eWater-China Professional Aquaculture Equipment Supplier& Manufacturer
Wika
eWater-China Professional Aquaculture Equipment Supplier& Manufacturer
Mga recirculating aquaculture system: Pagpapabuti ng pagganap ng Atlantic salmon
Sustainable Planet
ika-18 ng Mayo 2022
Ang proyektong RAS 4.0, na pinangungunahan ng Norwegian food research institute na Nofima, ay idinisenyo upang i-optimize ang mga recirculating aquaculture system upang mapabuti ang kapakanan at pagganap ng Atlantic salmon. Dito, si Jelena Kolarevic, Project Leader at Senior Researcher sa Nofima, ay nagpapaliwanag nang higit pa.
Jelena Kolarevic, Senior Researcher sa Nofima
Ang Aquaculture ay may hindi mapag-aalinlanganang potensyal na mag-ambag sa pagtaas ng suplay ng protina para sa lumalaking populasyon sa buong mundo. Kamakailan, ito ang naging pinakamabilis na lumalago at pinakamabisang paraan ng paggawa ng protina para sa pagkonsumo ng tao. Sa nakalipas na 20 taon, ang pandaigdigang produksyon ng aquaculture ay naging triple mula 34 hanggang 112 milyong metrikong tonelada sa live na timbang, at ang pangangailangan para sa mga produktong aquaculture ay tumataas. Ang produksyon at pag-export ng seafood sa Norway ay tumataas din nitong mga nakaraang taon. Ngayon, ang Norway ang pangalawang pinakamalaking bansang nag-e-export ng seafood, na may 3.1 milyong metrikong tonelada ng seafood na nagkakahalaga ng €12.1bn na na-export noong 2021. Ang Atlantic salmon ay ang pinakamahalaga at nangungunang seafood export item, na nagkakahalaga ng halos 68% ng kabuuang halaga ng export noong nakaraang taon.
Gayunpaman, ang pagpapanatili ng produksyon ng salmon sa Atlantiko at ang pagganap nito sa aquaculture ay nasa ilalim ng pagsisiyasat sa huling ilang dekada dahil sa potensyal na kontribusyon nito sa pagbaba ng stock ng ligaw na isda sa buong mundo. Ibig sabihin, ang Atlantic salmon ay isang carnivorous species na nangangailangan ng paggamit ng fish oil at fishmeal sa pagkain nito, upang pamahalaan ang performance at welfare nito, na pangunahing nagmumula sa anchovy, herring, at krill. Ang mga species na iyon ay labis na tinutumbok ng mga pangisdaan dahil sa mataas na demand sa fishmeal at langis.
Upang matugunan ang lumalaking pangangailangan para sa sustainably-produce na pagkain, ginawa ang mga pagsisikap na palitan ang mga produktong nakabatay sa isda sa salmon feed ng mga alternatibong mapagkukunan ng protina, kabilang ang mga protina na nakabatay sa halaman, microbial ingredients, algae at mga insekto. Ginawa ito kasabay ng malawak na pananaliksik sa kahusayan ng feed at nutrisyon ng isda. Bilang resulta, ang halaga ng langis ng isda at fishmeal sa salmon feed ay nabawasan mula 90% noong 1990s hanggang 25% ngayon.
Innovation sa Norwegian aquaculture
Ang isa pang hamon sa pagpapanatili para sa industriya ng salmon ng Norwegian sa mga nakaraang taon ay ang pamamahala ng mga pathogen at mga parasito sa panahon ng produksyon. Mula noong 2017, ang naiulat na namamatay sa Atlantic salmon ay nasa pagitan ng 14.7-16.1% ng kabuuang produksyon, na nagkakahalaga ng 54 milyong indibidwal noong 2021. Ang pakikipaglaban sa mga kuto ng salmon ay ang takong ng Achilles na humahadlang sa nais na mga layunin sa produksyon, pagtaas ng mga gastos sa pagpapatakbo, nakakaapekto sa kapakanan ng isda at pagbabawas ng kita para sa industriya ng salmon aquaculture.
Ang mga pagtatangka ay ginawa upang limitahan ang paggamit ng mga kemikal sa paggamot ng parasite na ito upang maiwasan ang nakuha nitong paglaban at limitahan ang polusyon sa kapaligiran. Sa halip, mabigat na pamumuhunan ang ginawa sa pagbuo ng mga bagong teknolohiya para sa panlilinlang ng isda o pag-iwas sa kontak sa pagitan ng salmon at sea louse. Ang mga makabagong bagong teknolohiya sa produksyon, tulad ng mga palda ng kuto sa dagat para sa mga kulungan ng dagat o mga lumulutang na semi-closed containment system sa dagat, ay binuo at sinubukan bilang mga paraan upang maiwasan ang infestation ng kuto. Mga recirculating aquaculture system (RAS) ay ginamit sa huling dekada bilang isang epektibong solusyon para sa mas mataas na biosecurity at kontrol ng mga parasito at pathogens. Kasabay nito, ang RAS ay nagbibigay ng arguably isang mas environment-friendly na paraan ng paggawa ng salmon.
Sa Norway, ang paggamit ng RAS ay hinimok ng kakulangan ng tubig-tabang na magbibigay-daan sa pagtaas ng produksyon sa mga hatchery ng salmon, bago ang yugto ng paglaki sa mga kulungan ng dagat. Gayunpaman, ang mga isyu sa mga kuto ng salmon, mga nakatakas at nadagdagang namamatay ay nag-udyok ng pagbabago sa mga regulasyon na nagpapahintulot sa matagal na produksyon ng salmon sa lupa sa tubig-tabang, maalat, at tubig-dagat. Sa kasalukuyan, maraming gumagawa ng salmon sa Norway ang gumagawa ng mas malalaking isda sa lupa sa RAS, na sinusundan ng mas maikling yugto ng produksyon ng tubig-dagat. Sa ganitong paraan, ang produksyon sa dagat ay maaaring bawasan sa pitong buwan lamang at, kasama nito, ang pangangailangan para sa paggamit ng mga kemikal at iba pang paraan upang labanan ang kuto. Gayunpaman, ang RAS ay ang pinakamahal na paraan ng paggawa ng salmon sa Norway na mabubuhay, dahil sa patuloy na pagtaas ng mga gastos sa pagpapatakbo ng produksyon sa sea cag© 1 iStock/slowmotiongli-122
Ano ang mga recirculating aquaculture system (RAS)?
Ang RAS ay mga land-based na sistema ng produksyon na nagbibigay-daan sa pagbawas ng paggamit ng bagong tubig-tabang sa pamamagitan ng paggamot at muling paggamit ng prosesong tubig mula sa mga tangke ng isda. Karaniwan na higit sa 90% ng tubig sa RAS ang muling ginagamit, habang ang maliit na dami ng bagong tubig na idinaragdag araw-araw ay ginagamot sa iba't ibang lawak upang maiwasan ang pagpasok ng mga parasito tulad ng kuto at mga potensyal na pathogen. Ang malawak na paggamot ng maagos na tubig mula sa mga pasilidad ng RAS ay nagbibigay-daan para sa pagkolekta ng mga hindi nagamit na sustansya at pagbabago ng mga ito, paglikha ng halaga at pagbabawas ng potensyal na polusyon sa kapaligiran. Ang produksyon ng RAS ay maaaring ilagay malapit sa merkado, na binabawasan ang environmental footprint na nauugnay sa transportasyon at logistik, na isa pang dahilan kung bakit ang teknolohiyang ito ay itinuturing na mas napapanatiling kapaligiran. Gayunpaman, mahalagang sabihin na ang mataas na pangangailangan ng enerhiya para sa pagpapatakbo ng RAS ay nagpapabagal sa potensyal nito sa pagpapanatili.
Sa loob ng paggamot sa RAS, ang hindi kinakain na feed at dumi mula sa isda ay mekanikal na inaalis, habang ang biological filtration ay ginagamit upang alisin ang mga potensyal na nakakalason na metabolite na ginawa ng isda, tulad ng ammonia at nitrite. Ang mga proseso ng palitan ng gas ay kinakailangan upang pagyamanin ang tubig na may oxygen at upang alisin ang carbon dioxide, na nagbibigay ng mga isda ng mga kinakailangang kondisyon para sa pinakamainam na paglaki.
Madalas na sinasabi na ang RAS ay nagbibigay ng ganap na kontroladong mga kondisyon ng produksyon na maaaring iayon sa mga pangangailangan ng mga hayop sa pagsasaka. Ito ay maaaring sabihin para sa temperatura, oxygen, at pH na kontrol sa loob ng mga system, kasama ng mga daloy ng tubig, bilis ng tubig at pagdaragdag ng bagong tubig. Gayunpaman, wala pa rin ang ganap na awtomatikong kontrol sa mga pangunahing parameter ng kalidad ng tubig, tulad ng ammonia, carbon dioxide, labo, pagkatapos ay pamamahala sa pagpapakain at paggamit ng enerhiya.
Sa kasalukuyan, ang mga pangunahing parameter ng kalidad ng tubig ay manu-manong sinusukat bilang mga sukat ng punto na nagsisilbing batayan para sa paggawa ng desisyon sa araw-araw na operasyon. Ang mga isda ay pinapakain batay sa tinantyang biomass sa mga sistema, na kadalasang maaaring humantong sa labis na pagpapakain at pagpapasabog ng kalidad ng tubig o kulang sa pagpapakain, na nagreresulta sa pagbawas ng kapakanan ng mga ginawang isda. Ang ilang mga proseso ng paggamot sa tubig ay idinisenyo para sa pinakamataas na kapasidad ng produksyon at hindi maaaring i-optimize upang mabawasan ang paggamit ng enerhiya kapag mas mababa ang biomass.
Ang mga pangunahing hadlang para maabot ang ninanais na antas ng automation ay ang kakulangan ng maaasahang mga sensor upang sukatin ang mga pangunahing parameter na ito at kakulangan ng mga modelong naglalarawan sa mga dinamikong relasyon sa pagitan nila. Ang lahat ng elementong ito ay nakikipag-ugnayan sa pamamagitan ng kumplikadong biyolohikal/kemikal/pisikal na mekanismo na hindi lubos na nauunawaan. Kaya't hindi sapat na kontrolin o i-optimize ang isang parameter sa isang pagkakataon - isang holistic na modelo ng buong sistema ang kinakailangan upang makamit ang antas ng kontrol na ito sa RAS.
RAS 4.0
Noong 2021, pinondohan ng research council ng Norway ang isang apat na taong proyekto sa pananaliksik, na kilala bilang RAS 4.0, na may layuning magbigay ng biologically-driven na mabilis na tugon na automation ng mga kondisyon ng produksyon sa RAS. Makakamit ito sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng teknolohiya ng novel sensor, pagsasama ng data at mga matalinong algorithm para sa pinakamainam na kontrol sa mga pangunahing parameter ng kalidad ng tubig, pamamahala sa pagpapakain at paggamit ng enerhiya. Ang pangunahing inobasyon ay hahantong sa pagtatatag ng mga bagong control loops sa loob ng RAS, na tumutugon sa lahat ng tatlong aspeto na nakatutok: kontrol ng ozonation, ammonia control, feeding control at kontrol sa paggamit ng enerhiya sa araw-araw na operasyon. Sa pagtatapos ng proyekto, umaasa kaming isama ang mga bagong feedback loop sa pagpapatakbo ng RAS at upang mapatunayan ang kanilang operasyon gamit ang digital twin RAS at empirical testing.
Ang RAS 4.0 ay isang pakikipagtulungan sa pagitan ng Nofima, ang may-ari ng proyekto, mga kasosyo sa pananaliksik na NORCE, UiT-the Arctic University of Norway, at mga kasosyo sa industriya, mga supplier ng teknolohiya na Searis, CreateView, Pure Salmon Kaldnes, OxyGuard at Norwegian salmon producer Lerøy Seafood group.
Ginagamit ng proyekto ang kadalubhasaan ng mga itinatag na teknolohiya at kaalaman ng mga kasosyo sa industriya mula sa sensor, mga pamantayan ng data at pagsasama. Kasama ang nangungunang mga kasosyo sa pananaliksik sa teknolohiya ng RAS, pisyolohiya ng isda, pag-uugali, kapakanan, Machine Learning, data analytics, smart camera, at computer vision, nagsusumikap kaming bumuo ng mga matalinong digital na diskarte para kumonekta at ma-optimize ang ilan sa pisikal, digital, at biyolohikal. mga aspeto ng sistema.
Ang layunin ng RAS 4.0 ay hinihimok ng hypothesis na ang pag-optimize at kontrol ng mga kondisyon ng produksyon batay sa mga biological driver sa RAS ay hahantong sa pinabuting kapakanan at pagganap ng Atlantic salmon. Ang matalinong pagpapakain ng isda ayon sa aktwal na biomass at gana sa pagkain ay titiyakin ang pinakamainam na paglaki ng isda at mabawasan ang basura ng feed. Sisiguraduhin ng matalinong kontrol sa kalidad ng tubig ang matatag na mga kondisyon sa kapaligiran sa panahon ng produksyon, na pinapaliit ang potensyal para sa mga hindi inaasahang yugto na maaaring humantong sa pagbawas sa kapakanan ng isda at pagkamatay. Papayagan nito ang mga prodyuser na mahusay na gumamit ng mga mapagkukunan ng enerhiya alinsunod sa mga pangangailangan ng produksyon. Ang mga pagpapahusay na ito ay magpapataas sa kapaligiran at matipid na pagpapanatili ng produksyon ng RAS at babawasan ang mga panganib sa pagpapatakbo at pamumuhunan.
Mga resultang nagbibigay-kaalaman
Ang proyekto ng RAS 4.0 ay lilikha ng lubos na mahalagang kaalaman na maaaring magamit ng mga supplier ng aquaculture at industriya na nagtatrabaho upang mapakinabangan ang pagpapanatili ng mga operasyong ito. Ang mga supplier ng teknolohiya sa proyektong ito ay nag-aalok ng mga produktong magagamit sa komersyo para sa pagsubaybay ng mga isda o mga operasyon sa aquaculture at RAS o mga supplier ng RAS. Ang proyektong ito ay magpapagana sa kanilang mga kasalukuyang pagsisikap na naglalayong tungo sa digitalization at automation ng RAS at pagsasama-sama ng kanilang mga produkto sa pinakamahusay na posibleng paraan sa mga kasalukuyang operasyon ng RAS.
Para sa mga producer ng Atlantic salmon, ang pinakamainam na pagganap ng paglago at kapakanan ng isda at mahusay na produksyon ay isang kinakailangan para sa napapanatiling produksyon. Ang automation ay ang susunod na lohikal na hakbang sa pagbuo ng RAS na magpapahintulot sa kanila na i-maximize ang umiiral na karanasan at matuto mula dito. Ang kakayahang hulaan ang mga kaganapan sa panahon ng produksyon batay sa pagsusuri ng data ay isa pang aspeto na mataas sa listahan ng nais ng mga producer. Ang pagsasakatuparan ng potensyal ng RAS ay magbabawas sa presyur upang madagdagan ang produksyon sa dagat at matiyak ang mas mataas na pamumuhunan sa mahalagang solusyong ito na napapanatiling kapaligiran sa produksyon ng isda.
Jelena Kolarevic
Senior Researcher
Nofima
MULA 2014, tagagawa ng eWATER aquaculture equipment na dalubhasa sa mga supply ng aquaculture ng mga circular aquaculture system.