Un nou model de acvacultură cu recirculare intensivă
1. Introducere:
Modelul modern de sisteme de recirculare de acvacultură (RAS) se caracterizează prin purificarea și reutilizarea apelor uzate de acvacultură prin echipamente de tratare a apei. Este un sistem multidisciplinar care integrează principii din zoologie, inginerie mecanică, ingineria mediului, tehnologia de control al computerului și inginerie civilă. Această formă inovatoare de acvacultură intensivă reprezintă convergența tehnologiei avansate și a practicilor durabile.
2. Prezentare generală a dezvoltării:
Creșterea RAS în țările străine
Conceptul de acvacultură cu recirculare în fabrică-a apărut în anii 1960 în țările europene dezvoltate. Tehnologiile sale de bază au provenit din acvariile marine interioare, sistemele inteligente de acvariu și fluxul de-densitate mare-prin modelele de piscicultură.
Dezvoltarea RAS a progresat prin trei etape majore: acvacultură pre-industrială, în fabrică- și industrializată. Astăzi, multe sisteme au realizatmecanizare, automatizare, informatizare și management inteligent, marcând o tranziție către managementul științific modern al pescuitului.
Impulsat de punerea în aplicare a Directivei-cadru a apei a UE, RAS a devenit o prioritate de politică națională în mai multe țări europene și americane, precum și un accent cheie în dezvoltarea durabilă a industriilor lor de acvacultură.
Caracteristici tehnice și diversitatea speciilor în Europa
Dezvoltarea timpurie a RAS în Europa a fost pionierată deOlanda şi Danemarca, concentrându-se în primul rând pe speciile de apă dulce, cum ar fi somnul african, păstrăvul și anghila:
♢sisteme RAS olandeze: De obicei, în interior și în buclă închisă-, optimizat pentru producția de somn african și de anghilă.
♢sisteme RAS daneze: sisteme de exterior semi-închise, utilizate în principal pentru creșterea păstrăvilor.
Odată cu evoluția tehnologiilor RAS și atenția tot mai mare din partea industriei și guvernului,diversitatea speciilor de crescătories-a extins semnificativ. În prezent, speciile comune cultivate în RAS includ:
Somon de Atlantic, tilapia, anghilă, păstrăv, calcan, somn african, halibut și creveți - totalizând peste o duzină de soiuri.
Scala de implementare și integrare industrială
Din 2014, mai mult de360 RAS-facilități de acvaculturăfusese stabilit în întreagaStatele Unite și Europa. Printre acestea,Norvegia și Canadasunt recunoscuți ca lideri mondiali în RAS pentrucreșterea somonului.
Din 1985 până în 2000, capacitatea de producție a alevinilor de somon a unei ferme europene tipice (în termeni de biomasă) a crescut cu aproximativde 20 de ori. În Scoția, producția de prăjiți de somons-a dublat din 1996 până în 2006, atingând o producție anuală de peste150.000 de somoni pui.
Mari corporații multinaționale de acvacultură înNord-vestul Europei, Canada și Chileau dobândit în mod continuu întreprinderi mai mici, formândgrupuri specializate şi integrate pe verticală. De exemplu, companiile dinScoția, Norvegia și Țările de Josacum cont pentrupeste 85%a producției globale de somon.
Maturitate industrială și întreprinderi reprezentative
În Europa, mai multe companii adoptă tehnologia RAS închisă pentru producția de răsaduri și cultivarea cu ciclu complet-. Întreprinderile reprezentative includ:
♢Bluewater Flatfish Farm (Marea Britanie)
♢France Turbot SAS (Franța)
♢Ecomares Marifarm GmbH (Germania)
Aceste companii se îndreaptă către specializare și dezvoltare pe scară largă-, formând treptat un lanț industrial cuprinzător care acoperă:
Fabricarea echipamentelor → Integrarea sistemului → Implementarea comercială.
Această evoluție industrială a pus o bază solidă pentru globalizarea acvaculturii recirculate ca adurabilă, de înaltă{0}tehnologie și eficientămodel de piscicultura.
Starea actuală a dezvoltării echipamentelor sistemului de acvacultură cu recirculare (RAS) în străinătate
1. Fundație industrială puternică care permite echipamente avansate RAS
Bazându-se pe infrastructurile lor industriale foarte dezvoltate, țările străine au făcut progrese semnificative în cercetarea și dezvoltarea echipamentelor cheie pentru sistemele de recirculare de acvacultură (RAS). Performanța și fiabilitatea unităților agricole de bază din aceste țări sunt printre cele mai bune la nivel global, susținând automatizarea completă-proceselor și integrarea eficientă a sistemului.
2. Principalii producători internaționali de echipamente RAS
Mai multe companii globale sunt în fruntea producției de instalații RAS, fiecare concentrându-se pe diferite componente din lanțul de producție de acvacultură:
♢AKVA Group (Norvegia):
Este specializată în dezvoltarea și producția de echipamente complete de acvacultură pentru întregul ciclu de viață -, inclusiv creșterea peștilor, creșterea-, recoltarea și procesarea, precum și navele de agricultură la scară mare-peste maritime.
♢VAKI Aquaculture Systems (Islanda):
Se concentrează pe echipamente de sprijin pentru operațiunile de fermă, cum ar fi pompe de pește, mașini de clasificare și hrănitori automate.
♢HYDROTECH (Suedia):
Renumit pentru producerea de -filtre cu micro-tambur cu ecran de înaltă calitate, esențiale în purificarea apei și eliminarea deșeurilor solide în cadrul setărilor RAS.
3. Sisteme inteligente de hrănire în prim plan global
În domeniul tehnologiei de alimentare automată, mai multe companii au dezvoltat sisteme de vârf la nivel internațional care îmbunătățesc eficiența furajelor și reduc risipa:
♢Fishtalk-Control de către AKVA Group (Norvegia):
O platformă inteligentă de gestionare a hranei care integrează monitorizarea datelor, optimizarea strategiei de hrănire și detectarea mediului.
♢Feedmaster de la ETI Company (SUA):
Un sistem avansat de control al hrănirii, adaptat pentru acvacultura de precizie.
♢Roboți de hrănire dezvoltați de ArvoTec (Finlanda):
Acești roboți permit hrănirea automatizată, programabilă și specifică speciilor-, sporind precizia și eficiența muncii.
Dezvoltarea de modele RAS diversificate pentru pește, creveți, alge, crustacee și castraveți de mare
China a stabilit deja o tehnologie RAS matură și scalabilă și un sistem de echipamente pentru acvacultura de pește și creveți.
În plus, au fost efectuate cercetări și practici industriale semnificative în agricultura industrială a microalgelor, crustaceelor și castraveților de mare:
- sau cultivarea algelor unicelulare, precum și producția de crustacee și puieți de castraveți de mare, a fost dezvoltat un sistem de tehnologie RAS matur.
- TheInstitutul de Oceanologie, Academia Chineză de Științea dezvoltat fotobioreactoare tubulare cu buclă închisă-pentru cultivarea-la scară largă a Haematococcus pluvialis și a stabilit un sistem complet de proces pentru extragerea astaxantinei din această alge.
- Universitatea de Știință și Tehnologie din China de Esta adoptat un "proces de cultivare continuă cu-diluție-heterotrofă„pentru cultivarea cu densitate ridicată-la scară din fabrică a Chlorellei, abordând probleme precum densitatea scăzută a celulelor, rata slabă de creștere, productivitatea scăzută, costurile ridicate de recoltare și calitatea inconsecventă a produsului observată în metodele tradiționale fotoautotrofe.
Pentru producția de puieți de crustacee și castraveți de mare:
- Tehnologiile sunt relativ mature și au fost aplicate la scară.
- Cu toate acestea, industria încă adoptă în principal modele de agricultura în fabrică, cu niveluri scăzute de mecanizare și automatizare.
- Rămâne un loc considerabil de îmbunătățire în ceea ce privește modernizarea instalațiilor și modernizarea modelelor agricole.
Probleme internaționale în industria sistemului de acvacultură cu recirculare (RAS).
1. Costurile ridicate de construcție și consumul de energie sunt provocări majore în modelele RAS
Conform cercetărilor aferente, sistemele de acvacultură din fabrică-consumă mai multă energie (electricitate și combustibil) și implică costuri de construcție mai mari în comparație cu modelele tradiționale de acvacultură. Acești factori reprezintă cele mai mari provocări pentru dezvoltarea durabilă a RAS. Deși RAS adoptă sisteme de producție intensivă care reduc semnificativ utilizarea apei și a terenurilor, consumul ridicat de energie crește costurile operaționale și contribuie la potențialele impacturi asupra mediului și energiei asociate utilizării combustibililor fosili.
Pentru a atinge durabilitatea atât economică, cât și de mediu, este esențial să se găsească un echilibru între utilizarea apei, evacuarea deșeurilor, consumul de energie și eficiența producției.
Prin urmare, cercetarea privind tehnologiile de-economisire a energiei și de reducere a-emisiilor în instalațiile RAS, împreună cu dezvoltarea de noi tehnologii și echipamente verzi și eficiente, va fi un domeniu de interes cheie pentru progresul viitor al industriei RAS.
2. Problemele de boală împiedică dezvoltarea sănătoasă a RAS
Focarele de boală sunt unul dintre cei mai critici factori care afectează dezvoltarea sănătoasă a acvaculturii-fabricate. Anemia infectioasa a somonului (ISA), cauzata de virusul ISA, este o boala virala severa. Impactul său a condus la o scădere bruscă a producției de somon atlantic din Chile în perioada 2009-2010. O altă boală majoră în creșterea somonului la nivel mondial este Sindromul Păstravului Curcubeu (RTFS), cauzată de bacteria de apă rece-Flavobacterium psychrophilum.
Această bacterie Gram-negativă provoacă necroză la nivelul splinei, ficatului și rinichilor păstrăvilor curcubeu infectați, ducând la anorexie și la un comportament anormal de înot. Boala are o rată mare de mortalitate la alevinii de somon și are ca rezultat pierderi semnificative anual.
În acvacultura creveților, bolile sunt chiar mai grave decât cele care afectează peștii. Bolile comune ale creveților includ boala petelor albe (WSD), boala capului galben (YHD) și multe altele. Aceste boli continuă să tulbure industria de creștere a creveților RAS și au devenit bariere majore în calea dezvoltării sale sănătoase.
Perspective: către acvacultură eficientă, inteligentă și de precizie
Agricultura eficientă, inteligentă și de precizie reprezintă o direcție cheie pentru viitoarea dezvoltare ecologică a industriei acvaculturii din China. Această evoluție va implica progrese în cercetarea și dezvoltarea IoT pentru acvacultură, sisteme de control inteligente, tehnologii de date mari, robotică și echipamente inteligente, integrate cu sisteme de acvacultură cu recirculare (RAS) concepute în funcție de caracteristicile biologice ale speciilor de cultură.
Împreună, aceste progrese urmăresc să construiască ferme piscicole inteligente „fără echipaj” pe teren-, în stil fabrică-.
Odată cu progresul rapid al senzorilor de monitorizare a calității apei menajere, al procesării inteligente a informațiilor și al platformelor IoT, aplicarea tehnologiilor inteligente în acvacultura din fabrici-devine din ce în ce mai fezabilă. Cu toate acestea, trebuie subliniat că adevărata acvacultură inteligentă poate fi realizată doar prin studierea și înțelegerea amănunțită:
- condițiile fiziologice și caracteristicile comportamentale ale speciilor de cultură;
- modelele lor de creștere și bugetele energetice;
- dinamica calității apei în procesul de agricultură;
- și mecanismele de reglementare a mediului.
Numai pe această bază putem integra eficient colectarea și analiza datelor mari bazate pe IoT-pentru a construi un sistem de management expert în acvacultură-unul care combină monitorizarea sănătății și evaluarea organismelor de cultură, managementul procesului de agricultură, controlul calității apei și funcționarea echipamentelor. Acest lucru va fi esențial pentru atingerea obiectivelor acvaculturii inteligente.