سیستم های آبزی پروری چرخشی (RAS): توسعه جهانی، چالش ها و روندهای آینده

مدلی جدید از آبزی پروری فشرده در گردش

1-مقدمه:

مدل مدرن سیستم های آبزی پروری چرخشی (RAS) با تصفیه و استفاده مجدد از فاضلاب آبزی پروری از طریق تجهیزات تصفیه آب مشخص می شود. این یک سیستم چند رشته ای است که اصولی از جانورشناسی، مهندسی مکانیک، مهندسی محیط زیست، فناوری کنترل کامپیوتر و مهندسی عمران را ادغام می کند. این شکل ابتکاری از آبزی پروری فشرده نشان دهنده همگرایی فناوری پیشرفته و شیوه های پایدار است.

2. مروری بر توسعه:

ظهور RAS در کشورهای خارجی

مفهوم آبزی پروری در حال چرخش کارخانه ای-در دهه 1960 در کشورهای اروپایی توسعه یافته آغاز شد. فن‌آوری‌های اساسی آن از آکواریوم‌های دریایی داخلی، سیستم‌های آکواریوم هوشمند، و-جریان تراکم بالا-از طریق مدل‌های پرورش ماهی سرچشمه می‌گیرد.

توسعه RAS در سه مرحله اصلی پیشرفت کرده است: آبزی پروری پیش{0}} صنعتی، کارخانه ای- و صنعتی. امروزه بسیاری از سیستم ها به موفقیت رسیده اندمکانیزاسیون، اتوماسیون، اطلاعات و مدیریت هوشمند، نشان دهنده گذار به سمت مدیریت علمی شیلات مدرن است.

با اجرای دستورالعمل چارچوب آب اتحادیه اروپا، RAS به یک اولویت سیاست ملی در چندین کشور اروپایی و آمریکایی تبدیل شده است، و همچنین به یک تمرکز کلیدی در توسعه پایدار صنایع آبزی پروری آنها تبدیل شده است.

ویژگی های فنی و تنوع گونه ها در اروپا

توسعه اولیه RAS در اروپا پیشگام بودهلند و دانمارکبا تمرکز در درجه اول بر روی گونه های آب شیرین مانند گربه ماهی آفریقایی، قزل آلا و مارماهی:

♢سیستم های RAS هلندی: معمولاً در داخل خانه و{0}}حلقه بسته، بهینه شده برای تولید گربه ماهی آفریقایی و مارماهی.

♢سیستم های RAS دانمارکی: سیستم‌های نیمه بسته در فضای باز، عمدتاً برای پرورش ماهی قزل آلا استفاده می‌شود.

با تکامل فناوری های RAS و توجه روزافزون صنعت و دولت،تنوع گونه های پرورشیبه طور قابل توجهی گسترش یافته است. در حال حاضر گونه های رایج کشت شده در RAS عبارتند از:

ماهی قزل آلا اقیانوس اطلس، تیلاپیا، مارماهی، قزل آلا، مارماهی، گربه ماهی آفریقایی، هالیبوت، و میگو - در مجموع بیش از ده گونه.
 

مقیاس استقرار و ادغام صنعتی

تا سال 2014، بیش ازتاسیسات آبزی پروری مبتنی بر 360 RAS{1}در سراسر تاسیس شده بودایالات متحده و اروپا. در این میان،نروژ و کانادابه عنوان رهبران جهانی در RAS برایپرورش ماهی قزل آلا.

از سال 1985 تا 2000، ظرفیت تولید یک مزرعه اروپایی معمولی برای ماهی قزل آلا (از نظر زیست توده) تقریباً افزایش یافت.20 بار. در اسکاتلند، تولید ماهی سالموناز سال 1996 تا 2006 دو برابر شد، رسیدن به تولید سالانه بیش از150000 ماهی قزل آلا جوان.

شرکت های بزرگ چند ملیتی آبزی پروری دراروپای شمال غربی، کانادا و شیلیبه طور مداوم شرکت های کوچکتری را به دست آورده اند و تشکیل می دهندگروه های تخصصی و عمودی یکپارچه. به عنوان مثال، شرکت هایی دراسکاتلند، نروژ و هلنداکنون حساب کنیدبیش از 85 درصداز تولید جهانی ماهی قزل آلا

شرکت های سررسید صنعتی و نمایندگی

در اروپا، شرکت‌های بیشتری از فناوری بسته RAS برای تولید نهال و کشاورزی کامل-استفاده می‌کنند. شرکت های نمایندگی عبارتند از:

♢ مزرعه ماهی تخت آبی آبی (بریتانیا)

♢France Turbot SAS (فرانسه)

♢Ecomares Marifarm GmbH (آلمان)

این شرکت‌ها در حال حرکت به سمت تخصصی شدن و توسعه-در مقیاس بزرگ هستند و به تدریج یک زنجیره صنعتی جامع را تشکیل می‌دهند که شامل موارد زیر است:

تولید تجهیزات → یکپارچه سازی سیستم → استقرار تجاری.

این تکامل صنعتی پایه محکمی برای جهانی شدن آبزی پروری در حال چرخش به عنوان یک پایه محکم ایجاد کرده استپایدار،-فناوری بالا، و کارآمدمدل پرورش ماهی

وضعیت فعلی توسعه تجهیزات سیستم آبزی پروری چرخشی (RAS) در خارج از کشور

1.بنیاد صنعتی قوی که تجهیزات پیشرفته RAS را فعال می کند

کشورهای خارجی با تکیه بر زیرساخت های صنعتی بسیار توسعه یافته خود، پیشرفت قابل توجهی در تحقیق و توسعه تجهیزات کلیدی برای سیستم های آبزی پروری چرخشی (RAS) داشته اند. عملکرد و قابلیت اطمینان تاسیسات کشاورزی اصلی در این کشورها در بین بهترین‌ها در سطح جهانی است که از اتوماسیون کامل فرآیند{{1} و یکپارچه‌سازی سیستم کارآمد پشتیبانی می‌کند.

2. تولید کنندگان پیشرو بین المللی تجهیزات RAS

چندین شرکت جهانی در خط مقدم تولید تسهیلات RAS هستند که هر کدام بر اجزای مختلف در زنجیره تولید آبزی پروری تمرکز دارند:

♢ گروه AKVA (نروژ):
متخصص در توسعه و تولید تجهیزات کامل آبزی پروری برای کل چرخه حیات - از جمله پرورش ماهی، رشد-، برداشت، و پردازش، و همچنین کشتی‌های کشاورزی در مقیاس بزرگ-در فراساحل.

♢VAKI Aquaculture Systems (ایسلند):
تمرکز بر تجهیزات پشتیبانی برای عملیات مزرعه، مانند پمپ ماهی، ماشین آلات درجه بندی، و تغذیه خودکار.

♢HYDROTECH (سوئد):
به دلیل تولید فیلترهای درام میکرو{1} با کیفیت بالا، که در تصفیه آب و حذف مواد زائد جامد در تنظیمات RAS حیاتی است، مشهور است.

3. سیستم های تغذیه هوشمند در خط مقدم جهانی

در زمینه فناوری تغذیه خودکار، چندین شرکت سیستم های پیشرو بین المللی را توسعه داده اند که کارایی خوراک را بهبود می بخشد و ضایعات را کاهش می دهد:

♢Fishtalk-کنترل توسط گروه AKVA (نروژ):
یک پلت فرم مدیریت تغذیه هوشمند که نظارت بر داده ها، بهینه سازی استراتژی تغذیه و سنجش محیطی را یکپارچه می کند.

♢Feedmaster توسط شرکت ETI (ایالات متحده آمریکا):
یک سیستم کنترل تغذیه پیشرفته که برای آبزی پروری دقیق طراحی شده است.

♢روبات های تغذیه که توسط ArvoTec (فنلاند) توسعه یافته است:
این ربات‌ها تغذیه خودکار، قابل برنامه‌ریزی و گونه‌های خاص را فعال می‌کنند و دقت و کارایی کار را افزایش می‌دهند.

توسعه مدل‌های متنوع RAS برای ماهی، میگو، جلبک، صدف و خیار دریایی

چین قبلاً یک فناوری و سیستم تجهیزات RAS بالغ و مقیاس پذیر برای پرورش ماهی و میگو ایجاد کرده است.

علاوه بر این، تحقیقات و فعالیت های صنعتی قابل توجهی در پرورش کارخانه ای ریزجلبک ها، صدف ها و خیارهای دریایی انجام شده است:

• یا کشت جلبک تک سلولی، و همچنین تولید نهال صدف و خیار دریایی، یک سیستم فناوری RAS بالغ توسعه یافته است.

• راموسسه اقیانوس شناسی، آکادمی علوم چینفتوبیوراکتورهای لوله‌ای بسته-برای کشت-هماتوکوکوس پلویالیس در مقیاس بزرگ ایجاد کرده است و یک سیستم فرآیند کامل برای استخراج آستاگزانتین از این جلبک ایجاد کرده است.

• دانشگاه علم و صنعت شرق چیناتخاذ یک "هتروتروف-رقت-فرایند کشت مداوم ناشی از فوتوبرای کشت کارخانه‌ای-در مقیاس-کلرلا با چگالی بالا، مشکلاتی مانند تراکم سلولی کم، سرعت رشد ضعیف، بهره‌وری پایین، هزینه‌های برداشت بالا، و کیفیت محصول ناسازگاری که در روش‌های فوتواتوتروفیک سنتی دیده می‌شود را برطرف می‌کند.

برای تولید نهال صدف و خیار دریایی:

• فن آوری ها نسبتا بالغ هستند و در مقیاس به کار گرفته شده اند.

• با این حال، صنعت هنوز هم عمدتاً جریان-از طریق مدل‌های کشاورزی کارخانه‌ای را با سطوح پایین مکانیزاسیون و اتوماسیون اتخاذ می‌کند.

• فضای قابل توجهی برای بهبود از نظر نوسازی تسهیلات و ارتقاء مدل کشاورزی وجود دارد.

مسائل بین المللی در صنعت سیستم آبزی پروری چرخشی (RAS).

1-هزینه های ساخت بالا و مصرف انرژی چالش های اصلی در مدل های RAS هستند

بر اساس تحقیقات مرتبط، سیستم‌های آبزی پروری مبتنی بر کارخانه، انرژی (برق و سوخت) بیشتری را در مقایسه با مدل‌های سنتی آبزی پروری مصرف می‌کنند و هزینه‌های ساخت بیشتری را متحمل می‌شوند. این عوامل بزرگترین چالش ها را برای توسعه پایدار RAS ایجاد می کند. اگرچه RAS سیستم های تولید فشرده ای را اتخاذ می کند که به طور قابل توجهی استفاده از آب و زمین را کاهش می دهد، مصرف بالای انرژی هزینه های عملیاتی را افزایش می دهد و به اثرات بالقوه زیست محیطی و انرژی مرتبط با استفاده از سوخت فسیلی کمک می کند.

برای دستیابی به پایداری اقتصادی و زیست محیطی، ایجاد تعادل بین مصرف آب، تخلیه زباله، مصرف انرژی و کارایی تولید ضروری است.

بنابراین، تحقیق بر روی فن‌آوری‌های کاهش-صرفه‌جویی و انتشار{1}} انرژی در تأسیسات RAS، همراه با توسعه فناوری‌ها و تجهیزات جدید سبز و کارآمد، یک حوزه تمرکز کلیدی برای پیشرفت آینده صنعت RAS خواهد بود.

2. مشکلات بیماری مانع توسعه سالم RAS می شود

شیوع بیماری یکی از حیاتی ترین عواملی است که بر توسعه سالم آبزی پروری کارخانه ای- تأثیر می گذارد. کم خونی عفونی سالمون (ISA) که توسط ویروس ISA ایجاد می شود، یک بیماری ویروسی شدید است. تأثیر آن منجر به کاهش شدید تولید ماهی قزل آلا اقیانوس اطلس شیلی طی سال های 2009-2010 شد. یکی دیگر از بیماری های مهم در پرورش ماهی آزاد جهانی، سندرم سرخ کردنی قزل آلای رنگین کمان (RTFS) است که توسط باکتری{5}آب سرد Flavobacterium psychrophilum ایجاد می شود.

این باکتری گرم{0}}منفی باعث نکروز در طحال، کبد و کلیه های قزل آلای رنگین کمان آلوده می شود که منجر به بی اشتهایی و رفتار غیر طبیعی شنا می شود. این بیماری میزان مرگ و میر بالایی در بچه ماهی قزل آلا دارد و سالانه تلفات قابل توجهی را به دنبال دارد.

در آبزی پروری میگو، مسائل بیماری حتی شدیدتر از مواردی است که ماهی را تحت تاثیر قرار می دهد. بیماری های رایج میگو شامل بیماری لکه سفید (WSD)، بیماری سر زرد (YHD) و بسیاری دیگر می شود. این بیماری ها همچنان صنعت پرورش میگو RAS را با مشکل مواجه می کند و به موانع اصلی توسعه سالم آن تبدیل شده است.

چشم انداز: به سوی آبزی پروری کارآمد، هوشمند و دقیق

کشاورزی کارآمد، هوشمند و دقیق نشان دهنده یک جهت کلیدی برای توسعه سبز آینده صنعت آبزی پروری چین است. این تکامل شامل پیشرفت‌هایی در تحقیق و توسعه اینترنت اشیا آبزی پروری، سیستم‌های کنترل هوشمند، فناوری‌های کلان داده، رباتیک و تجهیزات هوشمند، ادغام شده با سیستم‌های آبزی پروری چرخشی (RAS) طراحی‌شده با توجه به ویژگی‌های بیولوژیکی گونه‌های پرورش‌یافته است.

هدف این پیشرفت‌ها، ساخت مزارع ماهی هوشمند به سبک-کارخانه‌ای-به‌سبک «بدون سرنشین» است.

با پیشرفت سریع حسگرهای نظارت بر کیفیت آب خانگی، پردازش هوشمند اطلاعات و پلتفرم‌های اینترنت اشیا، استفاده از فناوری‌های هوشمند در آبزی پروری کارخانه‌ای{0}}به‌طور فزاینده‌ای امکان‌پذیر می‌شود. با این حال، باید تأکید کرد که آبزی پروری هوشمند واقعی تنها با مطالعه و درک کامل ابتدا قابل تحقق است:

• شرایط فیزیولوژیکی و ویژگی های رفتاری گونه های کشت شده؛
• الگوهای رشد و بودجه انرژی آنها؛
• پویایی کیفیت آب در فرآیند کشاورزی؛
• و مکانیسم های تنظیم زیست محیطی

فقط بر این اساس می‌توانیم به‌طور مؤثری-جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل کلان داده‌های مبتنی بر اینترنت اشیا را برای ایجاد یک سیستم مدیریت متخصص آبزی‌پروری{1}}یکپارچه کنیم که نظارت و ارزیابی سلامت ارگانیسم‌های پرورش‌یافته، مدیریت فرآیند کشاورزی، کنترل کیفیت آب و عملیات تجهیزات را ترکیب می‌کند. این امر برای دستیابی به اهداف آبزی پروری هوشمند ضروری خواهد بود.