Pembekal Peralatan Akuakultur Profesional eWater-China& Pengeluar
Bahasa
Pembekal Peralatan Akuakultur Profesional eWater-China& Pengeluar
Sistem akuakultur peredaran semula: Meningkatkan prestasi salmon Atlantik
Planet Mampan
18hb Mei 2022
Projek RAS 4.0, yang diketuai oleh institut penyelidikan makanan Norway Nofima, direka untuk mengoptimumkan sistem akuakultur peredaran semula untuk meningkatkan kebajikan dan prestasi salmon Atlantik. Di sini, Jelena Kolarevic, Ketua Projek dan Penyelidik Kanan di Nofima, menerangkan lebih lanjut.
Jelena Kolarevic, Penyelidik Kanan di Nofima
Akuakultur mempunyai potensi yang tidak dapat dinafikan untuk menyumbang kepada peningkatan bekalan protein untuk populasi global yang semakin meningkat. Baru-baru ini, ia telah menjadi cara yang paling pesat berkembang dan paling berkesan untuk menghasilkan protein untuk kegunaan manusia. Sepanjang 20 tahun yang lalu, pengeluaran akuakultur global telah meningkat tiga kali ganda daripada 34 kepada 112 juta tan metrik dalam berat hidup, dan permintaan untuk produk akuakultur semakin meningkat. Pengeluaran dan pengeksportan makanan laut di Norway juga telah meningkat dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Hari ini, Norway ialah negara pengeksport makanan laut kedua terbesar, dengan 3.1 juta tan metrik makanan laut bernilai €12.1bn dieksport pada 2021. Salmon Atlantik ialah item eksport makanan laut yang paling berharga dan terkemuka, menyumbang hampir 68% daripada jumlah nilai eksport tahun lepas.
Walau bagaimanapun, kemampanan pengeluaran salmon Atlantik dan prestasinya dalam akuakultur telah diteliti dalam beberapa dekad yang lalu kerana potensi sumbangannya kepada penurunan stok ikan liar di seluruh dunia. Iaitu, salmon Atlantik adalah spesies karnivor yang memerlukan penggunaan minyak ikan dan tepung ikan dalam dietnya, untuk menguruskan prestasi dan kebajikannya, yang kebanyakannya berasal daripada ikan bilis, herring, dan krill. Spesies tersebut telah banyak disasarkan oleh perikanan kerana permintaan tinggi dalam tepung ikan dan minyak.
Untuk memenuhi permintaan yang semakin meningkat untuk makanan yang dihasilkan secara mampan, usaha telah dibuat untuk menggantikan produk berasaskan ikan dalam makanan salmon dengan sumber protein alternatif, termasuk protein berasaskan tumbuhan, bahan mikrob, alga dan serangga. Ini dilakukan selari dengan penyelidikan meluas mengenai kecekapan makanan dan pemakanan ikan. Akibatnya, jumlah minyak ikan dan tepung ikan dalam makanan salmon telah dikurangkan daripada 90% pada 1990-an kepada 25% sekarang.
Inovasi dalam akuakultur Norway
Satu lagi cabaran kemampanan untuk industri salmon Norway dalam beberapa tahun kebelakangan ini ialah pengurusan patogen dan parasit semasa pengeluaran. Sejak 2017, kematian salmon Atlantik dilaporkan adalah antara 14.7-16.1% daripada jumlah pengeluaran, menyumbang 54 juta individu pada 2021. Memerangi kutu salmon telah menjadi tumit Achilles yang menghalang matlamat pengeluaran yang diingini, meningkatkan kos operasi, memberi kesan kepada kebajikan ikan dan mengurangkan keuntungan untuk industri akuakultur salmon.
Percubaan telah dibuat untuk mengehadkan penggunaan bahan kimia dalam rawatan parasit ini untuk mengelakkan rintangan yang diperolehi dan mengehadkan pencemaran alam sekitar. Sebaliknya, pelaburan besar telah dibuat dalam membangunkan teknologi baharu untuk menghilangkan ikan atau mencegah sentuhan antara salmon dan kutu laut. Teknologi pengeluaran baharu yang inovatif, seperti skirt kutu laut untuk sangkar laut atau sistem pembendungan separa tertutup terapung di laut, telah dibangunkan dan diuji sebagai kaedah untuk mencegah serangan kutu. Sistem akuakultur peredaran semula (RAS) telah digunakan dalam dekad yang lalu sebagai penyelesaian yang berkesan untuk meningkatkan biosekuriti dan kawalan parasit dan patogen. Pada masa yang sama, RAS menyediakan cara yang boleh dikatakan lebih mesra alam untuk menghasilkan salmon.
Di Norway, penggunaan RAS didorong oleh kekurangan air tawar yang akan membolehkan peningkatan pengeluaran dalam penetasan salmon, sebelum fasa pembesaran dalam sangkar laut. Walau bagaimanapun, isu dengan kutu salmon, mangsa melarikan diri dan peningkatan kematian mendorong perubahan dalam peraturan yang membenarkan pengeluaran salmon berpanjangan di darat dalam air tawar, payau dan air laut. Pada masa ini, beberapa pengeluar salmon di Norway menghasilkan ikan yang lebih besar di darat di RAS, diikuti dengan fasa pengeluaran air laut yang lebih pendek. Dengan cara ini, pengeluaran di laut boleh dikurangkan kepada hanya tujuh bulan dan, dengan itu, begitu juga keperluan untuk penggunaan bahan kimia dan kaedah lain untuk melawan kutu. Walau bagaimanapun, RAS ialah cara pengeluaran salmon paling mahal di Norway yang berdaya maju, disebabkan peningkatan berterusan kos operasi pengeluaran dalam sangkar laut© 1 iStock/slowmotiongli-122
Apakah sistem akuakultur peredaran semula (RAS)?
RAS ialah sistem pengeluaran berasaskan darat yang membolehkan pengurangan penggunaan air tawar baharu dengan merawat dan menggunakan semula air proses daripada tangki ikan. Lazimnya lebih 90% air dalam RAS digunakan semula, manakala sejumlah kecil air baharu yang ditambah setiap hari dirawat pada tahap yang berbeza untuk mengelakkan kemasukan parasit seperti kutu dan patogen yang berpotensi. Rawatan meluas air efluen dari kemudahan RAS membolehkan pengumpulan nutrien yang tidak digunakan dan penyusunan semulanya, mencipta nilai dan mengurangkan potensi pencemaran alam sekitar. Pengeluaran RAS boleh diletakkan berhampiran dengan pasaran, mengurangkan jejak alam sekitar yang dikaitkan dengan pengangkutan dan logistik, yang merupakan satu lagi sebab mengapa teknologi ini dianggap lebih mampan terhadap alam sekitar. Walau bagaimanapun, adalah penting untuk menyatakan bahawa permintaan tenaga yang tinggi untuk operasi RAS menjejaskan potensi kemampanannya.
Dalam rawatan RAS, makanan yang tidak dimakan dan najis daripada ikan dikeluarkan secara mekanikal, manakala penapisan biologi digunakan untuk membuang metabolit berpotensi toksik yang dihasilkan oleh ikan, seperti ammonia dan nitrit. Proses pertukaran gas adalah perlu untuk memperkayakan air dengan oksigen dan untuk mengeluarkan karbon dioksida, menyediakan ikan dengan keadaan yang diperlukan untuk pertumbuhan optimum.
Selalunya dinyatakan bahawa RAS menyediakan keadaan pengeluaran terkawal sepenuhnya yang boleh disesuaikan dengan keperluan haiwan ternakan. Ini boleh dinyatakan untuk kawalan suhu, oksigen dan pH dalam sistem, bersama-sama dengan aliran air, kelajuan air dan penambahan air baharu. Walau bagaimanapun, kawalan automatik sepenuhnya bagi parameter kualiti air utama, seperti ammonia, karbon dioksida, kekeruhan, kemudian pengurusan pemakanan dan penggunaan tenaga, masih tiada.
Pada masa ini, parameter kualiti air utama tersebut diukur secara manual sebagai ukuran titik yang berfungsi sebagai asas untuk membuat keputusan semasa operasi harian. Ikan diberi makan berdasarkan anggaran biojisim dalam sistem, yang selalunya boleh menyebabkan penyusuan berlebihan dan kualiti air meletup atau kurang makan, mengakibatkan kebajikan ikan yang dihasilkan berkurangan. Beberapa proses rawatan air direka untuk kapasiti pengeluaran maksimum dan tidak boleh dioptimumkan untuk mengurangkan penggunaan tenaga apabila biojisim lebih rendah.
Halangan utama untuk mencapai tahap automasi yang diingini ialah kekurangan penderia yang boleh dipercayai untuk mengukur parameter utama ini dan kekurangan model yang menerangkan hubungan dinamik antara mereka. Semua unsur ini berinteraksi melalui mekanisme biologi/kimia/fizikal yang kompleks yang tidak difahami sepenuhnya. Oleh itu adalah tidak mencukupi untuk mengawal atau mengoptimumkan satu parameter pada satu masa – model holistik keseluruhan sistem diperlukan untuk mencapai tahap kawalan ini dalam RAS.
RAS 4.0
Pada tahun 2021, majlis penyelidikan Norway membiayai projek penyelidikan empat tahun, yang dikenali sebagai RAS 4.0, dengan tujuan menyediakan automasi tindak balas pantas yang dipacu secara biologi bagi keadaan pengeluaran dalam RAS. Ini akan dicapai melalui penyepaduan teknologi sensor baru, penyepaduan data dan algoritma pintar untuk kawalan optimum parameter kualiti air utama, pengurusan pemakanan dan penggunaan tenaga. Inovasi utama akan membawa kepada penubuhan gelung kawalan baharu dalam RAS, menangani ketiga-tiga aspek yang difokuskan: kawalan ozon, kawalan ammonia, kawalan pemakanan dan kawalan penggunaan tenaga dalam operasi harian. Menjelang akhir projek, kami berharap dapat menyepadukan gelung maklum balas baharu ke dalam operasi RAS dan untuk mengesahkan operasinya menggunakan RAS berkembar digital dan ujian empirikal.
RAS 4.0 ialah kerjasama antara Nofima, pemilik projek, rakan kongsi penyelidikan NORCE, UiT-Universiti Artik Norway dan rakan kongsi industri, pembekal teknologi Searis, CreateView, Salmon Tulen Kaldnes, OxyGuard dan kumpulan pengeluar salmon Lerøy Seafood Norway.
Projek ini menggunakan kepakaran teknologi mantap rakan kongsi industri dan pengetahuan daripada penderia, piawaian data dan penyepaduan. Bersama-sama dengan rakan kongsi penyelidikan terkemuka dalam teknologi RAS, fisiologi ikan, tingkah laku, kebajikan, Pembelajaran Mesin, analisis data, kamera pintar dan penglihatan komputer, kami sedang berusaha untuk membangunkan pendekatan digital pintar untuk menyambung dan mengoptimumkan sebahagian daripada fizikal, digital dan biologi. aspek sistem.
Objektif RAS 4.0 didorong oleh hipotesis bahawa pengoptimuman dan kawalan keadaan pengeluaran berdasarkan pemacu biologi dalam RAS akan membawa kepada kebajikan dan prestasi salmon Atlantik yang lebih baik. Pemberian makanan ikan secara bijak mengikut biojisim dan selera sebenar akan memastikan pertumbuhan ikan yang optimum dan meminimumkan sisa makanan. Kawalan kualiti air pintar akan memastikan keadaan persekitaran yang stabil semasa pengeluaran, meminimumkan potensi episod tidak dijangka yang boleh membawa kepada mengurangkan kebajikan dan kematian ikan. Ia akan membolehkan pengeluar menggunakan sumber tenaga dengan cekap mengikut keperluan pengeluaran. Penambahbaikan ini akan meningkatkan kemampanan alam sekitar dan ekonomi pengeluaran RAS dan akan mengurangkan risiko operasi dan pelaburan.
Keputusan bermaklumat
Projek RAS 4.0 akan mencipta pengetahuan yang sangat berharga yang boleh digunakan oleh pembekal akuakultur dan industri yang berusaha untuk memaksimumkan kemampanan operasi ini. Pembekal teknologi dalam projek ini menawarkan produk yang tersedia secara komersial untuk pemantauan ikan atau operasi dalam akuakultur dan RAS atau pembekal RAS. Projek ini akan memangkinkan usaha sedia ada mereka yang bertujuan ke arah pendigitalan dan automasi RAS dan penyepaduan produk mereka dengan cara yang terbaik dalam operasi RAS sedia ada.
Bagi pengeluar salmon Atlantik, prestasi pertumbuhan optimum dan kebajikan ikan dan pengeluaran yang cekap adalah prasyarat untuk pengeluaran yang mampan. Automasi ialah langkah logik seterusnya dalam pembangunan RAS yang akan membolehkan mereka memaksimumkan pengalaman sedia ada dan belajar daripadanya. Keupayaan untuk meramal peristiwa semasa pengeluaran berdasarkan analisis data adalah satu lagi aspek yang tinggi dalam senarai keinginan pengeluar. Menyedari potensi RAS akan mengurangkan tekanan untuk meningkatkan pengeluaran di laut dan menjamin peningkatan pelaburan dalam penyelesaian penting alam sekitar yang mampan untuk pengeluaran ikan ini.
Jelena Kolarevic
Penyelidik Kanan
Nofima
SEJAK 2014, pengeluar peralatan akuakultur eWATER yang mengkhusus dalam bekalan akuakultur sistem akuakultur bulat.