王志勇,冯书庆
(中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海 200092)
我国是海洋大国,海洋渔业是我国粮食安全保障体系的重要组成部分。多年来,我国以海水养殖为重点的海洋渔业迅猛发展,网箱养殖是我国海洋渔业生产重要组成部分。目前,全国网箱总数超过200万只,其中深水网箱约1万多只。养殖产量的大幅增加对捕捞、起运提出了新的要求,当成鱼销售时,必须适时地把活鱼起捕上来,并保持较高的成活率,因此,需要快速高效的机械化起捕,提高养殖管理水平[1-4]。
由于网箱结构和养殖环境不同,采用的集鱼与起捕方式也各不相同。目前,国内网箱养殖鱼类的起捕有吊杆起捕、吸鱼泵起捕、螺旋提升机起捕等几种方式。
吊杆起捕是国内网箱养殖最主要的起捕方式,近岸普通网箱一般规格较小,起捕时通过人力将网衣底部抬起,用网兜抄鱼,通过简易电动提升机将鱼提升后转运到起捕船上,进行运输销售。该方法适宜养殖面积小、密度高的网箱,其应用较广,但需耗费较大的人力。深水网箱周长为40~80 m,由于规格较大,主要通过捕捞船上安装的吊机将网箱内的网衣吊起聚集鱼群,然后用网袋将成鱼吊起转运到起捕船上,进一步提高起鱼效率,降低劳动强度。以周长80 m的HDPE圆形网箱养殖的6万尾活鱼起捕为例,捕捞船靠近网箱,固定好船只后船上吊机将网兜沉到网箱里,从网箱中兜起活鱼提升至水面并倒入捕捞船船舱,整个网箱起捕过程50 min就可以完成。根据需要船舱可以用碎冰冷藏或用水活鱼运输,保持成鱼的鲜活度,靠岸后,运输车和起重机用提鱼筒将船舱内的成鱼转移到运输车上,然后分销到不同的地点。
吸鱼泵从20世纪50年代开始发展至今,种类繁多、产品规格各异,成为水产养殖和海洋捕捞中渔获物起捕、传输的主要工具,吸鱼泵的使用实现了渔获提升的机械化、自动化作业,减少人为因素对生产过程的影响。目前,网箱起捕用吸鱼泵主要有3种结构形式,即离心式、射流式和真空式。离心式吸鱼泵的优点是工作效率高,缺点是对泵的结构形式有特殊要求,且由于叶轮端部的机械切割作用导致鱼类损伤率高,目前主要用于渔船装载的渔获物的起捕或码头转运,而在网箱起捕方面,仅应用于起捕1 kg以下的成鱼,不适合用于起捕较大规格的活鱼。射流式吸鱼泵的优点是无运动部件,结构简单,缺点是能耗高、效率低,也不适合用于输送较大规格活鱼的场合。真空式吸鱼泵也无运动部件,结构简单,工作效率较高,能耗较低,对鱼体无损伤,适合输送较大规格的活鱼,因而在全球范围内得到了广泛使用。
作业过程中,将真空吸鱼泵安装在起捕船上,起捕前通过人工或机械辅助进行聚网,提高鱼的密度从而方便吸鱼,聚网后将吸鱼软管放入网衣内。根据作业过程,真空式吸鱼泵又分为间歇式和连续式两种。间歇式吸鱼泵的工作原理是吸鱼时吸鱼阀门、排鱼阀门和保护阀门关闭,通过水环式真空泵对罐式集鱼筒抽气,当罐体达到一定真空度后,吸鱼阀打开,鱼水混合液吸入集鱼筒,随后吸鱼阀关闭,排鱼阀打开,鱼水分离后活鱼进入船舱。连续式吸鱼泵是在间歇式结构的基础上增加一个相同规格的集鱼筒,两个集鱼筒交替进行抽气、吸鱼和排鱼,实现成鱼连续起捕,使网箱起捕效率大大提高。
基于阿基米德螺旋线原理的螺旋提升机,主要通过滚筒内的叶片旋转将网箱内的活鱼螺旋提升至渔船船舱。起捕时将渔网抬起聚集鱼群,提高鱼的密度,螺旋提升机倾斜安装在船侧,下端为进鱼口,放置于网箱鱼群聚集处,上端出鱼口连接盛鱼箱或借助软管通到船舱内。当滚筒开始转动时,鱼在螺旋叶片推力的作用下,沿滚筒轴向移动,提升过程中将水排出,活鱼从螺旋提升机下端传送到装置上端,最终输送到盛鱼箱内。可以根据网箱位置调节螺旋提升机角度,方便起鱼,在整个输送过程中,鱼体不会碰撞损伤,但该设备不适用于起捕较大规格的活鱼。在国内,开展了该设备相关试验应用,效果良好,国外有些工厂化养殖中将该设备用于养殖过程中的分级起捕。
目前国内网箱绝大部分是普通网箱,结构简单,造价低廉,投资少,养殖成本较低,起捕方式都是采用人工抄网,吊机或简易卷扬机辅助起吊,起捕操作灵活、便捷,应用最多。深水网箱养殖在我国起步较晚,虽然近几年深水网箱得到快速发展,但网箱配套设施还不够完善。国内深水网箱起捕主要是通过起捕船上的吊机辅助聚网、吊袋起鱼转运到起捕船上,这种应用模式比较常见,在国外大型网箱起捕上也有很多应用。在吸鱼泵起捕方面,国内相关研究机构开展了关于射流式、真空式吸鱼泵的研究开发,取得了一定的成果,在工厂化养殖和池塘养殖上已有很多应用。但在网箱起捕应用中还存在一些不足,研制的真空吸鱼泵由于体积较大,吸鱼管道长而笨重,需要配备相应的船只、发电机组及吊拉设备,因此价格比较高,且在海上安装、拖拽操作多有不便,目前只是在个别深水网箱平台进行示范性应用,并未得到产业化推广。而挪威、日本、俄罗斯、美国、丹麦等养殖业发达的国家由于网箱养殖发展较早,吸鱼泵起捕技术比较成熟,应用普遍配套设施完善,拥有专业的起捕船[5-7]。
在国家相关政策的支持下,网箱养殖逐步向深远海方向发展,国内近几年先后研发了大型钢结构网箱、深海渔场以及养殖工船等深远海养殖设施。为了促进海上发展养殖设施,需要机械化、自动化的起捕设备,因此,提高吸鱼泵的工作效率,增加其适用性、便捷性,将会进一步推进吸鱼泵在网箱养殖上的应用[8-9]。
网箱起捕作为养殖流通过程中重要的环节,如何利用机械化作业,降低劳动强度,提高工作效率,实现渔业生产安全、高效,成为亟须解决的问题。
(1)提高自动化、智能化控制水平,借助监测、反馈设备,自动调节集鱼筒内真空度、流量等关键参数,提高起捕效率,减小鱼体损伤,保证鱼体鲜度和品质。
(2)提升起捕设备集成化、一体化水平,使海上起捕作业快捷、灵活,维护方便。
(3)增强通用性、多用性,针对网箱养殖模式以及捕捞生产作业的特点,区别设计适合不同模式的个性化配套属具,实现活鱼的起捕、传输、分级、分类、计数和称重等功能。