王志勇,馮書慶
(中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所,上海 200092)
我國是海洋大國,海洋漁業(yè)是我國糧食安全保障體系的重要組成部分。多年來,我國以海水養(yǎng)殖為重點(diǎn)的海洋漁業(yè)迅猛發(fā)展,網(wǎng)箱養(yǎng)殖是我國海洋漁業(yè)生產(chǎn)重要組成部分。目前,全國網(wǎng)箱總數(shù)超過200萬只,其中深水網(wǎng)箱約1萬多只。養(yǎng)殖產(chǎn)量的大幅增加對(duì)捕撈、起運(yùn)提出了新的要求,當(dāng)成魚銷售時(shí),必須適時(shí)地把活魚起捕上來,并保持較高的成活率,因此,需要快速高效的機(jī)械化起捕,提高養(yǎng)殖管理水平[1-4]。
由于網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)和養(yǎng)殖環(huán)境不同,采用的集魚與起捕方式也各不相同。目前,國內(nèi)網(wǎng)箱養(yǎng)殖魚類的起捕有吊桿起捕、吸魚泵起捕、螺旋提升機(jī)起捕等幾種方式。
吊桿起捕是國內(nèi)網(wǎng)箱養(yǎng)殖最主要的起捕方式,近岸普通網(wǎng)箱一般規(guī)格較小,起捕時(shí)通過人力將網(wǎng)衣底部抬起,用網(wǎng)兜抄魚,通過簡易電動(dòng)提升機(jī)將魚提升后轉(zhuǎn)運(yùn)到起捕船上,進(jìn)行運(yùn)輸銷售。該方法適宜養(yǎng)殖面積小、密度高的網(wǎng)箱,其應(yīng)用較廣,但需耗費(fèi)較大的人力。深水網(wǎng)箱周長為40~80 m,由于規(guī)格較大,主要通過捕撈船上安裝的吊機(jī)將網(wǎng)箱內(nèi)的網(wǎng)衣吊起聚集魚群,然后用網(wǎng)袋將成魚吊起轉(zhuǎn)運(yùn)到起捕船上,進(jìn)一步提高起魚效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。以周長80 m的HDPE圓形網(wǎng)箱養(yǎng)殖的6萬尾活魚起捕為例,捕撈船靠近網(wǎng)箱,固定好船只后船上吊機(jī)將網(wǎng)兜沉到網(wǎng)箱里,從網(wǎng)箱中兜起活魚提升至水面并倒入捕撈船船艙,整個(gè)網(wǎng)箱起捕過程50 min就可以完成。根據(jù)需要船艙可以用碎冰冷藏或用水活魚運(yùn)輸,保持成魚的鮮活度,靠岸后,運(yùn)輸車和起重機(jī)用提魚筒將船艙內(nèi)的成魚轉(zhuǎn)移到運(yùn)輸車上,然后分銷到不同的地點(diǎn)。
吸魚泵從20世紀(jì)50年代開始發(fā)展至今,種類繁多、產(chǎn)品規(guī)格各異,成為水產(chǎn)養(yǎng)殖和海洋捕撈中漁獲物起捕、傳輸?shù)闹饕ぞ?,吸魚泵的使用實(shí)現(xiàn)了漁獲提升的機(jī)械化、自動(dòng)化作業(yè),減少人為因素對(duì)生產(chǎn)過程的影響。目前,網(wǎng)箱起捕用吸魚泵主要有3種結(jié)構(gòu)形式,即離心式、射流式和真空式。離心式吸魚泵的優(yōu)點(diǎn)是工作效率高,缺點(diǎn)是對(duì)泵的結(jié)構(gòu)形式有特殊要求,且由于葉輪端部的機(jī)械切割作用導(dǎo)致魚類損傷率高,目前主要用于漁船裝載的漁獲物的起捕或碼頭轉(zhuǎn)運(yùn),而在網(wǎng)箱起捕方面,僅應(yīng)用于起捕1 kg以下的成魚,不適合用于起捕較大規(guī)格的活魚。射流式吸魚泵的優(yōu)點(diǎn)是無運(yùn)動(dòng)部件,結(jié)構(gòu)簡單,缺點(diǎn)是能耗高、效率低,也不適合用于輸送較大規(guī)格活魚的場合。真空式吸魚泵也無運(yùn)動(dòng)部件,結(jié)構(gòu)簡單,工作效率較高,能耗較低,對(duì)魚體無損傷,適合輸送較大規(guī)格的活魚,因而在全球范圍內(nèi)得到了廣泛使用。
作業(yè)過程中,將真空吸魚泵安裝在起捕船上,起捕前通過人工或機(jī)械輔助進(jìn)行聚網(wǎng),提高魚的密度從而方便吸魚,聚網(wǎng)后將吸魚軟管放入網(wǎng)衣內(nèi)。根據(jù)作業(yè)過程,真空式吸魚泵又分為間歇式和連續(xù)式兩種。間歇式吸魚泵的工作原理是吸魚時(shí)吸魚閥門、排魚閥門和保護(hù)閥門關(guān)閉,通過水環(huán)式真空泵對(duì)罐式集魚筒抽氣,當(dāng)罐體達(dá)到一定真空度后,吸魚閥打開,魚水混合液吸入集魚筒,隨后吸魚閥關(guān)閉,排魚閥打開,魚水分離后活魚進(jìn)入船艙。連續(xù)式吸魚泵是在間歇式結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一個(gè)相同規(guī)格的集魚筒,兩個(gè)集魚筒交替進(jìn)行抽氣、吸魚和排魚,實(shí)現(xiàn)成魚連續(xù)起捕,使網(wǎng)箱起捕效率大大提高。
基于阿基米德螺旋線原理的螺旋提升機(jī),主要通過滾筒內(nèi)的葉片旋轉(zhuǎn)將網(wǎng)箱內(nèi)的活魚螺旋提升至漁船船艙。起捕時(shí)將漁網(wǎng)抬起聚集魚群,提高魚的密度,螺旋提升機(jī)傾斜安裝在船側(cè),下端為進(jìn)魚口,放置于網(wǎng)箱魚群聚集處,上端出魚口連接盛魚箱或借助軟管通到船艙內(nèi)。當(dāng)滾筒開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),魚在螺旋葉片推力的作用下,沿滾筒軸向移動(dòng),提升過程中將水排出,活魚從螺旋提升機(jī)下端傳送到裝置上端,最終輸送到盛魚箱內(nèi)??梢愿鶕?jù)網(wǎng)箱位置調(diào)節(jié)螺旋提升機(jī)角度,方便起魚,在整個(gè)輸送過程中,魚體不會(huì)碰撞損傷,但該設(shè)備不適用于起捕較大規(guī)格的活魚。在國內(nèi),開展了該設(shè)備相關(guān)試驗(yàn)應(yīng)用,效果良好,國外有些工廠化養(yǎng)殖中將該設(shè)備用于養(yǎng)殖過程中的分級(jí)起捕。
目前國內(nèi)網(wǎng)箱絕大部分是普通網(wǎng)箱,結(jié)構(gòu)簡單,造價(jià)低廉,投資少,養(yǎng)殖成本較低,起捕方式都是采用人工抄網(wǎng),吊機(jī)或簡易卷揚(yáng)機(jī)輔助起吊,起捕操作靈活、便捷,應(yīng)用最多。深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖在我國起步較晚,雖然近幾年深水網(wǎng)箱得到快速發(fā)展,但網(wǎng)箱配套設(shè)施還不夠完善。國內(nèi)深水網(wǎng)箱起捕主要是通過起捕船上的吊機(jī)輔助聚網(wǎng)、吊袋起魚轉(zhuǎn)運(yùn)到起捕船上,這種應(yīng)用模式比較常見,在國外大型網(wǎng)箱起捕上也有很多應(yīng)用。在吸魚泵起捕方面,國內(nèi)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)開展了關(guān)于射流式、真空式吸魚泵的研究開發(fā),取得了一定的成果,在工廠化養(yǎng)殖和池塘養(yǎng)殖上已有很多應(yīng)用。但在網(wǎng)箱起捕應(yīng)用中還存在一些不足,研制的真空吸魚泵由于體積較大,吸魚管道長而笨重,需要配備相應(yīng)的船只、發(fā)電機(jī)組及吊拉設(shè)備,因此價(jià)格比較高,且在海上安裝、拖拽操作多有不便,目前只是在個(gè)別深水網(wǎng)箱平臺(tái)進(jìn)行示范性應(yīng)用,并未得到產(chǎn)業(yè)化推廣。而挪威、日本、俄羅斯、美國、丹麥等養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)的國家由于網(wǎng)箱養(yǎng)殖發(fā)展較早,吸魚泵起捕技術(shù)比較成熟,應(yīng)用普遍配套設(shè)施完善,擁有專業(yè)的起捕船[5-7]。
在國家相關(guān)政策的支持下,網(wǎng)箱養(yǎng)殖逐步向深遠(yuǎn)海方向發(fā)展,國內(nèi)近幾年先后研發(fā)了大型鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)箱、深海漁場以及養(yǎng)殖工船等深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖設(shè)施。為了促進(jìn)海上發(fā)展養(yǎng)殖設(shè)施,需要機(jī)械化、自動(dòng)化的起捕設(shè)備,因此,提高吸魚泵的工作效率,增加其適用性、便捷性,將會(huì)進(jìn)一步推進(jìn)吸魚泵在網(wǎng)箱養(yǎng)殖上的應(yīng)用[8-9]。
網(wǎng)箱起捕作為養(yǎng)殖流通過程中重要的環(huán)節(jié),如何利用機(jī)械化作業(yè),降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高工作效率,實(shí)現(xiàn)漁業(yè)生產(chǎn)安全、高效,成為亟須解決的問題。
(1)提高自動(dòng)化、智能化控制水平,借助監(jiān)測、反饋設(shè)備,自動(dòng)調(diào)節(jié)集魚筒內(nèi)真空度、流量等關(guān)鍵參數(shù),提高起捕效率,減小魚體損傷,保證魚體鮮度和品質(zhì)。
(2)提升起捕設(shè)備集成化、一體化水平,使海上起捕作業(yè)快捷、靈活,維護(hù)方便。
(3)增強(qiáng)通用性、多用性,針對(duì)網(wǎng)箱養(yǎng)殖模式以及捕撈生產(chǎn)作業(yè)的特點(diǎn),區(qū)別設(shè)計(jì)適合不同模式的個(gè)性化配套屬具,實(shí)現(xiàn)活魚的起捕、傳輸、分級(jí)、分類、計(jì)數(shù)和稱重等功能。