ระบบการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบหมุนเวียน (RAS): การพัฒนาระดับโลก ความท้าทาย และแนวโน้มในอนาคต

รูปแบบใหม่ของการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบหมุนเวียนอย่างเข้มข้น

1.บทนำ:

รูปแบบที่ทันสมัยของระบบการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบหมุนเวียน (RAS) มีลักษณะพิเศษคือการทำให้น้ำเสียจากการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำบริสุทธิ์และนำกลับมาใช้ใหม่ผ่านอุปกรณ์บำบัดน้ำ เป็นระบบสหสาขาวิชาชีพที่บูรณาการหลักการจากสัตววิทยา วิศวกรรมเครื่องกล วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม เทคโนโลยีการควบคุมคอมพิวเตอร์ และวิศวกรรมโยธา รูปแบบที่เป็นนวัตกรรมใหม่ของการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบเข้มข้นนี้แสดงถึงการบรรจบกันของเทคโนโลยีขั้นสูงและแนวทางปฏิบัติที่ยั่งยืน

2.ภาพรวมการพัฒนา:

การเพิ่มขึ้นของ RAS ในต่างประเทศ

แนวคิดของการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบหมุนเวียนโดยใช้โรงงาน-มีต้นกำเนิดในปี 1960 ในประเทศยุโรปที่พัฒนาแล้ว เทคโนโลยีพื้นฐานของบริษัทเกิดขึ้นจากพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำทางทะเลภายในบก ระบบตู้ปลาอัจฉริยะ และ-การไหลที่มีความหนาแน่นสูง-ผ่านแบบจำลองการเลี้ยงปลา

การพัฒนา RAS มีความก้าวหน้าผ่านสามระยะหลัก: ก่อน-อุตสาหกรรม โรงงาน- และการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำเชิงอุตสาหกรรม ทุกวันนี้หลายระบบประสบความสำเร็จเครื่องจักรกล ระบบอัตโนมัติ ระบบสารสนเทศ และการจัดการอัจฉริยะซึ่งถือเป็นการเปลี่ยนผ่านไปสู่การจัดการประมงทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่

ด้วยแรงผลักดันจากการดำเนินการตามคำสั่งกรอบน้ำของสหภาพยุโรป RAS ได้กลายเป็นนโยบายระดับชาติที่มีความสำคัญเป็นอันดับแรกในหลายประเทศในยุโรปและอเมริกา เช่นเดียวกับการมุ่งเน้นหลักในการพัฒนาที่ยั่งยืนของอุตสาหกรรมการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำของประเทศเหล่านั้น

ลักษณะทางเทคนิคและความหลากหลายชนิดในยุโรป

การพัฒนา RAS ในช่วงแรกในยุโรปเป็นผู้บุกเบิกโดยเนเธอร์แลนด์และเดนมาร์กโดยเน้นไปที่สายพันธุ์น้ำจืดเป็นหลัก เช่น ปลาดุกแอฟริกา ปลาเทราท์ และปลาไหล:

♢ระบบ RAS ของเนเธอร์แลนด์: โดยทั่วไปแล้วจะอยู่ในอาคารและแบบปิด- ซึ่งได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการผลิตปลาดุกและปลาไหลแอฟริกัน

♢ระบบ RAS ของเดนมาร์ก: ระบบกลางแจ้งแบบกึ่งปิด- ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเลี้ยงปลาเทราท์

ด้วยวิวัฒนาการของเทคโนโลยี RAS และความสนใจที่เพิ่มขึ้นจากภาคอุตสาหกรรมและภาครัฐความหลากหลายของสายพันธุ์ที่เพาะปลูกได้ขยายตัวอย่างมีนัยสำคัญ ปัจจุบันพันธุ์พืชทั่วไปที่ปลูกใน RAS ได้แก่ :

ปลาแซลมอนแอตแลนติก ปลานิล ปลาไหล ปลาเทราท์ ปลาเทอร์โบ ปลาดุกแอฟริกัน ปลาฮาลิบัต และกุ้ง - รวมกว่าสิบสายพันธุ์
 

ขนาดการใช้งานและการบูรณาการทางอุตสาหกรรม

ณ ปี 2557 มากกว่าสถานที่เพาะเลี้ยงสัตว์น้ำตาม 360 RAS-ได้รับการสถาปนาไปทั่วสหรัฐอเมริกาและยุโรป- ในบรรดาสิ่งเหล่านี้นอร์เวย์และแคนาดาได้รับการยอมรับว่าเป็นผู้นำระดับโลกใน RAS สำหรับการเลี้ยงปลาแซลมอน.

ตั้งแต่ปี 1985 ถึง 2000 กำลังการผลิตปลาแซลมอนทอดตามแบบฉบับของฟาร์มในยุโรป (ในแง่ของชีวมวล) เพิ่มขึ้นประมาณ20 ครั้ง- ในสกอตแลนด์ การผลิตปลาแซลมอนทอดเพิ่มขึ้นสองเท่าตั้งแต่ปี 2539 ถึง 2549ซึ่งมีผลผลิตต่อปีมากกว่าปลาแซลมอนวัยอ่อน 150,000 ตัว.

บริษัทเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำข้ามชาติขนาดใหญ่ในยุโรปตะวันตกเฉียงเหนือ แคนาดา และชิลีได้เข้าซื้อกิจการวิสาหกิจขนาดเล็กมาอย่างต่อเนื่องกลุ่มเฉพาะทางและบูรณาการในแนวตั้ง- ยกตัวอย่างบริษัทในสกอตแลนด์ นอร์เวย์ และเนเธอร์แลนด์ตอนนี้บัญชีสำหรับมากกว่า 85%ของผลผลิตปลาแซลมอนทั่วโลก

วุฒิภาวะทางอุตสาหกรรมและวิสาหกิจตัวแทน

ในยุโรป บริษัทจำนวนมากขึ้นหันมาใช้เทคโนโลยี RAS แบบปิดสำหรับการผลิตต้นกล้าและการทำฟาร์มแบบครบวงจร- วิสาหกิจตัวแทนได้แก่:

♢ฟาร์มปลาแบนบลูวอเตอร์ (สหราชอาณาจักร)

♢ฝรั่งเศส Turbot SAS (ฝรั่งเศส)

♢Ecomares Marifarm GmbH (เยอรมนี)

บริษัทเหล่านี้กำลังก้าวไปสู่ความเชี่ยวชาญพิเศษและการพัฒนาในวงกว้าง- โดยค่อยๆ สร้างห่วงโซ่อุตสาหกรรมที่ครอบคลุมซึ่งครอบคลุมถึง:

การผลิตอุปกรณ์ → การรวมระบบ → การใช้งานเชิงพาณิชย์

วิวัฒนาการทางอุตสาหกรรมนี้ได้วางรากฐานที่มั่นคงสำหรับการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบหมุนเวียนในยุคโลกาภิวัตน์ยั่งยืน -เทคโนโลยีขั้นสูง และมีประสิทธิภาพโมเดลการเลี้ยงปลา

สถานะปัจจุบันของการพัฒนาอุปกรณ์ระบบเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบหมุนเวียน (RAS) ในต่างประเทศ

1. รากฐานอุตสาหกรรมที่แข็งแกร่งเปิดใช้งานอุปกรณ์ RAS ขั้นสูง

ต่างประเทศมีความก้าวหน้าอย่างมากในการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์สำคัญสำหรับระบบเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบหมุนเวียน (RAS) โดยอาศัยโครงสร้างพื้นฐานทางอุตสาหกรรมที่ได้รับการพัฒนาขั้นสูง ประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของสิ่งอำนวยความสะดวกการทำฟาร์มหลักในประเทศเหล่านี้อยู่ในกลุ่มที่ดีที่สุดในโลก โดยสนับสนุน-กระบวนการอัตโนมัติเต็มรูปแบบและการบูรณาการระบบที่มีประสิทธิภาพ

2. ผู้ผลิตอุปกรณ์ RAS ชั้นนำระดับนานาชาติ

บริษัทระดับโลกหลายแห่งอยู่ในระดับแนวหน้าของการผลิตในโรงงานของ RAS โดยแต่ละบริษัทมุ่งเน้นไปที่ส่วนประกอบที่แตกต่างกันภายในห่วงโซ่การผลิตของการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ:

♢AKVA Group (นอร์เวย์):
เชี่ยวชาญในการพัฒนาและการผลิตอุปกรณ์เพาะเลี้ยงสัตว์น้ำครบวงจรตลอดวงจรชีวิต - รวมถึงการเพาะพันธุ์ปลา การเจริญเติบโต- การเก็บเกี่ยว และการแปรรูป รวมถึง-เรือทำฟาร์มนอกชายฝั่งขนาดใหญ่

♢VAKI Aquaculture Systems (ไอซ์แลนด์):
มุ่งเน้นอุปกรณ์สนับสนุนการดำเนินงานฟาร์ม เช่น เครื่องสูบปลา เครื่องคัดขนาด และเครื่องให้อาหารอัตโนมัติ

♢ไฮโดรเทค (สวีเดน):
มีชื่อเสียงในการผลิตตัวกรองดรัมกรองแบบกรองขนาดเล็ก-คุณภาพสูง- ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำน้ำให้บริสุทธิ์และการกำจัดขยะมูลฝอยภายในการตั้งค่า RAS

3. ระบบการให้อาหารอัจฉริยะในระดับแนวหน้าระดับโลก

ในด้านเทคโนโลยีการให้อาหารอัตโนมัติ บริษัทหลายแห่งได้พัฒนาระบบชั้นนำระดับสากลที่ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการป้อนอาหารและลดของเสีย:

♢Fishtalk-ควบคุมโดย AKVA Group (นอร์เวย์):
แพลตฟอร์มการจัดการการให้อาหารอัจฉริยะที่ผสานรวมการตรวจสอบข้อมูล การเพิ่มประสิทธิภาพกลยุทธ์การให้อาหาร และการตรวจจับสภาพแวดล้อม

♢Feedmaster โดย ETI Company (สหรัฐอเมริกา):
ระบบควบคุมการให้อาหารขั้นสูงที่ออกแบบมาเพื่อการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำที่แม่นยำ

♢หุ่นยนต์ป้อนอาหารที่พัฒนาโดย ArvoTec (ฟินแลนด์):
หุ่นยนต์เหล่านี้ช่วยให้การให้อาหารแบบอัตโนมัติ ตั้งโปรแกรมได้ และการให้อาหารเฉพาะสปีชีส์- ช่วยเพิ่มความแม่นยำและประสิทธิภาพแรงงาน

การพัฒนาแบบจำลอง RAS ที่หลากหลายสำหรับปลา กุ้ง สาหร่าย หอย และปลิงทะเล

จีนได้สร้างเทคโนโลยีและอุปกรณ์ RAS ที่เติบโตและปรับขนาดได้สำหรับการเพาะเลี้ยงปลาและกุ้งแล้ว

นอกจากนี้ ยังมีการวิจัยที่สำคัญและการปฏิบัติทางอุตสาหกรรมในโรงงานเลี้ยงสาหร่ายขนาดเล็ก หอย และปลิงทะเล:

• หรือการเพาะปลูกสาหร่ายเซลล์เดียว ตลอดจนการผลิตต้นกล้าหอยและปลิงทะเล ได้มีการพัฒนาระบบเทคโนโลยี RAS ที่เติบโตเต็มที่

• ที่สถาบันสมุทรศาสตร์ สถาบันวิทยาศาสตร์จีนได้พัฒนา-เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบท่อแบบวงปิดสำหรับการเพาะเลี้ยง Haematococcus pluvialis ขนาดใหญ่- และได้สร้างระบบกระบวนการที่สมบูรณ์สำหรับการสกัดแอสตาแซนธินจากสาหร่ายนี้

• มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอีสต์ไชน่านำมาใช้เป็น "เฮเทอโรโทรฟิก-เจือจาง-กระบวนการเพาะเลี้ยงอย่างต่อเนื่องด้วยแสง" สำหรับ-การเพาะคลอเรลลาในระดับสูง-ในโรงงานที่มีความหนาแน่นสูง จัดการกับปัญหาต่างๆ เช่น ความหนาแน่นของเซลล์ต่ำ อัตราการเติบโตต่ำ ผลผลิตต่ำ ต้นทุนการเก็บเกี่ยวสูง และคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ไม่สอดคล้องกันที่พบในวิธีการโฟโตออโตโทรฟิกแบบดั้งเดิม

สำหรับการผลิตต้นกล้าหอยและปลิงทะเล:

• เทคโนโลยีค่อนข้างสมบูรณ์และมีการนำไปใช้ในวงกว้าง

• อย่างไรก็ตาม อุตสาหกรรมยังคงใช้การไหล-ผ่านโมเดลการทำฟาร์มแบบโรงงานเป็นหลัก โดยมีการใช้เครื่องจักรและระบบอัตโนมัติในระดับต่ำ

• ยังมีพื้นที่อีกมากสำหรับการปรับปรุงในแง่ของการปรับปรุงสิ่งอำนวยความสะดวกให้ทันสมัยและการอัพเกรดโมเดลการทำฟาร์ม

ปัญหาระหว่างประเทศในอุตสาหกรรมระบบการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบหมุนเวียน (RAS)

1.ต้นทุนการก่อสร้างที่สูงและการใช้พลังงานเป็นความท้าทายที่สำคัญในโมเดล RAS

จากการวิจัยที่เกี่ยวข้อง ระบบการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำในโรงงาน-ใช้พลังงานมากกว่า (ไฟฟ้าและเชื้อเพลิง) และมีค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างสูงกว่าเมื่อเทียบกับแบบจำลองการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบดั้งเดิม ปัจจัยเหล่านี้ก่อให้เกิดความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดต่อการพัฒนาที่ยั่งยืนของ RAS แม้ว่า RAS จะนำระบบการผลิตแบบเข้มข้นมาใช้ซึ่งจะลดการใช้น้ำและที่ดินลงอย่างมาก แต่การใช้พลังงานที่สูงจะเพิ่มต้นทุนการดำเนินงานและก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล

เพื่อให้บรรลุความยั่งยืนทั้งทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อม จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องสร้างสมดุลระหว่างการใช้น้ำ การปล่อยของเสีย การใช้พลังงาน และประสิทธิภาพการผลิต

ดังนั้น การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยี-การประหยัดพลังงานและการลดการปล่อยก๊าซ-ในโรงงาน RAS พร้อมด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีและอุปกรณ์ใหม่ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและมีประสิทธิภาพ จะเป็นประเด็นหลักที่มุ่งเน้นสำหรับความก้าวหน้าในอนาคตของอุตสาหกรรม RAS

2. ปัญหาโรคขัดขวางการพัฒนาสุขภาพของ RAS

การระบาดของโรคเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งที่ส่งผลต่อการพัฒนาสุขภาพที่ดีของการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำในโรงงาน- โรคโลหิตจางจากปลาแซลมอนติดเชื้อ (ISA) ที่เกิดจากไวรัส ISA เป็นโรคไวรัสที่รุนแรง ผลกระทบดังกล่าวทำให้การผลิตปลาแซลมอนแอตแลนติกของชิลีลดลงอย่างมากในช่วงปี 2552-2553 โรคสำคัญอีกโรคหนึ่งในการเลี้ยงปลาแซลมอนทั่วโลกคือ Rainbow Trout Fry Syndrome (RTFS) ที่เกิดจากแบคทีเรียในน้ำเย็น-Flavobacterium Psychrophilum

แบคทีเรียแกรมลบ-นี้ทำให้เกิดเนื้อตายในม้าม ตับ และไตของเรนโบว์เทราต์ที่ติดเชื้อ ทำให้เกิดอาการเบื่ออาหารและพฤติกรรมการว่ายน้ำที่ผิดปกติ โรคนี้มีอัตราการตายสูงในลูกปลาแซลมอนและส่งผลให้เกิดการสูญเสียอย่างมากทุกปี

ในการเพาะเลี้ยงกุ้ง ปัญหาโรคจะรุนแรงกว่าปัญหาปลาเสียอีก โรคกุ้งที่พบบ่อย ได้แก่ โรคจุดขาว (WSD) โรคหัวเหลือง (YHD) และอื่นๆ อีกมากมาย โรคเหล่านี้ยังคงสร้างปัญหาให้กับอุตสาหกรรมการเลี้ยงกุ้งของ RAS และกลายเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการพัฒนาสุขภาพที่ดี

อนาคต: สู่การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำที่มีประสิทธิภาพ ชาญฉลาด และแม่นยำ

การทำฟาร์มที่มีประสิทธิภาพ ชาญฉลาด และแม่นยำ ถือเป็นทิศทางสำคัญสำหรับการพัฒนาสีเขียวในอนาคตของอุตสาหกรรมเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำของจีน วิวัฒนาการนี้จะเกี่ยวข้องกับความก้าวหน้าในการวิจัยและพัฒนา IoT การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ ระบบควบคุมอัจฉริยะ เทคโนโลยีบิ๊กดาต้า หุ่นยนต์ และอุปกรณ์อัจฉริยะ บูรณาการเข้ากับระบบเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบหมุนเวียน (RAS) ที่ออกแบบตามลักษณะทางชีวภาพของสายพันธุ์ที่เพาะเลี้ยง

ความก้าวหน้าเหล่านี้ร่วมกันมุ่งเป้าไปที่การสร้างฟาร์มปลาอัจฉริยะ-แบบโรงงาน-แบบ "ไร้คนขับ"

ด้วยความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของเซ็นเซอร์ตรวจสอบคุณภาพน้ำในครัวเรือน การประมวลผลข้อมูลอัจฉริยะ และแพลตฟอร์ม IoT การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีอัจฉริยะในการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำในโรงงาน-จึงมีความเป็นไปได้มากขึ้น อย่างไรก็ตาม จะต้องเน้นย้ำว่าการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำที่ชาญฉลาดอย่างแท้จริงจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อศึกษาและทำความเข้าใจอย่างถี่ถ้วนก่อนเท่านั้น:

• สภาพทางสรีรวิทยาและลักษณะพฤติกรรมของชนิดพันธุ์ที่เพาะเลี้ยง
• รูปแบบการเติบโตและงบประมาณด้านพลังงาน
• พลวัตของคุณภาพน้ำในกระบวนการทำฟาร์ม
• และกลไกการควบคุมสิ่งแวดล้อม

บนรากฐานนี้เท่านั้นที่เราสามารถบูรณาการการรวบรวมและการวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่โดยใช้ IoT ได้อย่างมีประสิทธิภาพ- เพื่อสร้างระบบการจัดการผู้เชี่ยวชาญด้านการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ- ซึ่งเป็นระบบที่ผสมผสานการติดตามสุขภาพและการประเมินสิ่งมีชีวิตที่เพาะเลี้ยง การจัดการกระบวนการทำฟาร์ม การควบคุมคุณภาพน้ำ และการทำงานของอุปกรณ์ นี่จะเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการบรรลุเป้าหมายของการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำอัจฉริยะ