DE2110091A1

DE2110091A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufzucht von Fischen

Info

Publication number: DE2110091A1
Application number: DE19712110091
Authority: DE
Inventors: Keen William Boalsburg Pa. Buss (V.St.A.)
Original assignee: Marine Protein Corp., New York, N.Y. (V.StA.)
Priority date: 1970-03-05
Filing date: 1971-03-03
Publication date: 1971-09-23
Also published as: JPS5212117B1; ES389235A1; SE371077B; ZM2671A1; IL36348A0; AU2607871A; RO68281A; ATA192571A; IS1006B6; IS1990A7; IT1000701B; IL36348A; OA04030A; AR196394A1; ZA711304B; CH538245A; BE763862A; FR2084020A5; NL7102936A; GB1351519A

Description

dr. W. Schalk · dipl.-ing. P. Wirth · dipl.-ing. G. Dannenberc DR.V. SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WEINHOLD · DR. D. GUDEL

6 FRANKFURT AM MAIN

CR. ESCHENHEIMER STRASSE 39

2.März 1971 Gu/gm

Marine Protein Corporation j

^Ληη Madison Avenue ™

New York, N.Y., USA

Verfahren und Vorrichtung zur Aufzucht von

Fischen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufzucht von Fischen bei hoher Dichte in einer kontrollierten Umgebung. Ferner bezieht sie sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung sollen Fische bei hoher Dichte in einer kontrollierten Umgebung derart aufgezogen werden, daß optimales Wachstum und optimale. Verwendung des zur Verfügung stehenden Geländes, Wassers und Sauerstoffs mit einem bisher nicht erreichten Wirkungsgrad ermöglicht wird, so daß ein sehr wirtschaftliches Endprodukt, vorzugsweise zum menschlichen Verzehr geeigneter Fisch, erhalten wird.

Es gibt verschiedene Gründe für die Aufzucht von Fischen in

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einer kontrollierten Umgebung, d.h. in einer Umgebung, die soweit wie möglich unter der Kontrolle des Züchters steht. In einer solchen kontrollierten Umgebung können die Fische vor Feinden geschützt aufwachsen, sie können gegen Krankheiten geschützt werden und optimal gefüttert werden, so daß sich eine maximale Wachstumsrate, eine gewünschte Fleischzusammensetzung und ein guter Fleischgeschmack ergibt. Eine kontrollierte Umgebung ermöglicht fernerhin die Steuerung des zur Verfügung stehenden Betrags an Fischen durch das ganze Jahr, so daß für die Aufzucht und den Verkauf der Fische ebenfalls optimale Resultate erzielt werden können.

Die Aufzucht von.Fischen in kontrollierter Umgebung ist gewünscht, um die für menschlichen Verzehr zur Verfügung stehende Menge an Fisch zu vergrößern. Die durch die natürlichen Gegebenheiten zur Verfügung stehenden Fischmengen sind nämlich begrenzt und für die Zukunft wird mit wachsender Bevölkerungszahl mit einem wachsenden Bedarf an Fischen gerechnet. Derartige Verhältnisse lagen in der Vergangenheit bereits bezüglich Geflügelfleisch und Eiern vor. Für die Erzeugung größerer Mengen an Fisch werden daher für die Zukunft dieselben Notwendigkeiten wie bei Hühnern bzw. Hühnereiern erwartet, so daß auch Fisch in größeren Mengen auf dem Markt angeboten werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Massenaufzucht von Fisch in einer kontrollierten Umgebung vorzuschlagen.

Bei der Erfindung wird die Aufzucht von Fisch in einen oder mehreren Tanks in hoher Dichte von etwa O,5 Pfund pro Gallone bis 2 Pfd. pro Gallone erwogen. Bei einer hohen Sauerstoffanreicherung wird eine Dichte von 3 Pfd. pro Gallone erreicht. Die übliche Dichte liegt bei 1,2 Pfd.Fisch pro Gallone Tankraum. Zusätzlich zu der hoften Fischdichte wird eine hohe Durchflußrate von Wasser, durch den oder die Tanks von etwa

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einer Gallone Wasser pro Minute pro Tank bei einer maximalen Flußrate für jeweils etwa 10 bis 20 Pfd. Fisch im Tank angestrebt.

Weil die Umgebung der Fische aus mit Sauerstoff angereichertem Wasser besteht und weil es häufig erwünscht und manchmal auch notwendig ist, daß sich das Wasser innerhalb, eines verhältnicmäßig engen Temperaturbereichs befindet und einen gewissen Reinheitsgrad aufweist, ist es notwendig, daß das veifügbare Wasser sehr wirksam genutzt, wird. Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es daher, eine optimale Nutzung des zur Verfügung stehenden Wassers zu erreichen, so daß für jede gegebene Flußrate des Wassers ein maximaler Fischbetrag (Endprodukt) erhalten wird. "

Fische benötigen bekanntlich zum Leben in Wasser aufgelösten Sauerstoff. Diese Bedingung ist so kritisch, daß das Niveau des aufgelösten Sauerstoffs im Wasser ein bedeutender Faktor für die Bestimmung der Aufwuchsrate und Dichte der Fische ist, denen diese ausgesetzt werden können.

Vom Standpunkt der Wirtschaftlichkeit aus bei einer landwirtschaftlichen Betätigung ist es wichtig, daß der beigegebene Sauerstoff nicht verschwendet wird. Dies bedeutet im einzelnen, daß es wichtig ist, soviel wie möglich an Sauerstoff den Fischen zuzuführen. Es ist allgemein bekannt, Luft das Was- (j ser durchperlen zu lassen, um den Fischen Sauerstoff zu geben. Dieses Verfahren ist jedoch' verhältnismäßig unwirksam (verglichen mit der aufgewendeten Energie), da ein großer Anteil der eingeführten Luft das Wasser lediglich durchperlt und es ungenutzt an'der Oberfläche verläßt. Bei Betrieben kleinerer Größenordnung kann dieses Verfahren zufriedenstellend sein, wobei also verhältnismäßig wenig Fische aufgezogen werden und deren Packungsdichte im Wasser verhältnismäßig niedrig ist.

Bezüglich der Kosten sind die bekannten Verfahren und Vorrichtungen jedoch sehr unpraktisch, wenn Fische im größeren Maßstab aufgezogen werden sollen.

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Es ist daher, ein weiteres Ziel der Erfindung, eine verbesserte, wirksamere Technik für die Zufuhr von aufgelöstem Sauerstoff zur wässrigen Umgebung der aufgezogenen Fische vorzuschlagen.

Ferner soll bei der Erfindung das Niveau des im Wasser gelösten Sauerstoffs so hoch wie möglich gehalten werden. Es ist nicht nur wichtig, ein möglichst hohes Niveau an gelöstem Sauerstoff zu erreichen, sondern dieses Niveau soll auch im gesamten Wasservolumen mit den Fischen vorhanden sein, so daß eine maximale Packungsdichte und maximale Aufzuchtraten erzielbar· sind.

Ferner soll das Niveau des gelösten Sauerstoffs kontinuierlich hoch gehalten werden, so daß dieses Niveau auch während der gesamten Aufzucht der Fische beibehalten bleibt, so daß die Aufzucht keinen Schaden erleidet.

Schließlich soll der Sauerstoff derart angeboten werden, daß der gesamte Sauerstoff gelöst wird. Dieses Merkmal ist insbesondere dann wichtig, wenn der Sauerstoff rein zugeführt wird.

Um maximale Packungsdichten und Aufzuchtraten zu erhalten ist es wichtig, daß durch die Tanks ein kontinuierlicher Wasserstrom fließt, in dem die Fische aufgezogen v/erden, so daß nicht erwünschte Abfälle weggewaschen werden. Dabei soll das Wasser auch durch eine Reihe von Tanks geleitet v/erden können, wobei in jedem Tank ein hohes Sauerstoffniveau vorliegt. Es ist daher wichtig, eine kontrollierte Umgebung im Zusammenhang eines kontinuierlichen Wasserstroms durch die Tanks oder Behälter zu erreichen, in denen die Fische aufgezogen werden.

Da es wichtig ist, Wasser, Sauerstoff und Futter zuzuführen und Abfälle abzuführen,wird mit der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Aufzucht von Fischen in einer kontrollierten Umgebung vorgeschlagen, welches eine optimale Verwendung des erhältlichen Wassers, des zugeführten Säuerstoffs und des Futters erreicht, wobei gleichzeitig ein wirk-

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sames Entfernen der StoffWechselprodukte und anderer Abfälle erreicht wird, so daß die Fischzucht auch in wirtschaftlicher Hinsicht günstig ist. Aus der -folgenden Figurenbeschreibung ergeben sich noch weitere wichtige Merkmale und Ziele der Erfindung.

Das eingangs genannte Verfahren ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Fische in einem vertikalen Raum gehalten werden und daß Wasser kontinuierlich, nach oben durch deri Raum geleitet wird. . .

Mit der Erfindung wird ferner ein Verfahren zur Aufzucht ' von Fischen bei hoher Dichte in einer kontrollierten Umgebung vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Fische in einer Vielzahl von sich vertikal erstreckenden Räumen gehalten werden und daß Wasser nacheinander diese Räume durchströmt, wobei der Wasserstrom vom oberen Teil eines jeden Raunies zum Boden des nachfolgenden Raumes erfolgt.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieser Verfahren ist durch einen Tank, eine Zufuhrleitung für Wasser an eine Stelle am * Boden des Tanks und' durch eine Wassersammeleinrichtung und eine Absch-irmung gekennzeichnet, die das vom oberen Teil des Tanks fließende Wasser auffängt.

Die Vorrichtung kann eine Reihe derartiger Tanks sowie Verbindungsleitungen zwischen den Tanks für die kontinuierliche Zufuhr von Wasser nach oben durch aufeinanderfolgende Tanks und durch eine Einrichtung zwischen den hintereinander geschalteten Tanks zum Belüften des von einem zum nächsten Tank

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fließenden Wassers gekennzeichnet sein.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Gegenstands der Erfindung ist ein System mit einer Vielzahl großer Tanks und einem Gewässer vorgesehen, die hintereinander miteinander verbunden sind, so daß d-as Wasser nacheinander .die Tanks und das Gewässer durchläuft, und zwar beginnend beim ersten Tank und

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endend bei dem Gewässer. Jeder Tank und das Gewässer enthalten Fische.

Das dem ersten Tank zugeführte Wasser ist soweit wie möglich mit Sauerstoff gesättigt. Dieses mit Sauerstoff gesättigte Wasser wird am Boden des ersten Tanks eingeführt und steigt zur Oberseite des Tanks auf, wo es überfließt. An dieser Stelle fängt ein Schirm die Festteilchen auf. Das Wasser spritzt dann über eine trichterartige"Anordnung, wodurch eine Turbulenz erzeugt wird. Ein Belüftungsrohr, das in Verbindung mit dem zwischen den Tanks fließenden V/asser steht,_t sorgt für Belüftung.

Beim Durchströmen des ersten Tanks wird zusätzlicher Sauerstoff dem Wasser zugeführt, um das Wasser soweit wie möglich am Sättigungspunkt mit Sauerstoff zu halten, wodurch der von den Fischen verbrauchte Sauerstoff kompensiert wird.

Die Zuführung von Sauerstoff zum Wasser wie auch das Belüften des Wassers und die Erzeugung von Turbulenzen wird wiederholt, bis das Wasser nacheinander durch eine Vielzahl von Tanks oder Behältern zirkuliert ist. Beim Verlassen des letzten Tanks wird das Wasser wieder belüftet und es wird eine Turbulenz erzeugt. Schließlich wird das Wasser in das offene Gewässer geleitet, in dem ebenfalls Fische-aufgezogen werden.

Sauerstoff kann in feinen Bläschen mit einem Durchmesser von z.B. 0,1 bis 0,5 mm zugeführt werden. Die Packungsdichte der Fische beträgt vorzugsweise wenigstens 6 Pfd. pro Kubikfuß Wasser. Das Wasser fließt kontinuierlich, beispielsweise vom Boden zur Oberseite eines großen Tanks. Das eingeführte V/asser enthält ebenfalls gelösten Sauerstoff, und zwar so nahe wie möglich am Sättigungspunkt. Zusätzlich kann ungelöster Sauerstoff in kleinen Bläschen am Boden des Tanks zugeführt v/erden, der dann mit dem fließenden Wasser vom Boden des Tanks zur Oberseite strömt. Da die Fische im Tank den im Waε.-sr gelösten Sauerstoff verbrauchen, löst sich der in Gestalt von Bläschen zugeführte Sauerstoff auf und ersetzt den verbrauchten Sauer-

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stoff.

Es wird ausreichend Sauerstoff zugeführt, so daß die Bedingungen soweit wie möglich am Sättigungspunkt verbleiben. Aus Kostengründen soll jedoch der in Gestalt von Bläschen zugeführte Sauerstoff so niedrig wie möglich gehalten werden, um im gesamten Tank die Sättigung'nach Möglichkeit aufrecht zu erhalten, so daß durch die Abgabe von Sauerstoffbläschen an der Oberfläche des Tnnk sowenig wie möglich Sauerstoff verloren geht. ·

Das V/asser fließt kontinuierlich durch das System, in dem die Fische aufgezogen werden. Bei diesem Fließen wird der Stoff- ä wechsel und andere Abfallprodukte, die de-m Wasser durch die Fische zugeführt werden, entfernt, um optimale Aufzuchtsbedingungen beizubehalten. Durch die Belüftung, die Zufuhr von Sauerstoff und die Erzeugung von Wirbeln können diese Abfallprodukte entfernt werden oder es wird ihnen entgegengewirkt. Eine Serie großer Tanks (bei einem bevorzugten Ausführtmgsbeispiel 4 Stück), denen ein offenes Gewässer nachgeschaltet ist, nutzt das Wasser sehr wirksam. Die Fische können in vier derartigen Tanks in einer hohen·Packungsdichte aufgezogen werden, während in den Gewässern, welches das am meisten verbrauchte Wasser besitzt, eine geringere Packungsdichte besteht. Die Kombination von Tanks und Gewässer ist bezüglich des zur Verfügung stehenden Wassers und des zugeführten Sauerstoffs sehr wirtschaftlich. (

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieüs näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 perspektivisch eine Ansicht eines Systems zur Aif-

zucht von Fischen mit vier Tanks und einem Gewässer; Fig. 2 schematisch eine Seitenansicht dieser vier Tanks

mit dem Gev/ässer;
Fig. 3 schematisch einen Schnitt durch die Einrichtung zur

Wasserbehandlung zwischen den Tanks und Fig_o 4 ebenfalls schematisch einen Schnitt durch einen Tank mit einer Einrichtung zum injizieren von Sauer-

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stoff in kleinen Bläschen.

Die gezeigte Fischzucht verwendet vier Tanks, 10,11., 12 und 13 wie ein Gewässer 16. Wasser, das aus einer Quelle oder einem Brunnen gepumpt werden kann, wird in einem Tank 18 in einem Niveau gespeichert, das höher liegt als die Oberseite des ersten Tanks 10, so daß genügend Wasserdruck vorhanden ist, um einen Wasserfluß durch die Tanks 10 bis 13 zu bewerkstelligen. Das Wasser fließt vom Vorratstank 18 durch Leitungen 19 und gelangt in den Boden des ersten Tanks 10. Das Wasser fließt dann vertikal nach oben durch den ersten Tank 10 in eine Überflußrinne an der Oberseite des ersten Tanks 10. Das Wasser in dieser Uberflußrinne fließt- durch eine Behandlungsstation 22 und von dort durch eine Leitung 23 zum Boden eines zweiten Tanks 11 , wo dieser Prozeß des nach oben Fließens in eine umgebende Überflußrinne und von dort durch eine weitere Behandlungsstation 24 wiederholt wird.

Das obere Niveau des Wassers im ersten Tank 10 ist einige Fuß höher als das obere Niveau des Wassers im zweiten Tank 11, so daß ausreichend Wasserdruck zur Verfügung steht, um ein großes Wasservolumen durch den zweiten Tank 11 zu drücken. Das Verhältnis zwischen dem zweiten Tank 11 und dem dritten Tank 12 wie auch zwischen dem dritten Tank 12 und dem vierten Tank 13 ist im wesentlichen genauso wie das Verhältnis zwischen dem ersten Tank 10 und dem zweiten Tank 11. In entsprechender Weise arbeiten die vier Tanks 10,11,12,13 wie auch die vier Behandlungsstationen 22,24,26,28 im wesentlichen gleich. Der Aufbau der Behandlungsstation 22 für das Wasser wird in Fig. 3 gezeigt.

Das Wasser gelangt nach dem vierten Tank 13 und der vierten Behandlungsstation 28 zu einem großen Gewässer 16, in dem ebenfalls Fische aufgezogen werden, wenngleich nicht mit derselben Dichte wie in den vier Tanks 10 bis 13.

Durch das in den Fig. 1 und 2 gezeigte System strömt also

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kontinuierlich Wasser (Tank 10 bis 13 und Gewässer 16). Es erfolgt ein vertikaler, nach oben gerichteter Wasserstrom in jedem der Tanks 10 bis 13. Ferner wird das Wasser in den vier Behandlungsstationen 22 bis 28 behandelt, wobei das Wasser mit Sauerstoff versehen wird, Abfallprodukte ausgefiltert werden und Kohlendioxid und Ammonium soweit wie möglich entfernt werden.

Am Boden eines jeden der Tanks 10 bis 13 können zusätzlich Sauerstoffbläschen injiziert werden, so daß diese mit dem Wasser nach oben perlen und im Wasser soweit wie möglich den ■ 'Sättigungsgrad an Sauerstoff aufrecht erhalten. In Fig. 4 ist eine Vorrichtung zum Injizieren von Sauerstoffbläschen in das Wasser in jedem der Tanks 10 bis 13 gezeigt. ä

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel nimmt jeder der Tanks 10 bis-13 etwa 5500 Gallonen Wasser auf. Vier derart hintereinander geschaltete Tanks zusammen mit dem nachgeschalteten Gewässer stellen offenbar ein optimales System für die Fischzucht dar,und zwar insbesondere bezüglich der Wirksamkeit der Verwendung des -Wassers. Bei diesem System kann gerechnet auf das in der Minute durchströmende Wasser eine maximale Fischmenge aufgezogen werden. Die Qualität des V/assers verschlechtert sich etwas, insbesondere bezüglich des Gehalts .an Ammonium, bei Strömen von Tank zu Tank und schließlich zu dem Gewässer. Die maximale Dichte der aufzuziehenden Fische fällt daher mit jedem Tank etwas ab. Der vierte Tank 13 enthält also * Fische in einer etwas geringeren Dichte als der erste Tank 10. Die Fischdichte im Gewässer 16 ist fühlbar niedriger. Normalerweise wird das Gewässer 16 jedoch nicht mit Sauerstoff angereichert, da dieses Ver-fahren nicht wirksam genug wäre. Das Gewässer 16 besitzt jedoch eine große freie, Oberfläche, die verhältnismäßig viel Sauerstoff aus der umgebenden Luft aufnehmen und Ammonium abgeben kann.

In Fig. 3 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die Behandlungsstationen 22 bis 28 gezeigt. Rings um die Oberkante

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des Tanks 10 ist ein umgebender kreisförmiger Kanal 40 vorgesehen, in den das Wasser vom Tank 10 einströmt. Ein ringförmiger Schirm 42 verhindert, daß die Fische in den Kanal 40 fallen. Der Schirm 42 ist ein Maschenschirm mit Maschen in der Größe von 1/8 inch, so daß dort die meisten Festteilchen aufgefangen v/erden.

Der Kanal 40 besitzt wenigstens zwei Öffnungen an seinem unteren, äußeren Ende. Eine Öffnung 44 ist dargestellt. Die andere Öffnung ist mit der Öffnung 44 identisch. Diese ist nicht dargestellt. Während des Betriebs wird diese andere Öffnung verschlossen und das Wasser fließt vom Kanal 40 durch die Öffnung 44 in den trichterförmigen Apparat unterhalb der Öffnung 44.

Diese Vorrichtung unterhalb der Öffnung 44 schließt die Leitung 23 ein, die zum zweiten Tank 11 führt. Das obere Ende der Leitung mündet in einen großen Trichter 48. Innerhalb dieses Trichters 48 befindet sich ein Belüftungsrohr 50, das sich in die Leitung 23 um eine beträchtliche Länge erstreckt, beispielsweise 20 cm lang. Mit dem Oberteil des Belüftungsrohrs 50 ist ein kleiner Trichter 52 verbunden, der direkt unterhalb der Öffnung '44 angeordnet ist.

Das Wasser von der Öffnung 44 fällt in den kleineren Trichter 52 und spritzt über diesen Trichter 52 in den größeren Trichter 48. Dadurch wird eine Turbulenz geschaffen, wodurch der größte Anteil an Kohlendioxid und ein gewisser Anteil an Ammonium vorn Wasser an die Luft abgegeben wird. Das obere Ende des Belüftungsrohrs 50 erstreckt sich in die Luft, und zwar oberhalb des Wasserniveaus, das im größeren Trichter 48 vorliegt. Durch die große Menge an durch'die Leitung strömendem V/asser wird Luft durch die Belüftungsleitung 50 durch einen Venturi-artigen Effekt eingesaugt, so daß in das strömende Wasser Luftblasen injiziert werden und in den Tank 11 getragen werden. Die Leitung 23 besitzt beispielsweise einen Durchmesser von 10 ^m. Dadurch wird erreicht, daß das dem Tank 11 zugeführte Wasser möglichst viel Sauerstoff enthält. Durch die in Fig. 3 dargestellte Einrichtung

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'ist es auf sehr einfache und kostejnsparende Weise möglich, gleichzeitig verschiedene Behandlungen für das V/asser durchzuführen. Zusätzlich können in den Leitungen 19, 23 kleine Öffnungen ausgebildet sein, die zusätzliche Luft einziehen, wodurch der Sauerstoffanteil in den Tanks 10 bis 13 weiterhin erhöht wird, falls dies notwendig sein sollte.

Die am Schirm 42 angesammelten Festteilchen müssen in Abständen entfernt werden. Die in Figo' 3 gezeigte Anordnung erleichtert dies besonders. Hierzu, wird die Öffnung 44 verschlossen ffcHir Stopfen von der zweiten Öffnung wird herausgezogen. Diese zweite Öffnung, die im wesentlichen radial von der ersten Öffnung 44 entfernt ist, ist nicht dargestellt. Ein Arbeiter bürstet dann die Festteilchen, die sich an der Innenseite des Schirms abgesetzt haben, durch diesen Schirm 42, so daß sie mit dem vom Tank 10 abströmenden Wasser zur zweiten Öffnung getragen werden. Die Abfallsprodukte werden dann in einem nicht gezeichneten Sammeltank gesammelt. Danach wird die zweite Öffnung verschlossen und die erste Öffnung wieder geöffnet.

Diese Anordnung behandelt die verschiedensten Stoffwechselprodukte derart, daß die Fischzucht^sehr wirtschaftlich wird. Einige Stoffwechselprodukte werden durch einen verhältnismäßig einfachen und kostensparenden Prozeß verringert. Der Schirm 42 entfernt die meisten Feäbteilchen. Der Spritztrichter entfernt das meiste Kohlendioxid und einen gewissen Anteil des Ammoniums. Zusammen verlängert diese einfache, selektive Behandlung des Wassers die Verwendbarkeit des Wassers beträchtlich. Mit der Belüftung und der Zufuhr von Sauerstoff wie auch durch die kontinuierlich f1 ie3enden großen Volumina werden die Ausgangsprodukte sehr gut ausgenutzt", insbesondere das V/asser und der Sauerstoff. ■

Fig. 4 zeigt, daß der zylindrische Tank 10 insbesondere zur Verwendung bei der Erfindung konstruiert ist, weil Sauerstoffbläschen sehr einfach über die Fläche eines Bodens 52a

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des Tanks in diesen eingeführt werden können, so daß die Bläschen an der gesamten Bodenfläche aufsteigen und dadurch das gesamte Volumen des Wassers 53 anreichern.

Der Boden 52 des Tanks 10 kann aus feinen Poren bestehen, durch die der Sauerstoff mit einer Bläschengröße vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,5 mm Durchmesser eingegeben wird. Der Durchmesser der Bläschen nimmt mit aufsteigenden Bläschen ab, da der Sauerstoff sich im Wasser auflöst.

Dieser feinporige Boden kann aus CRrburundstein oder einem anderen Diffusor bestehen. Auch kann der Boden aus gekreuzten, feinmaschigen Nylonröhrchen hergestellt werden, in die der Sauerstoff gepumpt wird.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist unter dem Bodenkörper 59"eine Kammer 54 vorgesehen, in die gasförmiger Sauerstoff und Druck über eine Pumpe 56 von einer Quelle 58 eingepumpt wird. Der Druck in der Kammer 54 muß auf einem hinreichend hohen Niveau gehalten werden, so daß der Sauerstoff durch den Diffusor 59 in das V/asser 53 gelangt.

Das Wasser wird dem Tank 10 durch eine Leitung 23 zugeführt, die eine Öffnung 60 in der Nähe des Bodens 52a des Tanks 10 besitzt. Das zugeführte Wasser ist soweit wie möglich mit Sauerstoff gesättigt.

Es ist wichtig, daß die Sauerstoffbläschen am Boden des Tanks 10 in etwa derselben Zone des Tanks zugeführt v/erden, in der das Wasser den großen Druck besitzt, um sicherzustellen, daß sämtlicher Sauerstoff 'gelöst wird.

Ferner ist es wichtig, daß der Tank so ausgelegt ist und daß das Wasser derart in den Tank eingeleitet wird, daß das Wasser praktisch den gesaraten Tank durchströmt und Sauerstoff in das gesamte Volumen transportiert, so daß der gesamte Tankinhalt zur Aufzucht der Fische verwendet werden kann. Dadurch

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ν kann eine maximale Packungsdichte erreicht werden und sowohl Wasser wie auch Sauerstoff werden sehr wirtschaftlich verwendet. Um den Strom des Wassers durch den gesamten Tank 10 sicherzustellen, wird das Wasser in Bodennähe des Tanks derart einge-s· leitet, daß es dort radial nach außen über die Fläche des Tankbodens und von dort nach oben zur Tankoberfläche strömt.

Hier sei daran erinnert, daß Sauerstoff und Wasser dazu verwendet werden, um zum menschlichen Verzehr bestimmten Fisch in hoher Packungsdichte aufzuziehen.

Die Dichte der Fische im Wasser beträgt wenigstens 6 Pfd. Fisch pro Kubikfuß Wasser. Um dies Ziel zu erreichen, muß kontinuierlich ein schneller Strom von stark angereichertem Wasser durch die Behälter strömen, um das Anwachsen von Stoffwechselprodukten zu verhindern und gleichzeitig den wachstumsfördernden Sauerstoff zuzuführen. Als Meßgröße hierfür dient das Gewicht der Fische, das pro Einheit in der Minute hindurchströmenden Wassers aufgezogen werden kann. Es wird angenommen, daß bei der Erfindung zumindest 50 Pfd. Fische· pro Gallone und Minute hindurchströmenden V/assers aufgezogen we-rden können. Mit der Erfindung wird das vorhandene Wasservolumen also sehr intensiv genutzt. Außerdem werden sehr beträchtliche Durchströmraten von Wasser benötigt. Man benötigt also sehr viel Sauerstoff und ebenfalls sehr viel Wasser. Weil beide Teile Geld kosten, ist eine wirkungsvolle Verwendung dieser Bestandteile sehr wichtig, um die Endkosten gering zu halten. Durch diese Überlegung wird nochmals deutlich, daß es wichtig ist, daß Sauerstoff dort beigegeben wird, wo das Wasser zugeführt wird, und daß das Wasser durch das gesamte Tankvoiumen hindurchströmt.

Wegen dieser optimalen Ausnutzung des Wassers bei der Fischzucht können hintereinander geschaltete Silotanks für die Aufzucht verwandet werden. Diese Anordnung besitzt einen hohen Wirkungsgrad. Zufriedenstellende Ergebnisse können jedoch nur dann erzielt werden, wenn das Wasser stark mit Sauerstoff angereichert ist.

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Ein weiterer Vorteil bei der Aufzucht mit reichlich Sauerstoff ist darin zu sehen, daß dieser Sauerstoff zum Teil Gift-■ stoffe und Abfallstoffe im Wasser kompensieren kann.· Fische wachsen sehr gut in V/asser auf, welches sauerstoffgesättigt ist ,obgleich die Toxidität in diesem Wasser bei normalem Sauerstoff niveau schädlich sein könnte.

Das zugeführte Wasser ist nahezu oder vollständig mit Sauerstoff gesättigt. Bei Wasser einer Temperatur von etwa 10 C kann nahe des Sättigungspunkts etwa 0,5 bis 10 mg Sauerstoff pro Liter V/asser gelöst sein. Die durch den Diffusor 59 nach oben aufsteigenden Sauerstoffbläschen halten diesen Lösungsgrad soweit wie möglich auch" im gesamten Tankinneren aufrecht. . Dies ist sehr wichtig, damit die Fische so schnell wie möglich aufwachsen können. Die Schnelligkeit der Aufzucht der Fische ist im wesentlichen abhängig von dem Betrag an gelöstem Sauerstoff. ·

Obgleich die Verwendung von möglichst reinem Sauerstoff bevorzugt wird, ist es auch möglich und manchmal auch wirtschaftlich erwünscht, Luft an Stelle von Sauerstoff zu benutzen. Dies hängt von den jeweiligen Kosten für relativ reinen Sauerstoff und von der Größe der Gesamtanlage ab, welche Faktoren bestimmen, ob Sauerstoff oder Luft zum Einsatz kommt.

Insbesondere bei kleineren Anlagen und falls die Kosten für die Zufuhr von Sauerstoff zu hoch liegen,kann auch Luft verwendet werden, wenngleich mit einer etwas verminderten Wirksamkeit. Grundsätzlich gelten für die Verwendung von Luft dieselben Überlegungen. Die Bläschengröße der Luft soll klein sein, sie soll etwa zwischen 0,1 und 0,5 mm für den Durchmesser der Bläschen liegen, und zwar beim Eintritt in das Yfesser. Das zugeführte Wasser soll soweit wie möglich sauerstoffgesättigt sein. Die das Wasser durchströmenden Bläschen sollen von einer Eingangszone im Tank zur Ausgangszone des Tanks strömen.

Wenn Luft verwendet wird, steigen jedoch auch Bläschen an der

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■ Oberfläche auf, weil Luft in hohent Maße Stickstoff enthält. Wird ein tiefer Tank verwendet, an dessen Unterseite also ein verhältnismäßig hoher Druck herrscht, so muß Luft bei verhältnismäßig hohem Gegendruck injiziert werden. Das kann jedoch eine Embolie bzw. eine andere Schädigung der Fische hervorrufen. Da ein kontinuierlich aufsteigender Bläschenstrorn im gesamten Tank vorliegt, wird' jedoch viel, wenn nicht der meiste Teil des überschüssigen Stickstoffs aufgenommen, wodurch wiederum das Risiko einer Embolie bzw. einer Schädigung der Fische verringert wird. Dieses Risiko besteht jedoch, so daß die Injektion von verhältnismäßig reinen Sauerstoffbläschen bevorzugt wird.

Wird Luft verwendet, so wird der kontinuierliche Viasserstrom zusätzlich wichtig, um sicherzustellen, daß sich Kohlendioxid aus der Luft nicht aufbaut. Da jedoch ein derartiger kontinuierlicher Wasserstrom in jedem F^Il notwendig ist, falls Fische bei einer hohen Dichte aufgezogen werden, stellt dies kein ernstes Problem dar.

Jeder Tank kann oben abgeschlossen v/erden, um das Eindringen zusätzlicher giftiger Bestandteile der Luft zu verhindern. Für den Deckel und auch für den restlichen Tank kann ein durchscheinendes Ilaterial verwendet werden, wodurch eine Beleuchtung ermöglicht wird', so daß die Fische im Tank beobachtet werden können. ,

Das V/asser kann durch die Tanks mit intermittierend sich ändernden Geschwindigkeiten gepumpt werden, wodurch die Pumpkosten verringert werden, jedoch gleichzeitig eine ausreichende Konzentration an Sauerstoff und Abfallbeseitigung aufrecht erhalten bleiben.

Geographisch kann die Anlage dort installiert werden, wo geeignete Außentemperaturen während des ganzen Jahres vorliegen und wo es ausreichendes Frischwasser gibt.

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Mit der Erfindung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufzucht von Fischen vorgeschlagen, welches einen bisher nicht bekannten Wirkungsgrad erreicht« Die Fische können von ihren natürlichen Feinden isoliert aufwachsen und das Futter wird lediglich von den aufzuziehenden Fischen gefressen.

Es ist eine wirksame und genaue Steuerung der Temperatur, der Abfälle, des Sauerstoffs und des Futters möglich. Auch können die Fische in jedem Augenblick und kontinuierlich überwacht werden, so daß jede Krankheit in ihrem Anfangsstadium 'enddeckt werden kann, so 'daß geeignete Gegenmaßnahmen frühzeitig ergriffen werden können.

- Ansprüche

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Claims

2. März 1971 .. Marine Protein Corporation

.Gu/gm ,- New York, N.Y.,USA

Patentansprüche

Verfahren zur Aufzucht von Fischen bei hoher Dichte in einer kontrollierten Umgebung, dadurch gekennzeichnet, daß die Fische in einem vertikalen Raum (10-13) gehalten werden und daß Wasser kontinuierlich nach oben durch den Raum geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (10-13) vollständig abgeschlossen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch·gekennzeichnet, daß das Wasser (53) vor seiner Leitung nach oben durch den Raum (10-13) kontinuierlich mit Sauerstoff angereichert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Sauerstoff oder ein Sauerstoff enhaltendes Gas am Boden des Raums (10-13) kontinuierlich in Bläschen eingeleitet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der überwiegende Teil'der Bläschen einen Durchmesser zwischen 0,1 und 0,5 mm besitzt.

6. Verfahren nach' Anspruch 4 oder 5» dadurch gekenn- . zeichnet, daß Bläschen aus im wesentlichen reinem Sauerstoff verwendet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet-, daß Luftbläschen verwendet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,. dadurch

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gekennzeichnet, daß die Dichte der Fische in dem Raum (10-13) im Bereich von 0,5 bis 3 Pfd. pro Gallone (US-Maß) liegt, und zwar vorzugsweise im Bereich von 1,2 Pfd. pro Gallone.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rate des durch den Raum (10-13) durchströmenden Wassers im Bereich von 0,1 bis 0,05 Gallonen (US-Maß) pro Pfund Fisch im Raum liegt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche, 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Flußrate des Wassers durch den Raum (10-13) intermittierend geändert wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasser Nährstoffe vor dessen Einleitung in den Raum (10-13) zugegeben werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—11, dadurch gekennzeichnet, daß verträgliche Antibiotika, Kon-

' servierungsmittel, Schädlingsbekämpfungsmittel oder Mittel gegen Schmarotzer im Wasser vor dessen Einleitung in den Raum (10-13) zugegeben werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fische in einer Vielzahl derartiger vertikaler Räume (10-13) gehalten werden und daß das Wasser nacheinander diese Räume durchströmt, wobei das Wasser von der OberseÄte eines jeden Raums zur Bodenseite des nächstfolgenden Raums strömt.

Mti,

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser beim Strömen zwischen den Räumen (10-13) belüftet wird.

15· Verfahren, nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verlassen der Oberseite eines

der Räume (10-13) das Wasser aufgewirbelt wird, bevor es in den Bodenbereich des nächstfolgenden Raums eingeleitet wird.

36. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwirbelung in Anwesenheit atmosphärischer Luft erfolgt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß atmosphärische Luft in das Wasser anschließend an die Erzeugung der 'Wirbel im Viasserstrom eingeleitet wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13-17, dadurch i gekennzeichnet, daß das Wasser nach dem Verlassen des letzten Raums in ein Gewässer eingeleitet wird, in dem ebenfalls Fische aufgezogen werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 - 18, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasser beim Verlassen der jeweiligen Räume (10-13) Festteilchen entnommen werden.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13-19, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des gelösten Kohlendioxids und Ammoniums im V/asser beim Verlassen der jeweiligen Räume (10-13) zumindest teilweise redu- , ziert wird. -

21., Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-20, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Tank-(1.0-13), eine Leitung (23) für die Zufuhr von Wasser (53) an einer ,Stelle am Böden (52a) des Tanks vorgesehen ist sowie eine Einrichtung (40,42) zum Sammeln und Säubern des an der Oberseite des Tanks (10-13) abströmenden Wassers. ,·

22· Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,

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daß der" Tank (10-13) einen Deckel besitzt.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Tanks .(10-13) bedeutend größer als sein Durchmesser ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 21, 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Sammeln und Säubern des Wassers einen Sammelkanal (40) aufweist, der den Tank (10-13) an seinem oberen Ende umgibt, ' sowie einen perforierten Schirm (42), der die Oberkante des Tanks umgibt und sich von dort nach oben erstreckt.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21-24, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum injizieren eines Stroms von Gasbläschen kleinen Durchmessers mit Sauerstoff in den Tank (10-13) in einer ausreichenden Quantität vorgesehen ist, um den Lösungsgrad an Sauerstoff nahe am Sättigungspunkt aufrecht zu erhalten, wobei diese Injektionseinrichtung in Verbindung mit dem Tank (10-13) in einer Position steht, in der die Gasbläschen im wesentlichen durch den Tank getragen werden, und daß der Durchmesser der Gasbläschen ausreichend klein ist, so daß im wesentlichen der gesamte darin enthaltene Sauerstoff sich in dem fliessenden Wasser auflöst, bevor die Bläschen das Wasser (53) verlassenr

26. Vorrichtung nach· Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionseinrichtung derart ausgebildet ist, daß die Gasbläschen einen Durchmesser von zwischen 0,1 land 0,5 mm besitzen,

27* Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Gasinjektion

eine Platte (59) aus porösem Material enthält, die eine Wand einer geschlossenen Kammer "bildet.

28. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Gasinjektion perforierte Kunststoffröhrchen umfaßt.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21-28, dadurch gekennzeichnet, daß ein selektiv steuerbares Pumpen-/system mit variabler Abgabeleistung vorgesehen ist, daß V/asser der Leitung (23) in vorbestimmten Volumina eine vorgegebene ZeiicsLang zuführt.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 29» dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe dieser Tanks (ΙΟΙ 3) vorgesehen ist, ferner Leitungen (23), die die Tanks derart verbinden, daß in den Tank ein kontinuierlicher, nach oben gerichteter Wasserström vorliegt und daß zwischen den aufeinander folgenden Tanks eine Einrichtung (22) vorgesehen ist, die das von einem Tank zum nächsten strömende Wasser belüftet. .

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungseinrichtung (22,24,26,28) ein Entlüftungsrohr (50) mit Eingangsende und Ausgangsende besitzt, das in die Leitung (23) zwischen den aufeinander folgenden Tanks (10-13) vorgesehen ist, wobei das Ausgangsende des Belüftungsrohrs axial im wesentlichen mit der Flußrichtung des Wassers durch

,,,die;leitung (23) ausgerichtet ist und das Eingangs- ; .ende des Belüftungsrohr in die Atmosphäre mündet, so daß eine schnelle Wasserströmung durch das Rohr (23) eine beträchtliche Luftmenge in das strömende Wasser zieht. ■ .

32. Vorrichtung nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennr·

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zeichnet, daß eine Behandlungsstalion (22-28) zwischen den aufeinander folgenden Tanks (10-13) vorgesehen ist, die wenigstens teilweise das von einem zum anderen Tank strömende V/asser reinigt.

33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsstation (22-28) eine Einrichtung umfaßt, die den Wasserstrom aufbricht und das Wasser unter Spritzen wieder vereinigt.

34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30-33, dadurch gekennzeichnet, daß der letzte Tank (13) der Serie mit einem'Gewässer (16) verbunden ist, und daß eine Station zum Belüften und für die Wasserbehandlung (28) in der Abgabeleitung dieses letzten Tanks (13) vorgesehen ist.

Der Patentanwalt:

9839/0196

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