CN102711530A - 制备水产养殖饲料的方法 - Google Patents

Abstract

一种制备用于投放给饲养的水生动物的颗粒状水产养殖饲料的方法，该方法包括：促使水在环路管道中循环；将水产养殖饲料颗粒导入在所述环路管道中循环的水中，由此使所述颗粒经受压力变化，而且由此促使所述颗粒被水灌注；以及从所述环路管道回收被水灌注的水产养殖饲料颗粒。

Description

制备水产养殖饲料的方法

技术领域

本发明涉及一种制备用于投放给饲养的水生动物的水产养殖饲料的方法以及用于该方法的装置。

背景技术

在水产养殖中，通常为鱼或贝类动物等养殖的物种一般情况下被喂养包含动物生长和生存必需的蛋白质和脂类的颗粒。在被喂给养殖的物种之前，饲料颗粒通常必须经过生产（通常通过挤压）、包装并运输给饲养者。这种处理要求颗粒坚牢和密实。因此，尽管水生物种在饲养中需要很少碳水化合物，但水产养殖饲料颗粒通常包括淀粉或包括含淀粉的材料，例如粉碎的（例如颗粒状、锤磨的）植物种子来作为粘结剂。

饲养鱼类不同于饲养陆栖动物或鸟类。配合饲料，海鱼还摄食盐水以保持他们的离子平衡，饲料颗粒应该包含盐度低于海水的水是重要的。在饲料颗粒是坚硬的情况下，鱼类通常将不得不消耗外界水以确保颗粒变软并在摄食后充分分裂，因而，在投放之前，饲料颗粒相对软是重要的。当然，这与在交付给饲养者时密实性和坚牢性的需要相矛盾。

坚硬密实的饲料颗粒的另一个问题当然是它们可能会下沉穿过任何水产养殖贮藏笼的底部，并因此被浪费。另外，坚硬密实的颗粒可能在投放时经历非均匀的吸水，颗粒外部变软而内部保持坚硬。这可能导致鱼类不得不消耗更多的盐水或者还可能导致上述的浪费。

在寒冷区域中进行水产养殖带来进一步的问题，特别是对鱼饲料而言。饲料颗粒贮存的环境温度可能低于贮藏笼内的水的凝固温度。将寒冷的饲料颗粒放置到水中可能导致围绕颗粒形成冰，因此以若干方式降低它们的效率。因而，覆冰的坚硬颗粒可能被整个吞下，并在没有消化的情况下被排泄。

对水产养殖饲料颗粒的这些问题的一个回应是在水产养殖操作场所向颗粒中填充水。这描述在例如WO02/28199中，其中颗粒被放入水中，经受负压以排除残存的空气，随后经受过压以使尽可能多的水进入颗粒中，这些颗粒随后可以被投放。

已发现（参见WO2009/112820），当这种技术被用于种子粉用作粘结剂的水产养殖饲料颗粒时，颗粒软化和膨胀的能力，即吸收淡水以减少鱼类的离子平衡问题的能力显著增强，例如与使用粉碎的种子相比增大约5倍。

WO02/28199中描述的装置仅可以在分批基础上操作，并且是相对低效能而需要强力真空泵。

发明内容

我们现在已经发现，颗粒状水产养殖饲料可以在连续或半连续的基础上被灌注水而对真空泵具有较低的需求，其中饲料颗粒被导入水循环环路，并使水循环环路中的颗粒经受用于使颗粒灌注水的压力变化。

因而，从一个方面看，本发明提供一种制备用于投放给饲养的水生动物的颗粒状水产养殖饲料的方法，该方法包括：促使水在环路管道中循环；将水产养殖饲料颗粒导入在所述环路管道中循环的水中，由此使所述颗粒经受压力变化，而且由此促使所述颗粒被水灌注；以及从所述环路管道回收被水灌注的水产养殖饲料颗粒。

在本发明的方法中，通过环路管道的饲料颗粒经受相对低的压力（气体或水）和相对高的水压，以利于快速将水吸收到颗粒中。这可以各种方法实现，例如通过使在环路管道中具有相对大的水深（即从作为整体的管道中的最低水位到最高水位，由此促使颗粒在循环通过环路管道时承受相对大的高度变化）、通过反复地使饲料颗粒经受较小的高度上的变化（例如，通过经过具有大体上水平的螺旋轴线的螺旋部件的环路管道）、通过收缩管道内的流动以使颗粒经历升高的水压，或者通过在处于环路管道的高点的顶部空间施加抽吸。尽管所需要的压力将根据所使用的饲料颗粒和管道的精确形状而变化，通常可以说，从饲料入口到饲料出口所遭遇的压力增加的总和理想的为至少0.5巴，优选至少1巴，更优选至少1.5巴，特别地至少2巴，更特别地至少2.5巴，尤其至少3巴。由于这种总的增加越大，用于驱动水使之在环路管道中循环的能量需求越大，通常总的压力增加优选低于10巴，尤其低于5巴，特别地低于4巴。应该理解，由于压力减少不包括在总和中，因此压力增加的总和不是压力变化的总和。对于任何给定装置，可以计算贯穿环路管道的流动轴线，即水/颗粒流动的中心线的压力增加的总和。或者说，从饲料入口到饲料出口的水中的颗粒经历的高于大气压的增加阶段和增加后阶段的时间积分（假定大气压为零）优选至少0.5巴·分钟（bar·minute），优选至少1巴·分钟，更优选至少1.5巴·分钟，特别地至少2巴·分钟，更特别地至少2.5巴·分钟，尤其至少3巴·分钟。在任何情况下，环路管道中的水深优选至少1米，更优选至少2米，特别地至少5米，更特别地至少10米，尤其至少15米。

可以通过各种已知的手段促使水在环路中循环，例如，通过将水在流动方向上注入环路，或者更优选地，通过将气体注入接近环路的向上流部分的底部的管道中（由此相对于向下流部分的密度减少向上流部分流体的整体密度）。在如上述在环路管道的高点应用抽吸的情况下，这可以产生虹吸效应以保持管道中的循环。在使用的环路管道具有一个以上的向上流部分的情况下，例如，水平螺旋结构或内凹的单个竖直环路，这样可以对环路的主向上流部分的底部或对两个或多个向上流部分的底部注入气体。同样，泵或螺旋桨驱动器可以放在环路中合适的位置，尤其是当不使用负压（例如施加真空）作为循环驱动的部件时。在使用泵或螺旋桨驱动器的情况下，为了不破坏管道中的颗粒，其优选地位于被水灌注的颗粒被移走的环路的（上游）部分和新颗粒被导入环路管道的（下游）部分之间。

在接近向上流部分的底部进行气体注入的情况下，通常还需要在向上流部分的顶部处或靠近向上流部分的顶部具有气体排放口。在气体注入仅发生在一个向上流部分（例如，单个环路中的主向上流部分）的情况下，这种通常可以排放到大气。然而，在气体注入发生在多个向上流部分的情况下，例如在环路管道的水平螺旋部分的环路时，为了保持循环，可能期望在这种向上流部分的顶部应用抽吸而且不是简单的排放到大气。

在接近向上流部分的底部使用气体注入的情况下，所述气体为加压气体，特别地为来自压缩机的压缩空气，所述压缩机典型地以大约10巴的压力操作。

在本发明的尤其优选的实施例中，向新颗粒被导入环路管道的部分的下游的环路管道中的顶部空间施加真空（即抽吸），而且优选在管道的主向下流部分的顶部。以这种方式，在迫使水进入颗粒之前，例如颗粒向下流到环路管道并经过环路管道时，气体被从饲料颗粒去除。这个顶部空间内的气压可能为从几乎真空到大气压，即0-1巴，然而在实践中，0.01-0.9巴的压力，特别地0.05-0.5巴，尤其0.08-0.2巴将是优选的。施加这样的真空的效果也将会使主向下流部分的水位相对于主向上流部分的水位提升，因而需要一系统使水在环路中循环并减少环路的底部的压力。如果施加100%的真空，而且不存在任何补偿系统（例如，上述的气体或水注入），将会有大约10米的水位差。当向顶部空间施加真空时，优选的是环路中的水深至少为5米，特别地至少10米，更特别地至少20米，尤其25米，更尤其大约30米。当环路中的水深可能更大时，导致的能量需求更大，并且几乎不需要对颗粒进行额外的水灌注。因而，水深优选为低于100米，例如低于85米，尤其低于60米，特别地优选低于50米，更尤其低于40米。

环路的添加新饲料颗粒的部分优选在环路的顶部或靠近环路的顶部，例如，任何施加真空的下游顶部空间竖直下方的10米以内。以这种方式，进行饲料添加的环路内的压力可以为压或接近大气压，因而允许颗粒在几乎不需要能量的情况下被插入，并且特别地允许它们从非加压储存器中被插入。饲料颗粒可能被泵入水中或者在气压下被吹入，但是特别有利的是它们可以通过使用在至少部分竖直的侧柱内的旋转螺杆而被驱动，可选地与颗粒储存器或料斗相连的至少部分竖直的侧柱。

如果饲料颗粒将被导入环路的加压部分中，例如在流动约束的上游，例如从可充溢或可加压的料斗进行的该导入可能是连续的，或者更优选是分批的。

环路管道的添加颗粒的部分的上游将为被水灌注的颗粒被移走的部分。颗粒移走可能会再次以很多方式被实施，但是最合适地，使含颗粒的水通过能够保留被灌注的颗粒的筛子或网状物。这样的筛子或网状物将优选为倾斜的，并且同样优选地被摇动以促使保留的颗粒移动到循环的水流之外。最合适地，环路在这个位置是通向大气的。如果需要，一些水流可能与被灌注的颗粒一起被移走，使得这些灌注的颗粒被冲出而到达将要用这些灌注的颗粒饲养的水生动物。然而优选地，使用外界水，例如海水来达到此目的。

在另一个合适的实施例中，可能促使含颗粒的循环水流可流过倾斜的多孔传送带，该倾斜的多孔传送带将被灌注的颗粒传送到水流之外，用于随后投放给养殖的水生动物。这可能发生在例如靠近环路的顶部的开放部分处。

在气体上升被用于促使水在管道中循环的情况下，在主向上流部分的顶部处或或靠近主向上流部分的顶部将需要气体排放口。使用的气体可为空气，而且可简单地将气体排放到大气中。

除非水被泵浦到环路中以驱动水使之环绕环路之外，被灌注的颗粒的移出将减少环路的水含量，而且将需要例如连续地或偶尔地添加水。水因而在环路的颗粒移出部分与颗粒添加部分之间被方便地添加。添加的水优选为淡水，可选地添加进一步的成分以灌注到颗粒中，例如，着色剂、维生素、矿物质、脂类、蛋白质、药物和疫苗。添加速率可以根据需要的添加液位来选择。水的添加速率可以通过在环路中放置水位传感器而被控制，优选在颗粒移走部分和颗粒添加部分之间放置水位传感器。

因而，在本发明的方法中，将水灌注到饲料颗粒必需的压力变化可以通过下面的方式中的一种(或者其结合)实现：通过使用大的水高度；通过反复使用较小的高度；通过延长在高压下的停留时间；通过经受抽吸以在它们通过环路管道的通路中尽早从颗粒中除气；以及通过增加压力来压迫而非凭借环路中的水头来压迫。使用真空来对进入环路的饲料颗粒除气和/或作为循环驱动的一部分，可增加高度需求（或者螺旋布置中的环路数量），并且可选地但优选地，通过使用单个内凹竖直环路，总的环路高度通常在5-100米的范围内，例如5-35米。在一些装配中，环路在地面或海平面上竖直延长5米或更多可能是困难的，然而，另一些可能需要在地面或海平面下具有许多环路高度。以这种方式，在将饲料颗粒提供到饲料颗粒入口的能量消耗可以被减少，因为可能是将水饲料提供到环路中消耗的能量减少或者提供海水饲料将被灌注的颗粒冲到养殖的动物所消耗的能量减少。

在一个优选实施例中，例如内凹竖直环路，环路在流动方向上顺序包括：主向下流部分；底转换部分；在其下部（例如靠近其底部）具有气体注入端口的主向上流部分；排放口；按顺序包含颗粒移出部分、水入口、液位传感器的次向下流部分；包含颗粒添加口的上转换部分；次向上流部分；和包含真空施加端口的顶部空间。通常，环路中的（最大的）水深在底转换部分和主向上流部分的顶部之间，即主向上流部分的顶部与底转换部分内的最低点之间的竖直位移通常为1-100米，优选至少10米。

在顶部空间提供有真空施加端口的情况下，真空施加端口优选在上转换部分上方10米或更少。甚至相对低功率的真空泵可以随后促使水向上流动并通过真空施加部分，与其携带的颗粒一起落下进入主向下流部分。

尤其在不施加真空的情况下，环路的底部可能被弯曲成大体上水平的部分，即比主向下流部分的底部与主向上流部分的底部之间的最短距离长的部分。以这种方式，颗粒在最大水压时的停留时间增加，而且水灌注可以被改善。

通常，从饲料入口到饲料出口的流动时间优选为30-120秒。流动速率优选为0.5-2米/秒。因此典型地饲料入口与饲料出口之间的管道长度为20-200米，例如20-100米，尤其为30-75米。饲料出口与饲料入口之间的管道的长度当然依赖于饲料入口与饲料出口之间的管道的设计。如果需要，饲料出口与饲料入口之间的管道可以稍微多于提供有泵的回程管（而且优选还具有水入口，用于在管道中加满水以补偿在饲料出口被移走的颗粒所吸收的水）。

从进一步的方面看，本发明提供一种水产养殖饲料灌注装置，包括能够包含循环水流的环路管道，还包括饲料颗粒注入端口、水循环驱动器、饲料颗粒回收器和水注入端口，所述环路是这样的：在水里移动经过所述环路的颗粒经受到压力变化从而促进吸水。

优选地，本发明的装置还包括在环路的向上流部分和环路的向下流部分之间的转换点处的真空施加端口。优选地，该装置还包括在环路的向下流部分中的水位传感器，特别地，传感器提供信号到控制水注入到环路中的计算机，例如用于保持环路的水含量基本恒定。

在该装置中，水循环驱动器优选为气体注入端口，气体注入端口定位为接近环路的主向上流部分的底部并被连接到压缩气体源，例如空气压缩机。

附图说明

现在将参照附图描述本发明的方法和装置的优选实施例，其中：

图1为根据本发明的具有真空施加器的第一装置的示意图；

图2为根据本发明的具有环路管道的水平底部延伸的替代装置的示意图；以及

图3为根据本发明的环路管道具有螺旋部件的第三装置的示意图。

具体实施方式

参照图1，示出了用水灌注水产饲料颗粒的装置1，该装置1具有环路管道2，该环路管道2在流动顺序上具有：主向下流部分3、底转换部分4、主向上流部分5、第一上转换部分6、次向下流部分7、第二上转换部分8、次向上流部分9和第三上转换部分10。

顶部空间11在第三上转换部分10中，顶部空间11具有附接到真空泵（未示出）的真空端口12。附接到空气压缩机（未示出）的注入端口13在主向上流部分5的底部附近。排放口14在主向上流部分5的顶部，允许气体排到大气。在第一上转换部分6的开口部分设置有被电动机（未示出）驱动的多孔传送带15，多孔传送带15将灌注水的饲料颗粒运送到环路管道外，并将它们堆放在料斗16内。外界水通过泵17被抽到料斗16中以将颗粒沿管道18向下冲到鱼围栏（未示出）。

入口端口19在次向下流部分7中，用于可选地添加有来自储存器20,21的维生素、着色剂等的淡水。在次向下流部分中还具有水位传感器22，该水位传感器22连接到用于控制通过入口端口19的水的添加剂的计算机（未示出）。

在第二上转换部分8中具有竖直边柱23，竖直边柱23通向饲料斗24并且可选择地包含由电动机（未示出）驱动的螺旋传动件25。

从主向上流部分5的顶部到底部的竖直高度为30米。从第二上转换部分的底部到第三上转换部分的底部的竖直高度小于10米，例如为8米。

环路管道的内径在从第二上转换部分到底转换部分大约为60毫米，在主向上流部分大约为80毫米。

环路管道优选为塑料，例如，聚乙烯。操作中，环路管道通过入口端口19（可选地通过接近主向上流部分和主向下流部分的顶部的另外的入口）而被充满淡水。随后通过注入端口13施加压缩空气，并通过真空端口12施加0.1巴的真空度。一旦水循环稳定，螺旋传动件25被旋转以开始将饲料颗粒从料斗24添加到环路管道中。

操作中，流过环路的流速优选为在0.5-2.0米/秒的范围内，尤其大约为1米/秒。

为终止操作，停止添加饲料，而且一旦没有更多的灌注水的饲料颗粒通过传送带15被移走，可以终止气体注入、水注入和真空施加。

参照图2，装置的相似的部件标记有相似的附图标记，然而，在第三上转换部分具有气体排放口26而不是真空施加端口。气体排放口允许空气在启动时从这一部分排出，并且可被附接到真空泵以辅助空气排出。在环路管道的底部，底转换部分具有水平伸长部分27以增加颗粒在最大水压下的停留时间。

参照图3，示出了替代装置31，该装置包括具有如箭头33所示的流动方向的环路管道32。该管道具有连接到饲料斗35的饲料入口端口34。饲料入口端口34的下游为管道的水平螺旋部分36，水平螺旋部分36之后跟着饲料出口端口37。饲料入口和出口可以大体上如对图1和图2所描述的那样。管道也提供有水位传感器38，该水位传感器38用于控制通过水入口39将水添加到管道中。水入口可以是如对图1和图2所描述的那样。要驱动管道内的水循环，管道的回程部分40提供有泵41。至少螺旋部分的第一线圈42的上部优选地提供有顶部空间，抽吸可以通过线路43和抽吸泵44施加到顶部空间。螺旋部分的线圈的向上流部分可以提供有通过线路45和压缩机46而上升的气体。然而，如果该操作完成，这些线圈的上部优选地通过线路43和泵44而被排空。通过具有与图1和图2的管道具有相似的管道直径，螺旋部分的竖直高度可以典型地为1-3米，轴向长度可为3-6米。如果需要，螺旋部分的横截面可大体上为矩形，并且高度大于宽度。

传统的饲养颗粒可用于本发明的装置中。然而，优选使用WO2009/112820中描述的包含颗粒的养殖粉。

Claims (8)

1.一种制备用于投放给饲养的水生动物的颗粒状水产养殖饲料的方法，该方法包括：

促使水在环路管道中循环；

将水产养殖饲料颗粒导入在所述环路管道中循环的水中，由此使所述颗粒经受压力变化，而且由此促使所述颗粒被水灌注；以及

从所述环路管道回收被水灌注的水产养殖饲料颗粒。

2.根据权利要求1所述的方法，其中气体被注入所述环路管道的向上流部分中以利于水在所述环路管道内循环。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述环路管道的向下流部分的顶部施加抽吸以促使水被虹吸进入所述向下流部分中。

4.根据权利要求2和3所述的方法，其中，所述被水灌注的颗粒在所述向上流部分与所述向下流部分之间从所述环路管道回收，并且其中饲料颗粒在颗粒回收位置与所述向下流部分之间被导入所述环路管道。

5.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述环路管道中的水深为至少10米。

6.一种水产养殖饲料灌注装置，包括能够包含循环水流的环路管道，并且包括饲料颗粒注入端口、水循环驱动器、饲料颗粒回收器和水注入端口，所述环路是这样的：在水里移动经过所述环路的颗粒经受到压力变化从而促进吸水。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述环路管道在流动方向上包括：

主向下流部分；

底转换部分；

主向上流部分，气体注入端口提供在该主向上流部分的下部；

排放口；

次向下流部分，在流动方向上顺序提供颗粒回收器、水入口和液位传感器；

提供有饲料颗粒注入端口的上转换部分；

次向上流部分；以及

提供有抽吸口的顶部空间。

8.根据权利要求7所述的装置，其中从所述底转换部分内的最低点到所述主向上流部分的顶部的竖直位移为至少10米。

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