Нови модел интензивне рециркулационе аквакултуре
1. Увод:
Савремени модел рециркулационих система аквакултуре (РАС) карактерише пречишћавање и поновна употреба отпадних вода аквакултуре кроз опрему за пречишћавање воде. То је мултидисциплинарни систем који интегрише принципе из зоологије, машинства, инжењерства животне средине, компјутерске технологије управљања и грађевинарства. Овај иновативни облик интензивне аквакултуре представља конвергенцију напредне технологије и одрживе праксе.
2. Преглед развоја:
Успон РАС у страним земљама
Концепт фабричке{0}}рециркулацијске аквакултуре настао је шездесетих година прошлог века у развијеним европским земљама. Његове темељне технологије су произашле из унутрашњих морских акваријума, интелигентних система акваријума и -протока велике густине- кроз моделе узгоја рибе.
Развој РАС-а је напредовао кроз три главне фазе: пред-индустријску, фабричку{1}}аквакултуру и индустријализовану аквакултуру. Данас су многи системи постиглимеханизација, аутоматизација, информатизација и интелигентно управљање, означавајући транзицију ка модерном научном управљању рибарством.
Вођен имплементацијом Оквирне директиве о водама ЕУ, РАС је постао приоритет националне политике у неколико европских и америчких земаља, као и кључни фокус у одрживом развоју њихових индустрија аквакултуре.
Техничке карактеристике и разноликост врста у Европи
Рани развој РАС у Европи је био пионирХоландији и Данској, фокусирајући се првенствено на слатководне врсте као што су афрички сом, пастрмка и јегуља:
♢Холандски РАС системи: Обично затворена и затворена{0}}петља, оптимизована за производњу афричких сома и јегуља.
♢Дански РАС системи: Полу{0}}затворени системи на отвореном, који се углавном користе за узгој пастрмке.
Са еволуцијом РАС технологија и све већом пажњом индустрије и владе,разноврсност узгајаних врстазначајно се проширио. Тренутно, уобичајене врсте које се узгајају у РАС укључују:
Атлантски лосос, тилапија, јегуља, пастрмка, ромба, афрички сом, морска палица и шкампи - укупно преко десетина врста.
Скала примене и индустријска интеграција
Од 2014. више од360 РАС{1}}објекти за аквакултурубила успостављена прекоСједињених Држава и Европе. Међу овим,Норвешкој и Канадису признати као глобални лидери у РАС заузгој лососа.
Од 1985. до 2000. године, производни капацитет типичне европске фарме за младе лососа (у смислу биомасе) повећан је за приближно20 пута. У Шкотској, производња прженог лососаудвостручен од 1996. до 2006, достижући годишњу производњу од преко150.000 младих лососа.
Велике мултинационалне аквакултурне корпорације уСеверозападна Европа, Канада и Чилесу континуирано стицали мања предузећа, формирајућиспецијализоване и вертикално интегрисане групе. На пример, компаније уШкотска, Норвешка и Холандијасада рачунапреко 85%глобалне производње лососа.
Индустријска зрелост и репрезентативна предузећа
У Европи све више компанија прихвата затворену РАС технологију за производњу расада и пољо{0}}у пољодјелство. Представничка предузећа укључују:
♢Блуеватер Флатфисх Фарм (УК)
♢Франце Турбот САС (Француска)
♢Ецомарес Марифарм ГмбХ (Немачка)
Ове компаније се крећу ка специјализацији и{0}}развоју великих размера, постепено формирајући свеобухватан индустријски ланац који обухвата:
Производња опреме → Системска интеграција → Комерцијална примена.
Ова индустријска еволуција је поставила чврсте темеље за глобализацију рециркулацијске аквакултуре као аквакултуреодржив, високо{0}}технолошки и ефикасанмодел узгоја рибе.
Тренутно стање развоја опреме за рециркулациони систем аквакултуре (РАС) у иностранству
1. Јака индустријска основа која омогућава напредну РАС опрему
Ослањајући се на своју високо развијену индустријску инфраструктуру, стране земље су направиле значајан напредак у истраживању и развоју кључне опреме за рециркулацијске системе аквакултуре (РАС). Перформансе и поузданост основних пољопривредних објеката у овим земљама су међу најбољима на свету, подржавају потпуну-аутоматизацију процеса и ефикасну интеграцију система.
2. Водећи међународни произвођачи опреме за РАС
Неколико глобалних компанија је на челу производње постројења РАС, а свака се фокусира на различите компоненте у оквиру производног ланца аквакултуре:
♢АКВА Група (Норвешка):
Специјализована је за развој и производњу комплетне опреме за аквакултуру за цео животни циклус - укључујући узгој рибе, узгој-, жетву и прераду, као и великих- бродова за узгој на мору.
♢ВАКИ Акуацултуре Системс (Исланд):
Фокусира се на пратећу опрему за рад на фарми, као што су пумпе за рибу, машине за сортирање и аутоматске хранилице.
♢ХИДРОТЕЦХ (Шведска):
Познат по производњи високо{0}}квалитетних микро-филтара са бубњевима, критичних у пречишћавању воде и уклањању чврстог отпада у оквиру РАС подешавања.
3. Интелигентни системи за храњење на глобалном челу
У области аутоматизоване технологије храњења, неколико компанија је развило међународно водеће системе који побољшавају ефикасност хране и смањују отпад:
♢Фисхталк-Контрола од стране АКВА Гроуп (Норвешка):
Паметна платформа за управљање исхраном која интегрише праћење података, оптимизацију стратегије храњења и испитивање животне средине.
♢Феедмастер компаније ЕТИ (САД):
Напредни систем контроле храњења скројен за прецизну аквакултуру.
♢Роботи за храњење које је развио АрвоТец (Финска):
Ови роботи омогућавају аутоматизовано, програмабилно и храњење{0}}специфично за врсте, побољшавајући прецизност и ефикасност рада.
Развој разноврсних РАС модела за рибу, шкампе, алге, шкољке и морске краставце
Кина је већ успоставила зрелу и скалабилну РАС технологију и систем опреме за аквакултуру рибе и шкампа.
Поред тога, значајна истраживања и индустријска пракса спроведена су у фабричком узгоју микроалги, шкољки и морских краставаца:
- или узгој једноћелијских алги, као и производњу расада шкољки и морског краставца, развијен је зрео РАС технолошки систем.
- ТхеИнститут за океанологију Кинеске академије наукаје развио затворене-цевасте фотобиореакторе за-гајење Хаематоцоццус плувиалис великих размера и успоставио комплетан процесни систем за екстракцију астаксантина из ове алге.
- Универзитет науке и технологије Источне Кинеусвојио "хетеротрофни-разблаживање-фотоиндуковани континуирани процес култивације" за фабричко-гајење хлореле велике густине-, решавање проблема као што су ниска густина ћелија, слаба стопа раста, ниска продуктивност, високи трошкови жетве и недоследан квалитет производа који се види у традиционалним фотоаутотрофним методама.
За производњу расада шкољки и морског краставца:
- Технологије су релативно зреле и примењене су у великом обиму.
- Међутим, индустрија и даље првенствено усваја ток-преко модела фабричке фарме, са ниским нивоом механизације и аутоматизације.
- Остаје значајан простор за побољшање у смислу модернизације објеката и надоградње модела пољопривреде.
Међународна питања у индустрији рециркулационог система аквакултуре (РАС).
1. Високи трошкови изградње и потрошња енергије су главни изазови у моделима РАС
Према сродним истраживањима, фабрички{0}}системи за аквакултуру троше више енергије (електричне енергије и горива) и имају веће трошкове изградње у поређењу са традиционалним моделима аквакултуре. Ови фактори представљају највеће изазове за одрживи развој РАС. Иако РАС усваја интензивне производне системе који значајно смањују употребу воде и земљишта, висока потрошња енергије повећава оперативне трошкове и доприноси потенцијалним еколошким и енергетским утицајима повезаним са употребом фосилних горива.
Да би се постигла и економска и еколошка одрживост, неопходно је успоставити равнотежу између коришћења воде, испуштања отпада, потрошње енергије и ефикасности производње.
Због тога ће истраживање технологија за{0}}уштеду енергије и смањење емисија{1}}у постројењима РАС, заједно са развојем зелених и ефикасних нових технологија и опреме, бити кључна фокусна област за будући напредак индустрије РАС.
2. Проблеми са болестима ометају здрав развој РАС
Епидемије болести су један од најкритичнијих фактора који утичу на здрав развој фабричке{0}}аквакултуре. Инфективна анемија лососа (ИСА), узрокована вирусом ИСА, је тешка вирусна болест. Његов утицај је довео до оштрог пада производње атлантског лососа у Чилеу током 2009–2010. Још једна велика болест у глобалном узгоју лососа је синдром пржења дугиних пастрмки (РТФС), узрокован бактеријом хладне{5}} воде Флавобацтериум псицхропхилум.
Ова грам{0}}негативна бактерија изазива некрозу у слезини, јетри и бубрезима заражене калифорнијске пастрмке, што доводи до анорексије и абнормалног понашања у пливању. Болест има високу стопу морталитета млађи лососа и резултира значајним губицима годишње.
У аквакултури шкампа, проблеми са болестима су још озбиљнији од оних који погађају рибе. Уобичајене болести шкампа укључују болест беле мрље (ВСД), болест жуте главе (ИХД) и многе друге. Ове болести настављају да муче индустрију узгоја шкампа РАС и постале су главне препреке њеном здравом развоју.
Изгледи: ка ефикасној, интелигентној и прецизној аквакултури
Ефикасна, интелигентна и прецизна пољопривреда представља кључни правац за будући зелени развој кинеске индустрије аквакултуре. Ова еволуција ће укључивати открића у истраживању и развоју интернета ствари у аквакултури, интелигентних контролних система, технологија великих података, роботике и паметне опреме, интегрисане са рециркулацијским системима аквакултуре (РАС) дизајнираним у складу са биолошким карактеристикама узгајаних врста.
Заједно, ова унапређења имају за циљ да изграде интелигентне фарме рибе „без посаде“ на земљи-у фабричком-стилу.
Са брзим напретком сензора за праћење квалитета воде у домаћинству, интелигентне обраде информација и ИоТ платформи, примена интелигентних технологија у фабричкој{0}}аквакултури постаје све изводљивија. Међутим, мора се нагласити да се права интелигентна аквакултура може остварити само ако се прво темељно проучи и разуме:
- физиолошке услове и карактеристике понашања узгајаних врста;
- њихови обрасци раста и енергетски буџети;
- динамика квалитета воде у процесу узгоја;
- и механизме за регулисање животне средине.
Само на овој основи можемо ефикасно да интегришемо ИоТ{0}}базирано прикупљање и анализу великих података да бисмо изградили систем управљања експертима за аквакултуру-који комбинује праћење здравља и процену узгојених организама, управљање процесима у пољопривреди, контролу квалитета воде и рад опреме. Ово ће бити од суштинског значаја за постизање циљева паметне аквакултуре.