Аэрация в рыбоводстве

Рыбоводческое хозяйство (аквакультура) в Норвегии
Используемые приборы

Мировое потребление рыбы постоянно растет. При этом море уже не может обеспечить достаточное количество «дикой» рыбы, некоторые виды становятся дефицитными из-за чрезмерного вылова в промышленных объемах. В этой ситуации рыбоводство (аквакультура) приобретает всё большее значение. В настоящий момент примерно половина потребляемой рыбы выращена в рыбоводческих хозяйствах.

Рыбоводство

Когда слышишь о рыбных фермах, в голове возникает образ аквариума (может быть очень большого аквариума), пруда или плавучей сети в море. Но в Норвегии, крупном игроке на рынке аквакультуры, люди думают в более широких масштабах. Типичный садок для рыбы недалеко от норвежского побережья имеет диаметр в десятки метров и содержит от 200 000 до 300 000 лососей. В ближайшем будущем планируется увеличение емкости садков до 1 или даже 2 миллионов особей. Только в Норвегии в начале 2018 года функционировали более 3500 садков для разведения рыбы. И норвежские специалисты постоянно расширяют свои познания и развивают технологии рыбоводства.

Лосось является типичным примером рыбы для искусственного разведения. Этот вида предпочитает холодную воду +7…9°С, вот почему эта аквакультура так распространена в северном полушарии вообще, и у берегов фьордов в частности. А кроме того, лосось популярен в кулинарии, его легко обнаружить в меню ресторанов по всему миру.

Аэрация

В рыбоводстве аэрация в буквальном смысле имеет жизненно важное значение. В дополнение к корму, рыбе необходим кислород в виде крошечных воздушных пузырьков, содержащихся в воде. Рыбы достаточно плотно размещаются в садках и без искусственного насыщения кислородом (аэрации) обойтись нельзя. Но аэрация дает и другие преимущества.

Одна из основных проблем при рыбоводстве – морские рыбьи вши, мелкие паразиты в виде очень маленьких рачков, которые питаются кровью рыбы. Вши больше всего опасны для мальков, которые из-за ослабленного паразитом иммунитета могут умирать.

Аэрация в садке для рыбы

В какой-то момент было установлено, что при продувке воздуха со дна садка движение рыбы изменяется. Вместо того, чтобы неспешно кружить изо дня в день, как обычно делает лосось, рыбы начинают двигаться в различных направлениях и становятся более активными. Если лосось более подвижный, то его мышцы работают активнее, и качество мяса улучшается. Также специалисты обнаружили, что аэрация помогает создавать более комфортную водную среду с благоприятной температурой и достаточным количеством кислорода. А в конце концов оказалось, что вероятность появления паразитов при аэрации уменьшается. Таким образом, аэрация дает два существенных преимущества: улучшение качества лосося и уменьшение количества паразитов.

Аэрация в рыбных хозяйствах с использованием регуляторов массового расхода

Процесс аэрации очень прост и все же может дать отличные результаты, как показано выше. Подача воздуха может происходить естественными водными потоками (от берега, вниз по дну), различного вида насосами, а контролироваться с помощью регулирующих клапанов с использованием различных расходомеров, как правило, ротаметров. А можно использовать автоматические регуляторы массового расхода с подачей в сжатого воздуха от компрессора. Компрессор генерирует сжатый воздух из окружающей атмосферы и подает его в расходомер для контролируемой аэрации воды в садках.

Чтобы управлять рыбным хозяйством дистанционно, без привлечения дополнительного персонала, требуется как можно больше автоматизации процессов. Автоматизируют в том числе и процесс кормления. Следует учитывать, что продувку воздухом при кормлении необходимо прерывать, чтобы рыба могла схватить пищу до того, как она выплывет за пределы садка. Поэтому расходомеры должны оснащаться цифровым интерфейсом, обеспечивающим дистанционное управление из диспетчерской на суше. Аэрация прекращается, когда начинается подача корма, а когда кормление заканчивается, автоматически возвращается предыдущая уставка, чтобы состояние воды оставалось таким же, как и раньше.

Оперативное дистанционное управление расходомерами открывает возможности по долговременному поддержанию комфортных условий для рыбы. В течение длительного сухого периода, когда движение воды снижается, требуется увеличение подачи воздуха. А в штормовую погоду, наоборот, можно уменьшать аэрацию.

А снижение подачи воздуха позволяет существенно экономить электроэнергию. Каждый сэкономленный кубический метр воздуха напрямую влияет на затраты на работу компрессоров. Также экономия достигается благодаря большой точности измерения расхода, быстрой реакции приборов на изменение уставки (менее 1 с от закрытого состояния до полностью открытого).

Для аэрации на одном из норвежских рыбных хозяйств был использован набор из нескольких регуляторов массового расхода MASS-STREAM D-6371, по одному прибору на каждый садок. Каждый регулятор подает расход воздух в диапазоне от 250 до 600 н.л/мин. Воздух в расходомеры поступает от компрессора под давлением 6 бар.

Приборы управляются дистанционно от компьютера в центре управления на суше с использованием ПЛК и протокола связи Modbus. Сигналы передаются через мобильную сеть 4G на кормовой плот в море рядом с садками. Компрессор расположен в корпусе плота, а шкаф с регуляторами расхода находится на палубе. Встроенный в каждый расходомер дисплей позволяет локально диагностировать или отменять дистанционно проведенные настройки, если это необходимо. Схема питания и управления приведена на рисунке. На втором рисунке показан шкаф с расходомерами.

Схема системы аэрации на основе расходомеров MASS-STREAM

Шкаф системы аэрации с расходомерами MASS-STREAM

До принятия решения об использовании регуляторов расхода Bronkhorst в рыбном хозяйстве для контроля расхода использовали ротаметры с ручными игольчатыми клапанами, установленные на плоту. Управление расходом осуществлялось только локально, не было возможности постоянного контроля подачи воздуха. Расход проверялся и устанавливался только тогда, когда к плоту приплывал сотрудник хозяйства.

Важной причиной, по которой выбор руководства хозяйства пал на регуляторы расхода MASS-STREAM, является соотношение цены и качества для этих приборов. Поскольку для решения задачи аэрации требуется большое количество приборов, относительно низкая цена является существенным преимуществом. В целях экономии были выбраны приборы с алюминиевым корпусом вместо нержавеющей стали. При этом надежность работы приборов не пострадала. Предложенное компанией Bronkhorst решение успешно работает даже в таких тяжелых климатических условиях, как норвежских фьорды.

Шкаф системы аэрации с расходомерами MASS-STREAM на палубе плота

Трубопроводы системы аэрации подают воздух к садкам

По материалам https://www.bronkhorst.com/int/blog/aeration-in-fish-farming/ и https://www.bronkhorst.com/int/markets/miscellaneous-applications/application-note-a105-gp99-aeration-in-fish-farmin/.

Другие решения