ระบบการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบหมุนเวียน: การปรับปรุงประสิทธิภาพของปลาแซลมอนแอตแลนติก

โลกที่ยั่งยืน

18 พฤษภาคม 2022

โครงการ RAS 4.0 นำโดยสถาบันวิจัยอาหารแห่งนอร์เวย์ Nofima ได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพระบบการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบหมุนเวียนเพื่อปรับปรุงสวัสดิภาพและประสิทธิภาพของปลาแซลมอนแอตแลนติก Jelena Kolarevic หัวหน้าโครงการและนักวิจัยอาวุโสของ Nofima อธิบายเพิ่มเติมที่นี่

Jelena Kolarevic นักวิจัยอาวุโสที่ Nofima

การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำมีศักยภาพที่ไม่อาจปฏิเสธได้ในการเพิ่มปริมาณโปรตีนสำหรับประชากรโลกที่กำลังเติบโต เมื่อเร็ว ๆ นี้เป็นวิธีการผลิตโปรตีนที่เติบโตเร็วที่สุดและมีประสิทธิภาพมากที่สุดสำหรับการบริโภคของมนุษย์ ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา การผลิตการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำทั่วโลกเพิ่มขึ้นสามเท่าจาก 34 เป็น 112 ล้านเมตริกตันในน้ำหนักสด และความต้องการผลิตภัณฑ์เพาะเลี้ยงสัตว์น้ำเพิ่มขึ้น การผลิตและการส่งออกอาหารทะเลในนอร์เวย์ก็เพิ่มขึ้นเช่นกันในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วันนี้ นอร์เวย์เป็นประเทศส่งออกอาหารทะเลที่ใหญ่เป็นอันดับสอง ด้วยการส่งออกอาหารทะเล 3.1 ล้านเมตริกตัน มูลค่าการส่งออก 12.1 พันล้านยูโรในปี 2564 ปลาแซลมอนแอตแลนติกเป็นสินค้าส่งออกอาหารทะเลชั้นนำที่มีมูลค่ามากที่สุด คิดเป็นเกือบ 68% ของมูลค่าการส่งออกทั้งหมดในปีที่แล้ว

อย่างไรก็ตาม ความยั่งยืนของการผลิตปลาแซลมอนในมหาสมุทรแอตแลนติกและประสิทธิภาพในการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียดในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมา เนื่องจากอาจมีส่วนทำให้ปริมาณปลาป่าทั่วโลกลดลง กล่าวคือ ปลาแซลมอนแอตแลนติกเป็นสัตว์กินเนื้อที่ต้องใช้น้ำมันปลาและปลาป่นในอาหาร เพื่อจัดการประสิทธิภาพและสวัสดิภาพของปลาแซลมอน ซึ่งส่วนใหญ่มาจากปลากะตัก ปลาเฮอริ่ง และกุ้งเคย สปีชีส์เหล่านี้ตกเป็นเป้าหมายของการประมงอย่างมาก เนื่องจากมีความต้องการปลาป่นและน้ำมันสูง

เพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับอาหารที่ผลิตอย่างยั่งยืน เราได้พยายามแทนที่ผลิตภัณฑ์จากปลาในอาหารปลาแซลมอนด้วยแหล่งโปรตีนทางเลือก ซึ่งรวมถึงโปรตีนจากพืช ส่วนผสมของจุลินทรีย์ สาหร่าย และแมลง สิ่งนี้ทำควบคู่ไปกับการวิจัยอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับประสิทธิภาพการกินอาหารและโภชนาการของปลา เป็นผลให้ปริมาณน้ำมันปลาและปลาป่นในอาหารปลาแซลมอนลดลงจาก 90% ในปี 1990 เป็น 25% ในขณะนี้

        

        

        

นวัตกรรมในการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำของนอร์เวย์

ความท้าทายด้านความยั่งยืนอีกประการสำหรับอุตสาหกรรมปลาแซลมอนนอร์เวย์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาคือการจัดการเชื้อโรคและปรสิตในระหว่างการผลิต ตั้งแต่ปี 2560 รายงานการตายของปลาแซลมอนแอตแลนติกอยู่ระหว่าง 14.7-16.1% ของการผลิตทั้งหมด คิดเป็น 54 ล้านคนในปี 2564 การต่อสู้กับเหาปลาแซลมอนนั้นเป็นจุดอ่อนที่ขัดขวางเป้าหมายการผลิตที่ต้องการ เพิ่มต้นทุนการดำเนินงาน ส่งผลกระทบต่อสวัสดิภาพปลา และลดผลกำไรสำหรับอุตสาหกรรมการเพาะเลี้ยงปลาแซลมอน

มีการพยายามจำกัดการใช้สารเคมีในการรักษาปรสิตนี้เพื่อป้องกันการดื้อยาและจำกัดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ในทางกลับกัน มีการลงทุนจำนวนมากในการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่สำหรับการหลอกล่อปลาหรือการป้องกันการสัมผัสระหว่างปลาแซลมอนกับเหา เทคโนโลยีการผลิตที่เป็นนวัตกรรมใหม่ เช่น กระโปรงเหาทะเลสำหรับกรงทะเลหรือระบบกักเก็บกึ่งปิดที่ลอยอยู่ในทะเล ได้รับการพัฒนาและทดสอบเป็นวิธีการป้องกันการรบกวนของเหา ระบบเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำหมุนเวียน (RAS) ถูกนำมาใช้ในทศวรรษที่ผ่านมาในฐานะโซลูชันที่มีประสิทธิภาพสำหรับความปลอดภัยทางชีวภาพที่เพิ่มขึ้นและการควบคุมปรสิตและเชื้อโรค ในเวลาเดียวกัน RAS เสนอวิธีการผลิตปลาแซลมอนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

ในนอร์เวย์ การใช้ RAS เกิดจากการขาดน้ำจืดที่จะช่วยให้การผลิตเพิ่มขึ้นในโรงเพาะฟักปลาแซลมอน ก่อนระยะการเจริญเติบโตในกระชังทะเล อย่างไรก็ตาม ปัญหาเกี่ยวกับเหาแซลมอน การหลบหนี และอัตราการเสียชีวิตที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงกฎระเบียบที่อนุญาตให้มีการผลิตปลาแซลมอนบนบกในน้ำจืด น้ำกร่อย และน้ำทะเลเป็นเวลานาน ปัจจุบัน ผู้ผลิตปลาแซลมอนจำนวนหนึ่งในนอร์เวย์กำลังผลิตปลาขนาดใหญ่บนบกใน RAS ตามด้วยขั้นตอนการผลิตน้ำทะเลที่สั้นลง ด้วยวิธีนี้ การผลิตในทะเลจะลดลงเหลือเพียงเจ็ดเดือนเท่านั้น และด้วยเหตุนี้ ความจำเป็นในการใช้สารเคมีและวิธีการอื่นๆ ในการต่อสู้กับเหาก็สามารถทำได้เช่นกัน อย่างไรก็ตาม RAS เป็นวิธีการผลิตปลาแซลมอนที่แพงที่สุดในนอร์เวย์ซึ่งเป็นไปได้ เนื่องจากต้นทุนการดำเนินงานที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในการผลิตในกรงทะเล© 1 iStock/slowmotiongli-122

ระบบเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำหมุนเวียน (RAS) คืออะไร?

RAS เป็นระบบการผลิตบนบกที่ลดการใช้น้ำจืดใหม่โดยการบำบัดและนำน้ำที่ใช้ในกระบวนการผลิตกลับมาใช้ใหม่จากตู้ปลา เป็นเรื่องปกติที่น้ำมากกว่า 90% ใน RAS จะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ ในขณะที่น้ำปริมาณน้อยที่เติมทุกวันจะได้รับการบำบัดในระดับต่างๆ เพื่อป้องกันการเข้าของปรสิต เช่น เหาและเชื้อโรคที่อาจเกิดขึ้น การบำบัดน้ำทิ้งอย่างครอบคลุมจากโรงงาน RAS ช่วยให้สามารถรวบรวมสารอาหารที่ไม่ได้ใช้และการปรับค่าใหม่ สร้างมูลค่าและลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้น การผลิต RAS สามารถวางใกล้กับตลาด ช่วยลดรอยเท้าทางสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งและลอจิสติกส์ ซึ่งเป็นอีกเหตุผลหนึ่งว่าทำไมเทคโนโลยีนี้จึงถูกมองว่าเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องระบุว่าความต้องการพลังงานที่สูงสำหรับการทำงานของ RAS กำลังบ่อนทำลายศักยภาพด้านความยั่งยืน

ภายในการบำบัดด้วย RAS อาหารที่ไม่ได้กินและของเสียจากปลาจะถูกลบออกด้วยกลไก ในขณะที่ใช้การกรองทางชีวภาพเพื่อกำจัดสารที่อาจเป็นพิษซึ่งผลิตโดยปลา เช่น แอมโมเนียและไนไตรต์ กระบวนการแลกเปลี่ยนก๊าซมีความจำเป็นในการเสริมน้ำด้วยออกซิเจนและเพื่อขจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ทำให้ปลามีสภาวะที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตที่เหมาะสม

มักกล่าวไว้ว่า RAS ให้เงื่อนไขการผลิตที่มีการควบคุมอย่างเต็มที่ ซึ่งสามารถปรับให้เข้ากับความต้องการของสัตว์ในฟาร์มได้ ซึ่งสามารถระบุได้สำหรับการควบคุมอุณหภูมิ ออกซิเจน และค่า pH ภายในระบบ ร่วมกับการไหลของน้ำ ความเร็วของน้ำ และการเพิ่มน้ำใหม่ อย่างไรก็ตาม การควบคุมพารามิเตอร์คุณภาพน้ำที่สำคัญแบบอัตโนมัติทั้งหมด เช่น แอมโมเนีย คาร์บอนไดออกไซด์ ความขุ่น การจัดการการป้อน และการใช้พลังงาน ยังคงไม่อยู่

ในปัจจุบัน พารามิเตอร์คุณภาพน้ำที่สำคัญเหล่านั้นได้รับการวัดด้วยตนเองเป็นการตรวจวัดจุดที่ใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการตัดสินใจในระหว่างการปฏิบัติงานประจำวัน การให้อาหารปลาโดยพิจารณาจากมวลชีวภาพโดยประมาณในระบบ ซึ่งมักจะนำไปสู่การให้อาหารมากไปและทำให้เกิดการระเบิดของคุณภาพน้ำหรือการให้อาหารน้อยไป ส่งผลให้สวัสดิภาพของปลาที่ผลิตได้ลดลง กระบวนการบำบัดน้ำหลายแบบได้รับการออกแบบสำหรับกำลังการผลิตสูงสุด และไม่สามารถปรับให้เหมาะสมเพื่อลดการใช้พลังงานเมื่อชีวมวลลดลง

อุปสรรคหลักในการไปถึงระดับของระบบอัตโนมัติที่ต้องการคือการขาดเซ็นเซอร์ที่เชื่อถือได้ในการวัดพารามิเตอร์หลักเหล่านี้ และไม่มีแบบจำลองที่อธิบายความสัมพันธ์แบบไดนามิกระหว่างกัน องค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้โต้ตอบผ่านกลไกทางชีววิทยา/เคมี/กายภาพที่ซับซ้อนซึ่งยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ ดังนั้นจึงไม่เพียงพอที่จะควบคุมหรือปรับพารามิเตอร์ให้เหมาะสมทีละตัว – จำเป็นต้องมีแบบจำลององค์รวมของทั้งระบบเพื่อให้ได้การควบคุมในระดับนี้ใน RAS

         

         

         

RAS 4.0

ในปี พ.ศ. 2564 สภาวิจัยแห่งนอร์เวย์ได้ให้ทุนสนับสนุนโครงการวิจัยสี่ปีที่เรียกว่า RAS 4.0 โดยมีเป้าหมายเพื่อให้ระบบอัตโนมัติตอบสนองอย่างรวดเร็วของเงื่อนไขการผลิตใน RAS สิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้จากการผสานรวมเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ใหม่ การรวมข้อมูล และอัลกอริธึมอัจฉริยะเพื่อการควบคุมพารามิเตอร์คุณภาพน้ำหลัก การจัดการการป้อน และการใช้พลังงานอย่างเหมาะสมที่สุด นวัตกรรมหลักจะนำไปสู่การสร้างลูปการควบคุมใหม่ภายใน RAS โดยเน้นที่ประเด็นสำคัญทั้งสามด้าน ได้แก่ การควบคุมโอโซน การควบคุมแอมโมเนีย การควบคุมการป้อน และการควบคุมการใช้พลังงานในการทำงานประจำวัน เมื่อสิ้นสุดโครงการ เราหวังว่าจะผสานรวมลูปป้อนกลับใหม่เข้ากับการทำงานของ RAS และตรวจสอบการทำงานโดยใช้ RAS คู่ดิจิทัลและการทดสอบเชิงประจักษ์

RAS 4.0 เป็นความร่วมมือระหว่าง Nofima เจ้าของโครงการ พันธมิตรด้านการวิจัย NORCE, UiT-the Arctic University of Norway และพันธมิตรในอุตสาหกรรม ซัพพลายเออร์เทคโนโลยี Searis, CreateView, Pure Salmon Kaldnes, OxyGuard และกลุ่ม Lerøy Seafood ผู้ผลิตปลาแซลมอนของนอร์เวย์

โปรเจ็กต์ใช้ความเชี่ยวชาญของเทคโนโลยีและองค์ความรู้ที่จัดตั้งขึ้นโดยพันธมิตรในอุตสาหกรรมจากเซ็นเซอร์ มาตรฐานข้อมูล และการบูรณาการ ร่วมกับพันธมิตรการวิจัยชั้นนำในเทคโนโลยี RAS, สรีรวิทยาของปลา, พฤติกรรม, สวัสดิการ, การเรียนรู้ของเครื่อง, การวิเคราะห์ข้อมูล, กล้องอัจฉริยะ และการมองเห็นด้วยคอมพิวเตอร์ เรากำลังดำเนินการเพื่อพัฒนาแนวทางดิจิทัลอัจฉริยะเพื่อเชื่อมต่อและเพิ่มประสิทธิภาพบางส่วนของทางกายภาพ ดิจิทัล และชีวภาพ ด้านต่างๆ ของระบบ

วัตถุประสงค์ของ RAS 4.0 ถูกขับเคลื่อนโดยสมมติฐานที่ว่าการปรับให้เหมาะสมและการควบคุมสภาวะการผลิตตามตัวขับเคลื่อนทางชีวภาพใน RAS จะนำไปสู่สวัสดิการและประสิทธิภาพของปลาแซลมอนแอตแลนติกที่ดีขึ้น การให้อาหารปลาอย่างชาญฉลาดตามปริมาณชีวมวลและความอยากอาหารที่แท้จริงจะช่วยให้ปลาเจริญเติบโตได้ดีที่สุดและลดของเสียจากอาหารสัตว์ให้เหลือน้อยที่สุด การควบคุมคุณภาพน้ำอย่างชาญฉลาดจะช่วยให้มั่นใจถึงสภาวะแวดล้อมที่เสถียรในระหว่างการผลิต ลดโอกาสที่เหตุการณ์ไม่คาดฝันที่อาจนำไปสู่สวัสดิภาพและอัตราการตายของปลาลดลง จะช่วยให้ผู้ผลิตสามารถใช้แหล่งพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพตามความต้องการในการผลิต การปรับปรุงเหล่านี้จะเพิ่มความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจของการผลิต RAS และจะช่วยลดความเสี่ยงในการดำเนินงานและการลงทุน

ผลข้อมูล

โครงการ RAS 4.0 จะสร้างความรู้ที่มีคุณค่าสูง ซึ่งผู้เพาะเลี้ยงสัตว์น้ำและซัพพลายเออร์ในอุตสาหกรรมสามารถนำมาใช้เพื่อเพิ่มความยั่งยืนของการดำเนินงานเหล่านี้ให้สูงสุด ซัพพลายเออร์เทคโนโลยีในโครงการนี้เสนอผลิตภัณฑ์ที่มีจำหน่ายในท้องตลาดสำหรับการตรวจสอบปลาหรือการดำเนินงานในการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำและ RAS หรือเป็นซัพพลายเออร์ RAS โครงการนี้จะกระตุ้นความพยายามที่มีอยู่ของพวกเขาโดยมุ่งสู่ระบบดิจิทัลและระบบอัตโนมัติของ RAS และการรวมผลิตภัณฑ์ของตนในวิธีที่ดีที่สุดที่เป็นไปได้ในการดำเนินงาน RAS ที่มีอยู่

สำหรับผู้ผลิตแซลมอนในมหาสมุทรแอตแลนติก ประสิทธิภาพการเจริญเติบโตที่เหมาะสมและสวัสดิภาพของปลาและการผลิตที่มีประสิทธิภาพเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการผลิตที่ยั่งยืน ระบบอัตโนมัติเป็นขั้นตอนต่อไปในการพัฒนา RAS ซึ่งจะช่วยให้พวกเขาเพิ่มประสบการณ์ที่มีอยู่และเรียนรู้จากมันได้ ความสามารถในการทำนายเหตุการณ์ระหว่างการผลิตตามการวิเคราะห์ข้อมูลเป็นอีกแง่มุมหนึ่งที่อยู่ในรายชื่อผู้ผลิตที่ต้องการสูง การตระหนักถึงศักยภาพของ RAS จะช่วยลดแรงกดดันในการเพิ่มการผลิตในทะเลและรับประกันการลงทุนที่เพิ่มขึ้นในโซลูชันที่มีความสำคัญต่อสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืนสำหรับการผลิตปลา

เจเลน่า โคลาเรวิช
นักวิจัยอาวุโส
โนฟิมา

• ก่อตั้งปี
  --
• ประเภทธุรกิจ
  --
• ประเทศ / ภูมิภาค
  --
• อุตสาหกรรมหลัก
  --
• ผลิตภัณฑ์หลัก
  --
• บุคคลที่ถูกกฎหมายขององค์กร
  --
• พนักงานทั้งหมด
  --
• มูลค่าการส่งออกประจำปี
  --
• ตลาดส่งออก
  --
• ลูกค้าที่ให้ความร่วมมือ
  --