Novi model intenzivne recirkulirajuće akvakulture
1. Uvod:
Suvremeni model recirkulacijskih sustava akvakulture (RAS) karakterizira pročišćavanje i ponovna uporaba otpadne vode akvakulture pomoću opreme za obradu vode. To je multidisciplinarni sustav koji integrira principe iz zoologije, strojarstva, inženjerstva okoliša, računalne tehnologije upravljanja i građevinarstva. Ovaj inovativni oblik intenzivne akvakulture predstavlja konvergenciju napredne tehnologije i održive prakse.
2. Pregled razvoja:
Uspon RAS-a u stranim zemljama
Koncept tvorničke-recirkulacijske akvakulture nastao je 1960-ih u razvijenim europskim zemljama. Njegove temeljne tehnologije proizašle su iz akvarija u kopnenim morima, inteligentnih akvarijskih sustava i visoke{3}}protoka-kroz modele uzgoja ribe.
Razvoj RAS-a napredovao je kroz tri glavne faze: pred-industrijska, tvornička-temeljena i industrijalizirana akvakultura. Danas su mnogi sustavi postiglimehanizacija, automatizacija, informatizacija i inteligentno upravljanje, označavajući prijelaz prema modernom znanstvenom upravljanju ribarstvom.
Potaknut provedbom EU Okvirne direktive o vodama, RAS je postao prioritet nacionalne politike u nekoliko europskih i američkih zemalja, kao i ključni fokus u održivom razvoju njihovih industrija akvakulture.
Tehničke značajke i raznolikost vrsta u Europi
Rani razvoj RAS-a u Europi započeo jeNizozemskoj i Danskoj, usredotočujući se prvenstveno na slatkovodne vrste kao što su afrički som, pastrva i jegulja:
♢Nizozemski RAS sustavi: Tipično zatvorena i zatvorena-petlja, optimizirana za proizvodnju afričkog soma i jegulja.
♢Danski RAS sustavi: Polu-zatvoreni vanjski sustavi, uglavnom se koriste za uzgoj pastrve.
Uz razvoj RAS tehnologija i sve veću pozornost industrije i vlade,raznolikost uzgajanih vrstaznačajno se proširio. Trenutno uobičajene vrste koje se uzgajaju u RAS uključuju:
Atlantski losos, tilapija, jegulja, pastrva, romb, afrički som, iverak i škampi - ukupno preko desetak vrsta.
Razmjer implementacije i industrijska integracija
Od 2014. više od360 RAS-postrojenja za akvakulturubio uspostavljen diljemSjedinjene Države i Europa. Među ovim,Norveškoj i Kanadiprepoznati su kao globalni lideri u RAS zauzgoj lososa.
Od 1985. do 2000. proizvodni kapacitet tipične europske farme za mlađ lososa (u smislu biomase) povećao se za otprilike20 puta. U Škotskoj proizvodnja prženja lososaudvostručen od 1996. do 2006, dostižući godišnju proizvodnju od preko150 000 mladih lososa.
Velike multinacionalne akvakulturne korporacije uSjeverozapadna Europa, Kanada i Čilekontinuirano stjecali manja poduzeća, formirajućispecijalizirane i vertikalno integrirane skupine. Na primjer, tvrtke uŠkotska, Norveška i Nizozemskasada račun zapreko 85%globalne proizvodnje lososa.
Industrijska zrelost i reprezentativna poduzeća
U Europi sve više tvrtki prihvaća zatvorenu RAS tehnologiju za proizvodnju sadnica i puni-ciklus uzgoja. Reprezentativna poduzeća uključuju:
♢Bluewater Flatfish Farm (UK)
♢France Turbot SAS (Francuska)
♢Ecomares Marifarm GmbH (Njemačka)
Te se tvrtke kreću prema specijalizaciji i -razvoju velikih razmjera, postupno formirajući sveobuhvatan industrijski lanac koji pokriva:
Proizvodnja opreme → Integracija sustava → Komercijalna implementacija.
Ova industrijska evolucija postavila je čvrste temelje za globalizaciju recirkulacijske akvakulture kaoodrživ, visoko{0}}tehnološki i učinkovitmodel uzgoja ribe.
Trenutačno stanje razvoja opreme za recirkulirajući sustav akvakulture (RAS) u inozemstvu
1. Jaka industrijska osnova koja omogućuje naprednu RAS opremu
Oslanjajući se na svoju visoko razvijenu industrijsku infrastrukturu, strane su zemlje postigle značajan napredak u istraživanju i razvoju ključne opreme za recirkulirajuće sustave akvakulture (RAS). Izvedba i pouzdanost osnovnih poljoprivrednih objekata u tim zemljama među najboljima su na svijetu, podržavajući potpunu-automatizaciju procesa i učinkovitu integraciju sustava.
2. Vodeći međunarodni proizvođači RAS opreme
Nekoliko globalnih tvrtki je na čelu proizvodnje RAS postrojenja, a svaka se fokusira na različite komponente unutar proizvodnog lanca akvakulture:
♢AKVA Grupa (Norveška):
Specijalizirao se za razvoj i proizvodnju potpune opreme za akvakulturu za cijeli životni ciklus - uključujući uzgoj, uzgoj-riba, žetvu i preradu, kao i za velike-obalne uzgojne brodove.
♢VAKI Aquaculture Systems (Island):
Fokusiran je na prateću opremu za rad na farmi, kao što su pumpe za ribu, strojevi za sortiranje i automatske hranilice.
♢HYDROTECH (Švedska):
Poznat po proizvodnji visoko-kvalitetnih mikro-filtara bubnja, kritičnih u pročišćavanju vode i uklanjanju krutog otpada unutar RAS postavki.
3. Inteligentni sustavi hranjenja na globalnom čelu
U području automatizirane tehnologije hranjenja nekoliko je tvrtki razvilo vodeće međunarodno sustave koji poboljšavaju učinkovitost hranjenja i smanjuju otpad:
♢Fishtalk-Kontrola AKVA Group (Norveška):
Pametna platforma za upravljanje hranjenjem koja integrira praćenje podataka, optimizaciju strategije hranjenja i senzore okoliša.
♢Feedmaster tvrtke ETI (SAD):
Napredni sustav kontrole hranjenja prilagođen za preciznu akvakulturu.
♢Roboti za hranjenje koje je razvio ArvoTec (Finska):
Ovi roboti omogućuju automatizirano, programabilno i -specifično hranjenje vrste, povećavajući preciznost i učinkovitost rada.
Razvoj raznolikih RAS modela za ribe, račiće, alge, školjke i morske krastavce
Kina je već uspostavila zrelu i skalabilnu RAS tehnologiju i sustav opreme za akvakulturu ribe i račića.
Osim toga, provedena su značajna istraživanja i industrijska praksa u tvorničkom uzgoju mikroalgi, školjkaša i morskih krastavaca:
- ili uzgoj jednostaničnih algi, kao i proizvodnja presadnica školjkaša i morskih krastavaca, razvijen je zreli RAS tehnološki sustav.
- TheInstitut za oceanologiju Kineske akademije znanostije razvio cjevaste fotobioreaktore zatvorene-petlje za-uzgoj Haematococcus pluvialis u velikim razmjerima i uspostavio kompletan procesni sustav za ekstrakciju astaksantina iz ove alge.
- Istočnokinesko sveučilište znanosti i tehnologijeusvojio "heterotrofno-razrjeđivanje-fotoinducirani proces kontinuiranog uzgoja" za tvornički-razmjer-uzgoj Chlorelle visoke gustoće, rješavanje problema kao što su niska gustoća stanica, slaba stopa rasta, niska produktivnost, visoki troškovi berbe i nedosljedna kvaliteta proizvoda vidljiva u tradicionalnim fotoautotrofnim metodama.
Za proizvodnju presadnica školjkaša i morskih krastavaca:
- Tehnologije su relativno zrele i primijenjene su u velikom broju.
- Međutim, industrija još uvijek primarno usvaja modele toka-kroz tvorničke uzgoje, s niskim razinama mehanizacije i automatizacije.
- Ostaje značajan prostor za poboljšanje u smislu modernizacije pogona i nadogradnje modela uzgoja.
Međunarodna pitanja u industriji recirkulacijskog sustava akvakulture (RAS).
1. Visoki troškovi izgradnje i potrošnja energije glavni su izazovi u RAS modelima
Prema povezanom istraživanju, tvornički-sustavi akvakulture troše više energije (električne energije i goriva) i imaju veće troškove izgradnje u usporedbi s tradicionalnim modelima akvakulture. Ovi čimbenici predstavljaju najveće izazove za održivi razvoj RAS-a. Iako RAS usvaja intenzivne proizvodne sustave koji značajno smanjuju korištenje vode i zemljišta, velika potrošnja energije povećava operativne troškove i pridonosi potencijalnim utjecajima na okoliš i energiju povezanim s korištenjem fosilnih goriva.
Kako bi se postigla ekonomska i ekološka održivost, bitno je uspostaviti ravnotežu između korištenja vode, ispuštanja otpada, potrošnje energije i učinkovitosti proizvodnje.
Stoga će istraživanje tehnologija-uštede energije i-smanjenja emisija u RAS postrojenjima, zajedno s razvojem zelenih i učinkovitih novih tehnologija i opreme, biti ključno područje fokusa za budući napredak RAS industrije.
2. Problemi s bolestima koče zdrav razvoj RAS-a
Izbijanje bolesti jedan je od najkritičnijih čimbenika koji utječu na zdrav razvoj tvorničke-akvakulture. Infektivna anemija lososa (ISA), uzrokovana virusom ISA, teška je virusna bolest. Njegov utjecaj doveo je do oštrog pada proizvodnje atlantskog lososa u Čileu tijekom 2009.-2010. Još jedna velika bolest u globalnom uzgoju lososa je sindrom mlađi kalifornijske pastrve (RTFS), uzrokovan bakterijom hladne-vode Flavobacterium psychrophilum.
Ova Gram{0}}negativna bakterija uzrokuje nekrozu slezene, jetre i bubrega zaražene kalifornijske pastrve, što dovodi do anoreksije i abnormalnog plivačkog ponašanja. Bolest ima visoku stopu smrtnosti mlađi lososa i rezultira značajnim godišnjim gubicima.
U akvakulturi račića problemi s bolestima još su teži od onih koji pogađaju ribe. Uobičajene bolesti račića uključuju bolest bijele mrlje (WSD), bolest žute glave (YHD) i mnoge druge. Ove bolesti nastavljaju mučiti industriju uzgoja račića RAS i postale su glavne prepreke njezinom zdravom razvoju.
Izgledi: prema učinkovitoj, inteligentnoj i preciznoj akvakulturi
Učinkovit, inteligentan i precizan uzgoj predstavlja ključni smjer za budući zeleni razvoj kineske industrije akvakulture. Ova će evolucija uključivati pomake u istraživanju i razvoju interneta stvari za akvakulturu, inteligentnih kontrolnih sustava, tehnologija velikih podataka, robotike i pametne opreme, integrirane s recirkulacijskim sustavima akvakulture (RAS) dizajniranim prema biološkim karakteristikama uzgojenih vrsta.
Zajedno, ova poboljšanja imaju za cilj izgradnju inteligentnih ribogojilišta bez posade-na kopnu,-u stilu tvornice.
S brzim napretkom senzora za praćenje kvalitete vode u kućanstvima, inteligentne obrade informacija i IoT platformi, primjena inteligentnih tehnologija u-akvakulturi u tvornicama postaje sve izvediva. Međutim, mora se naglasiti da se istinska inteligentna akvakultura može ostvariti samo prvim temeljitim proučavanjem i razumijevanjem:
- fiziološke uvjete i karakteristike ponašanja uzgojene vrste;
- njihovi obrasci rasta i energetski proračuni;
- dinamika kakvoće vode u procesu uzgoja;
- i mehanizmi za regulaciju okoliša.
Samo na tim temeljima možemo učinkovito integrirati prikupljanje i analizu velikih podataka temeljeno na IoT-kako bismo izgradili sustav stručnog upravljanja akvakulturom-koji kombinira zdravstveni nadzor i procjenu uzgojenih organizama, upravljanje procesom uzgoja, kontrolu kvalitete vode i rad opreme. To će biti bitno za postizanje ciljeva pametne akvakulture.