Az intenzív recirkulációs akvakultúra új modellje
1. Bevezetés:
A recirkulációs akvakultúra rendszerek (RAS) modern modelljét az akvakultúra-szennyvíz tisztítása és újrafelhasználása jellemzi vízkezelő berendezéseken keresztül. Ez egy multidiszciplináris rendszer, amely integrálja az állattan, a gépészet, a környezetmérnöki, a számítógépes vezérléstechnika és az építőmérnöki elveket. Az intenzív akvakultúra ezen innovatív formája a fejlett technológia és a fenntartható gyakorlatok konvergenciáját képviseli.
2. Fejlesztési áttekintés:
A RAS térnyerése a külföldi országokban
A gyári{0}}recirkulációs akvakultúra koncepciója az 1960-as években alakult ki a fejlett európai országokban. Alapvető technológiái a belvízi tengeri akváriumokból, az intelligens akváriumrendszerekből és a haltenyésztési modelleken keresztül történő nagy-sűrűségű áramlásból- származtak.
A RAS fejlesztése három fő szakaszon ment keresztül: az iparosodás előtti,-gyári-és az iparosított akvakultúrán. Ma már sok rendszer elérte a céltgépesítés, automatizálás, informatizálás és intelligens menedzsment, amely átmenetet jelent a modern tudományos halgazdálkodás felé.
Az EU Víz Keretirányelvének végrehajtása miatt a RAS több európai és amerikai országban nemzeti szakpolitikai prioritássá vált, valamint az akvakultúra-ágazatuk fenntartható fejlődésének kulcsfontosságú területévé vált.
Műszaki jellemzők és fajok sokfélesége Európában
A RAS korai európai fejlesztésének úttörője voltHollandia és Dánia, elsősorban az édesvízi fajokra összpontosítva, mint például az afrikai harcsa, pisztráng és angolna:
♢Holland RAS rendszerek: Jellemzően beltéri és zárt{0}}hurkos, afrikai harcsa és angolna tenyésztésére optimalizálva.
♢Dán RAS rendszerek: Félig{0}}zárt kültéri rendszerek, főleg pisztrángtenyésztéshez.
A RAS-technológiák fejlődésével, valamint az ipar és a kormányzat növekvő figyelmével,a tenyésztett fajok sokféleségejelentősen bővült. Jelenleg a RAS-ban termesztett gyakori fajok közé tartoznak:
Atlanti-óceáni lazac, tilápia, angolna, pisztráng, rombuszhal, afrikai harcsa, laposhal és garnéla -, összesen több mint egy tucat fajta.
Telepítési lépték és ipari integráció
2014-ben több mint360 RAS{1}}alapú akvakultúra-létesítményekszerte jött létreEgyesült Államok és Európa. Ezek közöttNorvégia és Kanadavilágszerte vezető szerepet tölt be a RAS területénlazactenyésztés.
1985 és 2000 között egy tipikus európai gazdaság lazacivadék-termelési kapacitása (biomasszában kifejezve) kb.20 alkalommal. Skóciában lazacsült termelés1996-ról 2006-ra megduplázódott, elérve a több mint éves kibocsátást150 000 fiatal lazac.
Nagy multinacionális akvakultúra-vállalatokÉszaknyugat-Európa, Kanada és Chilefolyamatosan szereztek kisebb vállalkozásokat, alakultakszakosodott és vertikálisan integrált csoportok. Például a cégekSkócia, Norvégia és Hollandiamost számoljtöbb mint 85%a globális lazactermelésből.
Ipari érettség és reprezentatív vállalkozások
Európában egyre több vállalat alkalmazza a zárt RAS technológiát a palántanevelés és a teljes{0}}ciklusú gazdálkodás terén. A reprezentatív vállalkozások a következők:
♢ Bluewater Flatfish Farm (Egyesült Királyság)
♢ France Turbot SAS (Franciaország)
♢ Ecomares Marifarm GmbH (Németország)
Ezek a vállalatok a specializáció és a nagyszabású{0}}fejlesztés felé haladnak, fokozatosan átfogó ipari láncot alkotva, amely a következőket foglalja magában:
Berendezésgyártás → Rendszerintegráció → Kereskedelmi telepítés.
Ez az ipari fejlődés szilárd alapot teremtett a recirkulációs akvakultúra globalizálódásához, mint afenntartható, csúcstechnológiás{0}}és hatékonyhaltenyésztési modell.
A recirkulációs akvakultúra rendszer (RAS) berendezésfejlesztésének jelenlegi állapota külföldön
1. Erős ipari alap, amely lehetővé teszi a fejlett RAS-berendezéseket
A külföldi országok magasan fejlett ipari infrastruktúrájukra támaszkodva jelentős előrehaladást értek el a recirkulációs akvakultúra-rendszerek (RAS) kulcsfontosságú berendezéseinek kutatása és fejlesztése terén. Ezekben az országokban az alapvető mezőgazdasági létesítmények teljesítménye és megbízhatósága a világ legjobbjai közé tartozik, és támogatja a teljes folyamatautomatizálást és a hatékony rendszerintegrációt.
2. Vezető nemzetközi RAS-berendezésgyártók
Számos globális vállalat élen jár a RAS létesítmények gyártásában, és mindegyik az akvakultúra-termelési lánc különböző összetevőire összpontosít:
♢AKVA csoport (Norvégia):
Komplett akvakultúra-felszerelések fejlesztésére és gyártására specializálódott a teljes életciklusra -, beleértve a haltenyésztést, a termesztést-, a begyűjtést és a feldolgozást, valamint a nagyméretű-tengeri tenyésztési hajókat.
♢VAKI Aquaculture Systems (Izland):
A mezőgazdasági műveleteket támogató berendezésekre összpontosít, például halszivattyúkra, osztályozó gépekre és automatikus adagolókra.
♢HYDROTECH (Svédország):
Híres a kiváló-minőségű mikro-szűrődobszűrők gyártásáról, amelyek kritikusak a víztisztításban és a szilárd hulladék eltávolításában a RAS-beállításokon belül.
3. Intelligens etetőrendszerek a globális élvonalban
Az automatizált takarmányozási technológia területén több cég fejlesztett ki nemzetközileg vezető rendszereket, amelyek javítják a takarmányozás hatékonyságát és csökkentik a hulladék mennyiségét:
♢Fishtalk{0}}Az AKVA Group (Norvégia) irányítása:
Intelligens takarmánykezelési platform, amely integrálja az adatfigyelést, az etetési stratégia optimalizálását és a környezeti érzékelést.
♢ Feedmaster az ETI Company-tól (USA):
A precíziós akvakultúrához szabott, fejlett etetésvezérlő rendszer.
♢ Az ArvoTec (Finnország) által kifejlesztett etetőrobotok:
Ezek a robotok automatizált, programozható és fajspecifikus{0}}etetést tesznek lehetővé, javítva a pontosságot és a munka hatékonyságát.
Változatos RAS-modellek fejlesztése halak, garnélarák, algák, kagylók és tengeri uborka számára
Kína már kidolgozott egy kiforrott és méretezhető RAS-technológiát és berendezésrendszert a hal- és garnélarák-akvakultúra számára.
Emellett jelentős kutatások és ipari gyakorlatok folytak a mikroalgák, kagylók és tengeri uborkák üzemi tenyésztésében:
- vagy egysejtű algatermesztés, valamint kagyló és tengeri uborka palántanevelés, kiforrott RAS technológiai rendszert fejlesztettek ki.
- AÓceánológiai Intézet, Kínai Tudományos Akadémiazárt{0}}hurkú csőszerű fotobioreaktorokat fejlesztett ki a Haematococcus pluvialis nagy-léptékű tenyésztéséhez, és egy teljes folyamatrendszert hozott létre az asztaxantin ebből az algából történő kinyerésére.
- Kelet-Kínai Tudományos és Technológiai Egyetemelfogadott egy "heterotróf-hígítás-fotoindukált folyamatos termesztési folyamat" a Chlorella gyári-léptékű, nagy-sűrűségű termesztéséhez, olyan problémák megoldására, mint az alacsony sejtsűrűség, a gyenge növekedési sebesség, az alacsony termelékenység, a magas betakarítási költségek és a hagyományos fotoautotróf módszereknél tapasztalható inkonzisztens termékminőség.
Kagyló és tengeri uborka palánta termesztéséhez:
- A technológiák viszonylag kiforrottak, és széles körben alkalmazzák őket.
- Az ipar azonban továbbra is elsősorban az üzemi gazdálkodási{0}}modelleket alkalmazza, alacsony szintű gépesítéssel és automatizálással.
- A létesítmények korszerűsítését és a gazdálkodási modellek korszerűsítését illetően továbbra is jelentős fejlődési lehetőség van.
A recirkulációs akvakultúra-rendszer (RAS) iparágának nemzetközi kérdései
1. A magas építési költségek és az energiafogyasztás jelentik a legnagyobb kihívást a RAS modelleknél
A kapcsolódó kutatások szerint a gyári{0}}akvakultúra-rendszerek több energiát (áramot és üzemanyagot) fogyasztanak, és magasabb építési költségekkel járnak a hagyományos akvakultúra-modellekhez képest. Ezek a tényezők jelentik a legnagyobb kihívást a RAS fenntartható fejlődése szempontjából. Bár a RAS olyan intenzív termelési rendszereket alkalmaz, amelyek jelentősen csökkentik a víz- és földhasználatot, a magas energiafogyasztás növeli a működési költségeket, és hozzájárul a fosszilis tüzelőanyagok felhasználásával kapcsolatos lehetséges környezeti és energiahatásokhoz.
Mind a gazdasági, mind a környezeti fenntarthatóság eléréséhez elengedhetetlen az egyensúly megtalálása a vízfelhasználás, a hulladékkibocsátás, az energiafogyasztás és a termelés hatékonysága között.
Ezért a RAS-létesítmények energia--megtakarítási és kibocsátás-csökkentési-technológiáinak kutatása, valamint a környezetbarát és hatékony új technológiák és berendezések fejlesztése kulcsfontosságú terület lesz a RAS-ipar jövőbeli fejlődése szempontjából.
2. Betegségproblémák akadályozzák a RAS egészséges fejlődését
A betegségek kitörése az egyik legkritikusabb tényező, amely befolyásolja a gyári{0}}akvakultúra egészséges fejlődését. Az ISA-vírus által okozott fertőző lazac anémia (ISA) súlyos vírusos betegség. Ennek hatása Chile atlanti lazactermelésének meredek visszaeséséhez vezetett 2009 és 2010 között. A globális lazactenyésztés másik jelentős betegsége a szivárványos pisztráng ivadék szindróma (RTFS), amelyet a Flavobacterium psychrophilum hidegvíz{5}baktérium okoz.
Ez a Gram{0}}negatív baktérium nekrózist okoz a fertőzött szivárványos pisztráng lépében, májában és veséjében, ami étvágytalansághoz és abnormális úszási viselkedéshez vezet. A betegség magas elhullási arányt mutat a lazacivadékok körében, és évente jelentős veszteségeket okoz.
A garnélarák-akvakultúrában a betegségek még súlyosabbak, mint a halakat érintő problémák. A garnélarák gyakori betegségei közé tartozik a White Spot Disease (WSD), a Yellow Head Disease (YHD) és sok más. Ezek a betegségek továbbra is zavarják a RAS garnélatermesztő ipart, és jelentős akadályokká váltak egészséges fejlődése előtt.
Kilátások: A hatékony, intelligens és precíziós akvakultúra felé
A hatékony, intelligens és precíziós gazdálkodás kulcsfontosságú irányt jelent a kínai akvakultúra-ipar jövőbeli zöld fejlődésében. Ez az evolúció áttörést jelent az akvakultúra IoT, az intelligens vezérlőrendszerek, a big data technológiák, a robotika és az intelligens berendezések kutatásában és fejlesztésében, integrálva a tenyésztett fajok biológiai jellemzőinek megfelelően tervezett recirkulációs akvakultúra rendszerekkel (RAS).
Ezek a fejlesztések együttesen szárazföldi-alapú, gyári-jellegű „pilóta nélküli” intelligens halgazdaságok felépítését célozzák.
A háztartási vízminőség-figyelő érzékelők, az intelligens információfeldolgozás és az IoT-platformok gyors fejlődésével az intelligens technológiák alkalmazása a gyári{0}}akvakultúrában egyre inkább megvalósíthatóvá válik. Hangsúlyozni kell azonban, hogy az igazi intelligens akvakultúra csak akkor valósítható meg, ha először alaposan tanulmányozzuk és megértjük:
- a tenyésztett faj élettani körülményei és viselkedési jellemzői;
- növekedési mintáik és energiaköltségvetéseik;
- a vízminőség dinamikája a gazdálkodási folyamatban;
- és a környezetvédelmi szabályozás mechanizmusai.
Csak ezen az alapon tudjuk hatékonyan integrálni az IoT{0}}alapú nagy adatgyűjtést és -elemzést egy olyan akvakultúra-szakértői irányítási rendszer felépítéséhez,-amely egyesíti a tenyésztett szervezetek egészségi állapotának megfigyelését és értékelését, a tenyésztési folyamatok irányítását, a vízminőség-ellenőrzést és a berendezések üzemeltetését. Ez elengedhetetlen lesz az intelligens akvakultúra céljainak eléréséhez.