as fertilizers or to produce biogas. Very little is known about greenhouse gas emissions from fly larvae composting. Under current EU legislation in production contexts, the fly is considered a production animal that is not allowed to be raised on food waste containing animal by-products. Therefore, in this study, vegetable waste was investigated in order to be able to use fly larvae composting in production contexts. The vegetable waste used was orange peels and cauliflower mixed with broccoli (in this study referred to as cauliflower mix). Vegetable waste contains nutrients which are hard to digest for larvae and in order to improve digestibility, pretreatments were performed. The pretreatments carried out were with fungus and ammonia solution, as these have been shown to make hardly bound nutrients available. Food waste is known to work well in fly larvae composting and was used as a reference. Emissions of greenhouse gases CO2, NH3, N2O and CH4 were measured using chamber technique. In the treatment of cauliflower mix, the pretreatment improved the material reduction only slightly, which was on average 82 % but the overall total reduction was greater than that for food waste which had a reduction at 60 %. The reduction ranged between 38-86 % among all of the treatments of orange peels. Larvae treatment on food waste resulted in the largest biomass conversion ratio. Both vegetable substrates pretreated with NH4+ had high emissions of NH3. The treatments of cauliflower mix had higher emissions of N2O but they were lower than what is generally expected in conventional waste treatments such as composting. The non-pretreated substrates had low emissions of CH4, including the food waste compared to the pretreated ones which nevertheless were lower than in aerobic composting. When selecting a treatment strategy for fly larvae composting, to achieve low gas emissions, fungus pretreated substrates should be used while substrates pretreated with NH4+ result in higher material reduction.

Black Soldier Fly Larvae (BSFL) composting is a treatment procedure that generates two products: frass compost and BSFL. These products have different uses. BSFL can be used as animal feed and frass compost as soil fertiliser, and they need to be separated after the composting procedure has been finished. A separator of the vibrating sieve type, currently in use by a research group at SLU for separating BSFL from the frass compost generated by the composting process, was tested and evaluated in terms of fraction purity and separation time. It was found that the fraction purity was over 90% for the BSFL fraction, and that the separation time was approximately 1-1.5 minutes for 4 kg of material. Hotspots for improvement were identified and a new vibrating sieve was designed and built with the aim of providing flexibility for improving fraction purity, separation time and operator ergonomy for the end-customer. A CAD model of the new vibrating sieve was designed in SolidWorks with a complete set of technical drawings and purchasing components. These drawings were sent out for manufacturing at a workshop and the new vibrating sieve was built and tested. The new vibrating sieve was functioning properly, but its optimal mechanical settings need further research and testing. This separator design could be emulated by others, and also improved, and this research could be used for improving the process outcome for future BSFL separation processes.