CN111096254B - 一种水产品品质提升暂养方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水产品品质提升暂养方法及系统，方法包括如下：将原养殖环境与流水槽养殖池连通形成暂养空间，利用摄像机对流水槽养殖池中水产品与水质实时监控并传输数据至机器视觉分析工作站分析水质参数反馈至循环控制模块，循环控制模块根据水质情况可控制流水槽养殖池中的水体进行自循环或者经过滤装置过滤后与补充水池中水体混合进入机能水发生器后产生机能水输回至流水槽养殖池中，该方法可以通过机能水杀菌消毒除臭等特性对水产品暂养净化，以实现水产品品质的提高与优化。
Description
技术领域
本发明属水产养殖领域，涉及一种水产品品质提升暂养方法及系统。
背景技术
随着世界人口的增加以及对健康的重视，优质蛋白质的需求呈现逐步上升的趋势，而水产品因肉质细嫩鲜美、营养丰富的同时富含叶酸、维生素B2、维生素B12等维生素的特点是公认的优质可再生蛋白质来源。20世纪末以来，世界主要渔业国为获取更多的优质动物蛋白质，开始重视发展水产养殖业，这使水产养殖业成为农业中发展最快的产业之一。尤其是中国水产养殖业，经过三十多年来迅速发展，已经成为世界水产养殖生产第一大国，水产养殖产量占世界总产量的2/3，不仅为广大人民群众提供了大量优质蛋白质和必需的微量元素，还为国家粮食安全提供了重要保证。相关调查表明随着水产养殖业的迅猛发展，在不考虑水产品的营养与购买者的偏好的前提下，水产品的外观、口感与风味等感官属性往往是消费者的关注重点。而我国目前水产品质量参差不齐、鱼龙混杂，即使是在工业化养殖模式下的水产品也无法满足人民群众对优质水产品的需求。同时，在常规养殖中鱼类疾病时常爆发，往往对养殖户造成巨大损失。为加快推进水产养殖业绿色发展，促进产业转型升级，推动我国由水产养殖业大国向水产养殖业强国转变，十部委针对如今水产养殖业现状对未来发展提出减量增收与提质增效的总体要求。故此，通过一种绿色安全的方式提高水产品品质、去除药物残留、减少疾病发生的概率对促进水产养殖业发展至关重要。
机能水是一种具有一定功能无色无味且对人体和环境均无害的水溶液。经过电解后，水中产生次氯酸、羟基自由基、氢气、氧气等功能性成分。相较于其他化学添加剂，机能水具有杀菌高效、使用安全、操作方便、绿色环保等优良特性,同时其兼具除臭、保鲜、去药残等功能。
本发明所设计的一种水产品品质提升暂养方法及系统，其实现原理是通过机能水杀菌消毒除臭等特性对水产品暂养净化，以实现水产品品质的提高与优化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水产品品质提升暂养方法及系统。
本发明采用的技术方案如下：
一种水产品品质提升暂养方法，包括如下：原养殖环境与流水槽养殖池通过通入管道连通，水产品在流水槽养殖池中进行暂养，利用机能水发生器产生机能水，循环控制模块可控制流水槽养殖池中的水体进行循环模式一或模式二，其中模式一为流水槽养殖池中养殖水进行自循环，模式二为流水槽养殖池水经过滤装置过滤后与补充水池中水体混合进入机能水发生器后产生机能水输回至流水槽养殖池中，利用摄像机对流水槽养殖池中水产品与水质实时监控并传输数据至机器视觉分析工作站分析水质参数反馈至循环控制模块；
当分析结果在正常范围时控制进行循环模式一；当分析结果超出正常范围时控制进行循环模式二，直至水质分析结果回归正常范围，切换为循环模式一。
水体流动时，暂养系统上方摄像头对水体及水产品进行拍摄并实时分析水质变化情况与水产品行为。
当水质参数满足公式1条件时，机能水发生装置开始启动过滤换水。
(pH/logeU)/(T-10)>0.42 -公式1
其中U为当前水质浑浊度，可由摄像头检测获得，T为水温。
当养殖对象运行极性P>0.6×abs(vave)时，停止暂养(可进行下一步售卖或再回到原养殖环境中)，其中vave即下述步骤中粒子的平均运动特征矢量；vave和极性P由如下步骤求得：
1)利用Horn-Schunck光流计算摄像机拍摄的当前画面帧每个像素点的光流信息，得到每个粒子的运动速度vi；
2)继而，利用根据粒子平流方案，将m×n粒子平铺在每帧上以仿真养殖对象个体；
3)通过平均每个粒子周边最邻近(W/m)×(L/n)个像素点光流来计算粒子运动特征矢量，其中W、L分别当前帧画面的宽和高
4)计算粒子的平均运动特征矢量
5)计算养殖对象运动极性
流水槽暂养系统内养殖水产品，养殖池内养殖用水为电解所制备功能性水，养殖池内水流速为2～2.5倍养殖水产品体长流速，养殖水在流水槽中循环流动。
本发明中提及的功能性机能水为弱碱性富氢氧机能水，电解电压25～36V，电流9～16A，流量7.2～7.6L/min，产生水参数为pH 7.6～7.8，氧化还原电位(ORP)-100～-200mV。
本发明中提及的养殖池中养殖密度为0.5～0.7kg/10L，养殖池尺寸为长：宽＝5:3～6:4
本发明中提及的暂养过程不投喂任何饲料及其他正常养殖中投放的化学物质
本发明中实际养殖池温度为养殖水产品在前期养殖中水体温度+2℃，该温度下水产品应激相对较小且新陈代谢速度加快。
本发明中提及的水产品包括但不限于鱼、虾、蟹、贝、龟等常见水产品。
当水产品在养殖池内游动时，机能水中的氧气与氢气随水产品呼吸及代谢进入水产品体内，加快水产品游动与新陈代谢水平，促进水产品释放土臭素与2-甲基异莰醇等土腥味物质和药物残留；机能水中次氯酸分子氧化分解水产品释放的水中土腥味物质及药物成分并杀灭养殖系统中微生物，抑制藻类产生，防止二次污染；同时机能水中的氧气、氢气、次氯酸共同作用促进水产品伤口快速愈合并抑制病原菌繁殖扩散，达到疾病控制的目的。
当水产品在本系统中暂养时，可实现自动化水产品品质提升与患病鱼类康复养殖无需人为调试参数或人为检测养殖情况；通过机器视觉分析本系统可实现多种水产品暂养净化，适用水产品品种丰富，更换养殖对象时无需调试系统；对于不同暂养需求，本系统设置了不同的控制程序以满足水产品的高效暂养，相较于传统养殖不仅减少了净化时间而且大大降低了养殖成本。
附图说明
图1为本发明的系统装置示意图；
附图标记说明：
1、原养殖池 2、流水槽养殖池 3、循环控制模块 4、摄像头
5、机器视觉分析工作站 6、管道阀门(a) 7、管道阀门(b) 8、管道阀门(c) 9、管道阀门(d) 10、过滤装置 11、出水管 12、水泵 13、补充水池 14、机能水发生器 15、通入管道
具体实施方式
下面结合附图，详细说明一下本发明的具体实施方式。以下具体实施方式用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明所设计的一种水产品品质提升暂养方法及系统，包括原养殖池1、流水槽养殖池2、循环控制模块3、摄像头4、机器视觉分析工作站5、管道阀门(a)6、管道阀门(b)7、管道阀门(c)8、管道阀门(d)9、过滤装置10、出水管11、水泵12、补充水池13、机能水发生器14、通入管道15。
本发明所设计的一种水产品品质提升暂养方法及系统，其运行步骤如下：
机能水发生器14产生机能水通入流水槽养殖池2，水产品从原养殖池1中经通入管道15进入流水槽养殖池2，摄像机4对养殖池中水产品与水质实时监控并传输数据至机器视觉分析工作站5分析水质参数反馈至循环控制模块3，当分析结果在正常范围时管道阀门(a)6、管道阀门(d)9关闭，管道阀门(b)7、管道阀门(c)8开启；当分析结果超出正常范围时管道阀门(a)6、管道阀门(d)9开启，管道阀门(b)7、管道阀门(c)8关闭，养殖水经过滤装置10过滤后与补充水池13中水体混合经水泵12泵入机能水发生器14后产生机能水返回至流水槽养殖池2中，过滤所得颗粒物经出水管11排出，直至水质分析结果回归正常范围管道阀门(a)6、管道阀门(d)9关闭，管道阀门(b)7、管道阀门(c)8开启。
水体流动时，暂养系统上方摄像头3对水体及水产品进行拍摄并实时分析水质变化情况与水产品行为。
当水质参数满足公式1条件时，机能水发生装置14开始启动过滤换水。
(pH/logeU)/(T-10)>0.42 -公式1
其中U为当前水质浑浊度，T为水温。
当养殖对象运行极性P>0.6×abs(vave)时，停止暂养，其中vave即下述步骤中粒子的平均运动特征矢量；vave和极性P由如下步骤求得：
1)利用Horn-Schunck光流计算摄像机拍摄的当前画面帧每个像素点的光流信息，即得到每个粒子的运动速度vi；
2)继而，利用根据粒子平流方案，将m×n粒子平铺在每帧上以仿真养殖对象个体；
3)通过平均每个粒子周边最邻近(W/m)×(L/n)个像素点光流来计算粒子运动特征矢量，其中W、L分别当前帧画面的宽和高
4)计算粒子的平均运动特征矢量
5)计算养殖对象运动极性
实施案例一：
从杭州某养殖基地带回黑鱼30条(共90斤)，均为现货健康个体，样品采集后立即装袋、充氧，0.5h后运送至本发明所示系统以提升水产品品质，系统运行36h后自动停止，对系统运行前后黑鱼随机采样检测黑鱼肉质内所含土臭素和2-甲基异莰醇含量并与该养殖基地传统净化(井水吊水)36h进行比较。检测结果如下表：
从表的数据可得，黑鱼经本发明系统暂养后鱼肉中土臭素和2-甲基异莰醇含量大幅降低，效果显著。
实施案例二：
从杭州某市场带回甲鱼20只，应用本发明系统对其暂养去除其腥臭味与药物残留，暂养结束后对其抽样进行感官评定与药物残留检测。
感官评定方法：对杭州某高校食品专业15名嗅觉灵敏同学进行培训后分别根据感官评定表对样品进行打分，感官评定表如下：
感官评定与药物(氯霉素)残留结果如下表：
从表中可以得出结论，经本系统暂养后的甲鱼腥臭味大幅减少且体内氯霉素均已排净。
实施案例三:
从某杭州养殖基地中选取与同伴打斗受伤罗非鱼30条，经本发明所示系统暂养后伤口愈合周期明显短于养殖户常规养殖统计周期，同时回到原养殖池后未出现感染现象，健康状态良好。
Claims (7)
1.一种水产品品质提升暂养方法，其特征在于，该方法包括如下：
原养殖环境与流水槽养殖池通过通入管道连通，水产品在流水槽养殖池中进行暂养，利用机能水发生器产生机能水，循环控制模块可控制流水槽养殖池中的水体进行循环模式一或模式二，其中模式一为流水槽养殖池中养殖水进行自循环，模式二为流水槽养殖池水经过滤装置过滤后与补充水池中水体混合进入机能水发生器后产生机能水输回至流水槽养殖池中，利用摄像机对流水槽养殖池中水产品与水质实时监控并传输数据至机器视觉分析工作站分析水质参数反馈至循环控制模块；
当分析结果在正常范围时控制进行循环模式一；当分析结果超出正常范围时控制进行循环模式二，直至水质分析结果回归正常范围，切换为循环模式一；
当养殖对象运行极性P>0.6×abs(vave)时，停止暂养，其中vave即下述步骤中粒子的平均运动特征矢量；vave和极性P由如下步骤求得：
1)利用Horn-Schunck光流计算摄像机拍摄的当前画面帧每个像素点的光流信息，得到每个粒子的运动速度vi；
2)继而，利用根据粒子平流方案，将m×n粒子平铺在每帧上以仿真养殖对象个体；
3)通过平均每个粒子周边最邻近(W/m)×(L/n)个像素点光流来计算粒子运动特征矢量，其中W、L分别当前帧画面的宽和高；
4)计算粒子的平均运动特征矢量
5)计算养殖对象运动极性
2.根据权利要求1所述的水产品品质提升暂养方法，其特征在于，当水质参数满足如下条件时，即超出正常范围，启动循环模式二：
(pH/logeU)/(T-10)>0.42
其中U为当前水质浑浊度，T为水温。
3.根据权利要求1所述的水产品品质提升暂养方法，其特征在于：所述的流水槽养殖池内养殖用水为电解所制备功能性水，养殖池内水流速为2～2.5倍鱼体长，养殖水在流水槽中循环流动。
4.根据权利要求1所述的水产品品质提升暂养方法，其特征在于：所述的机能水为弱碱性富氢氧机能水，电解电压25～36V，电流9～16A，流量7.2～7.6L/min，产生水参数为pH7.6～7.8，氧化还原电位(ORP)-100～-200mV。
5.根据权利要求1所述的水产品品质提升暂养方法，其特征在于：所述的流水槽养殖池中养殖密度为0.5～0.7kg/10L。
6.根据权利要求1所述的水产品品质提升暂养方法，其特征在于：所述的暂养过程不投喂任何饲料及其他正常养殖中投放的化学物质。
7.根据权利要求1所述的水产品品质提升暂养方法，其特征在于：所述的流水槽养殖池水体温度比水产品在原养殖环境中水体温度高2℃。
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