NO20111326A1

NO20111326A1 - Lukket omslutting med fast vegg for akvakultursystem

Info

Publication number: NO20111326A1
Application number: NO20111326A
Authority: NO
Inventors: Richard Buchanan; Ted White
Original assignee: Agrimarine Ind Inc
Priority date: 2009-03-03
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2011-12-02
Also published as: US8813684B2; WO2010099590A1; GB201115205D0; US20110308473A1; GB2482798A; CA2754546A1; NO340026B1; GB2482798B

Description

OPPFINNELSENS OMRÅDE

Denne oppfinnelsen vedrører generelt akvakultur, men mer spesielt flytende, lukkede omsluttingstanker med fast vegg for å ale opp og oppdrett av akvatiske arter, for eksempel finnfisk (finfish).

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Finnfisk-akvakultur har blitt stor etter at naturlige finnflskforråd har begynt å tømmes på grunn av overfisking. Data fra marinebiolog Boris Worm ved Dalhouise University i Halifax, Canada, antyder at "innen midten av dette århundret vil fiskere ikke ha mer å fange". [Kilde: "Ocean's of Nothing", side 101, Time Magazine, 13. november 2006]. Som et resultat av dette er akvakultur nå "den raskest voksende landbruksindustrien i verden" og er forventet å være raskere enn kommersiell fiske innen 2030 [Kilde: "Fin-fish Farming in British Columbia (2005)" BC Chamber of Commerce]. Det som sakker akterut i denne raskt voksende industrien er miljøbevarende teknologi, som nå bare er i begynnelsen av sin utvikling.

Åpen-nett havbaserte innhegninger er mest vanlig i dag, et eksempel er systemet beskrevet i US patent 7,284,501 som omfatter en omsluttingsinnhegning som består av flyttbare nettpaneler. Slike systemer er ofte kritisert av miljøforkjempere for å resultere i sykdommer og lakselus blant finnfiskpopulasjoner. Det er også problemer med fiskeflukt og innføring av andre patogener og antibiotika i det marine økosystemet.

Lakselus er krepseparasitter, som fester seg på oppdretts- og villaks. Mens lakselus ikke direkte dreper fisk, vil de som parasitter trekke ned fiskens ressurser og reduserer helsen, som gjør dem mindre levedyktige. Lakselus danner også åpne lesjoner på fisk, som kan føre til infeksjon og kan virke inn på fiskens salt-vann-balanse. Skaden som lakselus påfører er generelt ikke fatal for voksen fisk, men øker dødelighet blant ung laks. Fullvoksen lakselus har en betydelig størrelse og vekt sammenliknet med laks av smoltstørrelse, og kan svekke smoltens evne til å svømme. Lakselus oppdrettet uforvarende i stort antall i oppdrettslaks er av miljøforkjempende grupper og noen statlige instanser ansett som en trussel mot villakspopulasjoner.

Det er også problemet med fiskeflukt. Lakseoppdrett på vestkysten av Nord Amerika drives for tiden i åpen-nett innhegninger i det marine miljøet. Oppdrettslaks kan unnslippe fra deres oppsamlingsanlegg og overleve i vill tilstand. Bekymringen er at unnsluppet laks kan reprodusere og konkurrere om gyteplass og mat med villaksen.

Fordi nettinnhegninger er åpen til sjøvann føres forurensning fra lakseoppdretts-anlegg direkte i sjøen/havet. Avfall fra fiskeoppdrettsanlegg kan omfatte avføring, uspiste forpellets, død fisk, pesticider, antigromidler anvendt på nett for å redusere marin vekst, desinfeksjonsmidler og spormengder av andre materialer anvendt på fiskeoppdrettsanlegg.

Disse og andre miljøbekymringer har ført til at noen statlige instanser eller fylkeskommunale instanser, slik som de i Alaska og British Columbia, har startet med å begrense eller innføre betalingshenstand på lakseoppdrett, spesielt med åpen-nett innhegninger. Disse økende miljøreguleringene samt økende forbrukerbevissthet har ført til utviklingen av noen få landbaserte a kva ku Itu rsystemer.

Landbaserte akvakultursystemer er generelt i småskala, men er dyre å bygge og drive på grunn av bruken av kostbar grunneiendom, energikostnaden for å pumpe vann og de ytterligere kostnadene og innvirkning med hensyn til eksisterende kloakk og avfallsstyring. Et eksempel på et slikt system er funnet i US patent 5,014,647 som har et antall små fisketanker eller siloer tilkoplet en pumpe ved føring gjennom rør hvor vann trekkes fra toppene av siloene av tyngdekraft og deretter leveres av en pumpe til bunnen av siloene. Slike systemer som i nevnte patent er småskala og landbasert og de har en tendens til å ha høye enhetsproduksjonskostnader. Størrelsen på landbaserte systemer er også begrenset på grunn av at store tunge tanker kan kollapse under sin egen vekt. De mangler også oppdriftsmateria I konstruksjon og kostnadsfordelene med de marinbaserte akvakultursystemene, og det er vanskelig å tilveiebringe en tilstrekkelig utfoldelse for fisken i slike begrensede omgivelser.

Med marinbaserte lukkede tanksystemer er det anvendte materialet en viktig faktor. De fleste marinbaserte systemene i kommersiell drift i dag som ikke bruker åpen-nett innhegningssystemer, bruker syntetiske eller metalliske materialer slik som tungstandardisert plast eller aluminium i deres containerkonstruksjon. Dette resulterer i problemer med strukturell integritet, korrosjon, som resulterer i kort levetid og kostbart vedlikehold av slike systemer. I tillegg må den indre overflaten av tanken bestå av et materiale som bør være USDA-godkjent til å være matsikker. Med hensyn til konstruksjon er det tre hovedtyper av fisketanker: renne (raceway), D-endet (D-ended)og avrundet (rounded). Disse tankene er beskrevet under: Renne er en generell betegnelse gitt til en rettsidet kunstig kanal som fisk holdes i. Generelt har disse et høyt vannomsetningsforhold, som skjer i løpet av mindre enn én time. Fordelene med renner er at de lett kan bygges i serie, ved at vannet strømmer fra en ende til den andre og at de er lette å tømme for fisk ved å bruke en enkel sammenpressingssikt (crowding screen). For å være selvrensende må renner drives ved høye strømforhold og/eller høye forrådstettheter, hvor bevegelsene av fisken holder avføring og uspist for fra sedimentering. Ulemper med renner angår hovedsakelig dårlig blanding, og omfatter den gradvise svekkelsen av vannkvaliteten langs lengden av rennen (mens runde tanker har tendens til å være jevnere). Vanskelighet med effektiv fordeling av ytterligere oksygen over hele rennen kan vise seg å være en annen ulempe. Renner er vanligvis bygget med et forhold mellom bredde og dybde på mellom 2:1 og 4:1, hvor lengden er begrenset av enten fiskemengden som kan holdes i en enkel holdeenhet eller svekkelsen av vannkvalitet. Den jevne beskaffenheten av renner betyr at de er litt fleksible, som tillater sikter å plasseres hvor som helst langs lengden av rennen, som således deler en enkel enhet i 2 eller flere mindre enheter. Modifikasjoner på utformingene omfatter avrundede bunner for å konsentrere faststoffer for å lette rengjøring ved oppsuging - spesielt når det dreier seg om småfisk. Lufting langs lengden av rennen kan også være inkludert, som fungerer til å opprettholde jevnere oksygenkonsentrasjoner langs lengden av rennen, og konsentrerer også sedimenterte faststoffer til bestemte områder for å gjøre rengjøring lettere. Andre modifikasjoner omfatter tilsetningen av hindre i rennen for dannelse av en virvelbevegelse i vannet der hvor avfall konsentreres. Renner er fordelaktige ved at de kan konstrueres med grunnleggende bygningsmaterialer slik som murstein, blokker eller støpt betong og krever lite spesialisert arbeidskraft.

Tanker av D-endede renner er foretrukket for landbaserte applikasjoner siden de er svært økonomiske med hensyn til plass. Disse tankene kan konstrueres fra fleste materialer, omfattende fiberglass og betong. De muliggjør en lavere tankomløpstid, uten å kompromittere hastighetsforhold og selvrengjørende evner. Innløpsrør og lufte-/oksygeneringsanordninger er plassert for å danne det ønskede vannhastighetsforholdet. D-endede tanker er nyttige i situasjoner hvor plass og etterfyllingsvann er begrenset.

Runde eller sylindriske tanker har fordelen av en naturlig selvrensende virkning. Sirkulær bevegelse av vann inne i tanken omfatter en sekundær toroidal strøm, som sveiper avfall mot senteravløpet. På grunn av denne egenskapen er de ofte brukt i oppdrettsanlegg, hvor på grunn av høye fårhastigheter kan faststoffbelastninger (avfallsfor og avføring) være svært høy og også i resirkulasjonssystemer, for fjerning av uønskede faststoffer så raskt som mulig, før de brytes ned. Runde tanker kan konstrueres av nesten ethvert materiale, det mest vanlige er fiberglass (for tanker 8m i diameter og under), stål (fåret eller uforet) og betong eller betongblokk. Andre materialer kan anvendes så lenge de er sterke nok til å holde vannet uten distorsjon/fortegning og er ikke-korroderende, ikke-slitende og ikke-giftige. Runde tanker har generelt en helling på bunnen mot senterutløpet for å øke faststoffjerningseffektivitet. Andre kvaliteter av runde tanker omfatter: en god blanding av vannet, som resulterer i lett oksygenering; og mindre kontakt for fisken med tanksidene og bunnen, på grunn av et høyere forhold på tankvolum: tankvegg og bunn. Mange arter foretrekker den konsistente strømmen av en rund tank i forhold til andre systemer. Runde tanker er ideelle for marin bruk fordi det er mindre begrensning på deres størrelse i slike miljøer da selv relativt store runde tanker kan være stabile i vannet.

FORMÅL MED OPPFINNELSEN

Voksende miljøbekymringer om åpen-nett innhegninger, avfallet som de produserer, biologiske forurensninger, lakselus, deres totale effekter på villakspopulasjoner og forurensning av de marine miljøene har ført til behovet for akvatiske oppdrettsmiljøer som er atskilt fra naturlige fiskepopulasjoner. Eksisterende landbaserte systemer krever dyr grunneiendom og er ikke kommersielt gjennomførbart som sjø/hav-baserte systemer. De er også strukturelt begrenset med hensyn til deres skala. Sjø/hav-baserte med metallkonstruksjon er også problematisk, på grunn av uunngåelig korrosjon. Det er således et kommersielt behov for nye ikke-korroderende sjø/hav-baserte lukkede omsluttingssystemer for oppdrett av marine arter slik som finnfisk. Et slikt system må også tilveiebringe tilstrekkelig plass, vannstrøm og oksygen til å holde artene i en helsemessig tilstand. Det er et formål med den foreliggende oppfinnelsen å motstå korrosjon og tilveiebringe de ovennevnte forholdene for de akvatiske skapningene.

Vannbaserte lukkede omsluttingsfisketanksystemer må også være strukturelt sterke nok til å motstå strømmer, bølger og punktbelastninger utøvet av fortøyningsplasser. Det er et ytterligere formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en tank som er strukturelt sterk nok til å motstå disse krefter.

Et annet formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en tank av tilstrekkelig oppdrift at den ikke krever omfattende strukturelle støtter for å opprettholde sin posisjon på vannoverflaten. Tankene må være flytedyktig, sterk og motstå korrosjon, mens den samtidig gir utmerkede forhold for fisken med hensyn til plass, vannstrøm, vannoksygenering og god fiskehygiene.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

Systemet omfatter en oppstilling av flytende tanker, hvor hver av dem er av nær-sylindrisk fasong, som består av laminatmateriale anordnet til paneler som har vanntette fiberglasseksterne lag og skuminterne lag for oppdrift. Tankene er supplert med vann via inntak som er integral med tankveggen på 2-3 steder avhengig av tankens størrelse, med oksygen supplert gjennom dispersjonsteknologi, og kraftforsyningssystem som omfatter en tilkopling til strømnettet, reserve-diesel-drevne generatorer, og et primært oksygentilførselssystem komplett med flytende oksygenreservetanker.

Laminatpanelene danner veggene og nedre overflate av tankene mens toppen av hver tank er åpen til atmosfæren, men er beskyttet mot rovdyr via et kompakthugget nett. Panelene er nesten rektangulære i fasong og tilkoplet flensavstivere som løper parallelt på panelet. Flensavstiverne består av et laminatmateriale og kan være lik det som panelene er dannet av. Hver flensavstiver tilkopler to tilstøtende paneler som er anordnet i en sirkel rundt kanten av hver tank. Bunndelen av hvert panel er krummet innover mot bunnen av tanken hvor den blir triangulær. Den sylindriske formen i forbindelse med flensavstiverne gir strukturell styrke siden vannet på utsiden, som presser mot panelene, skyver dem sammen. På sidene av hver tank, festet til to sidepaneler langs den øvre kanten, er to vannpumper som sirkulerer vann sentrifugalt inne i tanken. I midten av bunnen av hver tank er en sylindrisk avfallsutskiller, hvori fast avfall og slammateriale sedimenterer ved hjelp av hydraulisk virkning, som deretter pumpes gjennom et utløpsrør til overflaten ved hjelp av en løftepumpe inn i avfallsfiltreringssystemet.

I en utførelsesform av oppfinnelsen strømmer spillvannet gjennom innløpsrøret, og filtreres gjennom en trådduksfiltersikt langs et transportsystem i sløyfe hvor de faste materialene og slammet fjernes. Filtrert vann fra baksiden av trådduken strømmer ut gjennom utløpsrøret. Trådduken roterer og transporterer det atskilte faststoffet og slammet til en luftrenseanordning. På slutten av sikten faller faststoffet og slammet ned i et lagerrom for fjerning. På dette trinnet er slammet rikt på næringsstoffer slik som nitrogen og fosfor og er egnet til anvendelse som en komponentbestanddel i hagegjødsel.

I en annen utførelsesform av systemet ledes spillvannet til en tyngdekraftsfortykker, av en utforming kjent innen fagområdet. Klar overstrøm, inneholdende oppløst ammoniakk og fosfat, behandles ved anvendelse av kjente metoder slik som beskrevet i US patentsøknad 2008/0257826 mens understrømmen ledes til en fast skålsentrifuge. Det klare sentrerte materialet kombineres med fortykkeroverstrømmen. Kaken er egnet til anvendelse som kunstgjødsel.

Den ovennevnte prosessen anvender et automatisert fiske- og oppdrettsmiljøovervåkingssystem, som er datastyrt for å motta informasjon om vannstrøm, temperatur og kvalitet ved anvendelse av sensorer og elektroniske kontrollenheter i kombinasjon med datamaskiner.

For å skaffe et optimalt oppdrettsmiljø for finnfisk, må den biologiske utformingen av tanken ta hensyn til den maksimale tillatte forrådstettheten, den påkrevde vannstrømmen og de påkrevde tangensiale vannhastighetene. Maksimal tillatt forrådstetthet er en empirisk verdi som hovedsakelig påvirker fiskelivsstøtte. Påkrevd vannstrøm er først en funksjon av fiskens oksygenetterspørsel, for det andre en funksjon av behovet for å spyle ammoniakk produsert av fisken og for det tredje en funksjon av behovet for å fjerne fast avfall. Fiskesvømmeaktivitet er en funksjon av vannets vinkelhastighet i tanken.

I en foretrukket utførelsesform er tankens dimensjoner som følger:

Tankradius på vannlinje = 15.227 m

Tankomkrets på vannlinje = 95.676 m

Tankvannplanareal = 728.443 m<2>

Maksimal tankdybde = 8.471 m

Helling av tankbunn = 12.5%

Dybde av tankens topphjørneseksjon = 6.567 m

Dybde av tankens bunnkonusseksjon = 1.903 m

Dybde av tankens bunnhjørne = 6.567 m

Understrøm:

Understrømradius = 1.524 m

Understrømomkrets = 2(Pi)<*>1.524 m

Understrømareal = 7.297 m<2>

Omtrentlig tankvolum = Pi(rp)<2*>(dfct + dfc/2) = 5477 m<3>

Omtrentlig tankareal = 1362 m<2>

Omtrentlig tankdybde = zf - dfc<*>r/rp = 6.567 m

Pumpespesifikasjonene er som følger:

Maksimal påkrevd utslipp = 50000 L/min

Tillatt trykkhøyde = 0.15 m

Maksimal sluttankstrøm = 100000 L/min

Fraksjon av strøm ved understrøm = 1000 L/min

Tetthetseffekter:

Hvis vi vet temperaturen og saliniteten av vannet på innsiden og utsiden av tanken, kan vi for eksempel estimere vanntetthetene, oppdriftsbehovet og tetthetstry kkhøyden:

Innsidetemperatur = 13

Innsidesalinitet = 3C

Utsidetemperatur = 13

Utsidesalinitet = 3C

De følgende empiriske forholdene er utviklet fra Wheaton, 1977, s. 42, Aquacultural Engineering, Krieger basert på data fra the Handbook of Chemistry and Physics:

En temperaturkorreksjonsfaktor = (1-7.737* 10("3)<*>T/35)

En salinitetskorreksjonshastighet = 31.5<*>S/40

Innsidevanntetthet = 1021 kg/m<3>

Utsidevanntetthet 1021 kg/m<3>

Fra Solaas ser vi at under statiske forhold vil den relative trykkhøydeforskjellen pga. tetthet mellom utside- og innsidevannivåene være:

Zp = (pinnside/putside)<*>zf = 0 m

Denne forskjellen i trykkhøyde mellom innsiden og utsiden er den hvorved ingen nettostrøm på understrømmen skulle skje.

Legg merke til den implisitte antagelsen av ensartethet i vertikal tetthetsfordeling av begge vannkolonner.

Viskositetseffekter:

Absolutt viskositet = 1.3 N<*>s/m<2>

Kinematisk viskositet = absolutt viskositet/innsideviskositet

= 1.274 x 10c"<3>)m<2>/s

Biologisk design:

Tankvolumet er 5477.142 m<3>, og sluttankforholdet ved maksimal tillatt tetthet er som følger:

Sluttankforrådstetthet = 35 kg/m<3>

Sluttankfiskevekt = 4.5 kg hver

Sluttankbiomasse = 1.917 x IO<5>kg

Standard lengde-/vektforholdet for finnfisk av den ønskede typen er:

Hvor

L er i tommer;

G(omkrets) er i tommer (typisk 0.58L for laksefiskene)

R er lik 750 for ørret og 650 for laks

W er i pund

Dette gir en sluttankfiskelengde (etter omdannelse til metrisk målestokk) på 0.68 m.

Maksimal siktstørrelse er gitt ved G/(1.5<*>Pi) = 0.58<*>17(1.5<*>Pi) = 3.294 tommer.

Sluttankfisketall = biomasse/masse = 42,601

Sluttankrespirasjonsrate = 100((mg/h)/kg)

(estimert for aktiv fiskeoppførsel)

Valg av tilgjengelig oksygen verdi (forskjell mellom innløps- og utløpsvann i tanken):

Innløpsoksygenkonsentrasjon = 8.0 mg/L

Utløpsoksygenkonsentrasjon = 6 mg/L

Tilgjengelig oksygen = 02inn - 02ut = 2 mg/L

Oksygensupplering:

Luftseparasjonssystem:

02sep = biomasse<*>respirasjon - tilgjengelig oksygen<*>(maksimal strøm)

02sep = 1.992xl0("<3>)kg/sekund

Estimerende strøm for startforrådsforholdet med liten fisk:

Startfiskevekt = 300 g

Startlengde = 0.276 m

Startfinstoffsiktstørrelse = 1.336 tommer

Startbiomasse = 1.278 x 10<4>kg

Starttanktetthet = Startbiomasse/Volum = 2.333 kg/m<3>

Startfiskerespirasjon = 350 mg/h/kg

Maksimal starttankstrøm = (startbiomasse<*>startrespirasjon) / tilgjengelig oksygen = 37,276 L/min

Svøm mehastig heter:

Gitt at den optimale svømmehastigheten for laks er tatt å være 0.5 ganger kroppslengden per sekund kan vi etablere de følgende tangensiale hastighetene på tankradiusen:

V slutt = (0.5<*>sluttflskelengde)/sekund = (0.5<*>68m)/s = 0.34 m/s

V start = (0.5<*>startlengde)/sekund = 0.138 m/s

Hvirvelberegninger:

Antagelse av innløpsfalltap: Hinnløp = Hpumpe/2 Hinnløp = 0.075 m

Antagelse av en innløpsfalltapskoeffisient: kin = 2

Antagelse av en innløpshastighet: vinnløp = kvadratrot {(Hinnløp<*>2<*>g)/kin}

vinnløp = 0.858 m/s

innløpsareal: Ainnløpf = Qmaks/vinnløp

Ainnløp = 1.943 m<2>

Innløpsdybde: Dinnløp = 4 m

Antall innløp: ninnløp = 2

Innløpsbredde: Winnløp =Ainnløpf/(ninnløp*Dinnløp)

Winnløp = 0.243 m

Innløp Reynoldstall: Rinnløp = vinnløp<*>kvadratrot{(4<*>Ainnløpf)/(ninnløp<*>Pi)}/VsW

Rinnløp = 748.958

Vegghinnefriksjonskoeffisient: Cs = 0.05

Fluidskjærtapskoeffisient: Ct = 0.05

Ved å ta det verste tilfellet som sluttanken ved maksimal strøm kan vi estimere hvirvelkarakteristikkene som følger: Hvirvel r0 (typisk middel r av understrøm), hvor hvirvel endres fra fri til tvunget:

r0 = runder

Overstrømdesign

Maksimal overstrømshastighet: Vover = (0.5<*>lengde)/s

Vover = 0.34 m/s

I alt vesentlig tilveiebringer oppfinnelsen lukket omslutting med fast vegg for kultivering av akvatiske arter, som omfatter flotasjonspaneler som har en sidedel som krummer inn i en bunndel, tilpasset mellom flensavstivere og anordnet til å tilveiebringe en kontinuerlig sidevegg tilstøtende en kontinuerlig bunn for å separere vann og organismer på utsiden fra vann og inneholdte akvatiske arter på innsiden. Sidedelen er krummet vertikalt og danner en bue, slik at et stort antall slike sidedeler kan være anordnet for å danne en tank som er stort sett sylindrisk. Den "lukkede omsluttingen" betyr at de akvatiske artene ikke kan unnslippe gjennom vannet til det omgivende marine miljøet - imidlertid er systemet åpen til luften på toppen av systemet for observasjon fra omgivende gangveier over vannet innenfor systemet. Netting kan henge ned for å beskytte mot rovfugler.

Dette arrangementet gjør det mulig for vann inne i omsluttingssystemet å sirkuleres for å danne en enkel smultringformet hvirvel. Det er foretrukket å ha denne type sirkulering, istedenfor duale eller multiple hvirvler inni tanken, for overvåking av arter og for avfallsstyring og fjerning fra tankens bunnavløp.

I en foretrukket utførelsesform:

a) bunndelen er konet mot en sentral avløpsforankringsende og har en stort sett grunn konusdel, slik at et stort antall av slike bunndeler kan være anordnet til å danne en tank med en bunn som er stort sett konisk og omgir en avløpsåpning; b) flotasjonspanelene omfatter flotasjonslag laminert med vanntette lag; c) det er ytterligere et kraftsystem, et oksygeneringssystem og et avfallsfjemingssystem, og et datastyrt oppdrettsovervåkingssystem, med sensorer og elektroniske kontrollenheter for vanntemperatur, strøm og kvalitet; d) panelene og flensavstiverne danner en tank som er stort sett sylindrisk i form, med faste sider og bunn, bestående av et stort antall side- og bunnflotasjonspaneler med krummede deler mellom sidedeler og bunndeler av hvert flotasjonspanel; e) det er minst to vannpumper som har marinebaserte inntak, og som sirkulerer vann inne i tanken; f) vannpumpene er montert på atskilte steder på utsiden av tanken, hver av vannpumpene har et vannpumpeutløp tilkoplet et konisk utvidet rør som er forseglet ved en spiss vinkel til et vanninnløpsvindu i et sidepanel av tanken, for å sirkulere vann inne i tanken; g) det er en avfallsutskiller på en sentral bunndel av tanken som oppsamler fast stoff og slam for fjerning til et avfallseparasjonssystem.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Figur 1 er en skjematisk oversikt av komponentene i den lukkede omsluttingen for fiskeoppdrettssystemet, som viser en lukket omslutting av fisketank med hensyn til dens kraftforsyning, oksygentilførsel, avfall- og vannsystemer, og fiskeoppdrettsmiljøovervåkingssystem. Fig. 2 er et snitt sett ovenfra og ned av en oppstilling av tanker og systemet anvendt i den foreliggende oppfinnelsen. Fig. 3 er et perspektivsnitt av en konstruert tank av den foreliggende oppfinnelsen. Fig. 4 er et perspektivsnitt av en delvis konstruert tank vist i den foreliggende oppfinnelsen. Figur 5 er et sidetverrsnitt av ett av panelene anvendt i den foreliggende oppfinnelsen som viser lagene av laminatmateriale og skum. Figur 6 er et sidetverrsnitt av en av avstiverne anvendt i den foreliggende oppfinnelsen som viser lagene av laminatmateriale og skum. Figur 7 er et detaljsnitt som viser hvordan panelene er festet mellom avstiverne ved utforming av tanken. Figur 8 er et sidetverrsnitt av tanken, som viser det sentrale bunnfilterutløpet. Figur 9 er et toppsideperspektivsnitt av tanken, med pumper tilkoplet vanninnløpsvinduer. Figur 10 er et bunnsideperspektivsnitt av tanken, som viser dens pumper og sentrale bunnfilterutløp.

DETALJERT BESKRIVELSE

Med henvisning til figur 1 viser en skjematisk oversikt av komponentene av det lukkede omsluttingsfiskeoppdrettssystem 10 en lukket omsluttingsfisketank 12, med vanninntak 74, vannpumper 76, gangvei 62, avfallsutskiller 78, avfallsavløp og avfallsfiltreringssystem 82. En elektrisk kraftforsyning 66 og dieselreserve 68 muliggjør pumpingen av vann for sirkulasjon inni tanken 12. Vannpumpene 76 sirkulerer inni tanken for å eksersere fisken, å tilveiebringe de passende vannforholdene angående temperatur, renhet og oksygenering, og føre etterlatenskaper via hvirvelvirkning til en avfallsutskiller. Vannpumpene kan reguleres optimalt til å danne en enkel "smultring"hvirvel av vann i kombinasjon med den stort sett sylindriske formen av tanken over dens bunn. En oksygentilførsel 70 og en flytende oksygen reserve 72 muliggjør økt oksygenering av vannet for fordelen av fisken til å oppdrettes. Et elektronisk overvåkingssystem Et overvåkingssystem 84 anvendes for å vise informasjon om fisk- og vannforhold mottatt fra sensorer i vannet.

Med henvisning til figur 2 vil et kommersielt og økologisk vedvarende akvakultursystem omfatte en lukket omslutting av fiskeoppdrettssystem 10 med et stort antall tanker (slik som 12, med dets gangvei 62). Hver tank er av stort sett sylindrisk form, for strukturell lengde og maksimalisering av internt volum mens det tilveiebringes strukturell styrke og en effektiv form for intern vannbevegelse til å eksersere fisk og separate grus ved sentrifugenngseffekt. Tankoppstillingen 14 viser hver tank som har duale pumper (slik som ved 76), på motsatte sider av hver tank (istedenfor mer nærliggende hverandre som i figur 1), for balansering av belastningen på hver pumpe og til å bistå med symmetrien av hvirvelen av vannsirkulasjon. Nettingen (slik som ved 56) festet til nettingstolper (slik som ved 58) på hver tank holder rovfugler borte fra fisken som oppdrettes. Kaien/bryggen/piren/moloen 102 muliggjør lett tilgang for arbeiderne til alle tankene. En kontrollbygning 88 inneholder kraftforsyningen 66, diesel reserven 68, oksygentilførselen 70, den flytende oksygenreserven 72, avfallsfiltreringssystemet 82 og overvåkingssystemet 84.

Med henvisning til figur 3 omfatter tanken 12 sideveggpaneler (slik som ved 30) sammenføyet til bunnpaneler (slik som ved 40). Panelene er krummet sammenføyningen av sideveggpanel til bunnpanel, for sømløs styrke langs dette overgangsområdet, og til å lette jevn/glatt hydrodynamisk strøm av sjøvann både rundt utsiden av tanken og på innsiden av tanken. Innsidevannet vil sirkuleres for å eksersere fisken som oppdrettes og til å tilveiebringe et optimalt miljø for oppdrett av fisken ved midler angitt detaljert i figurer 9 og 10. Lateral styrke økes av sideveggmidtribbene (slik som ved 36), sideveggrenseflateflensen (slik som ved 38). Sideveggpanelene sammenføyes til bunnpanelene ved hjelp av bunngrenseflateflensene (slik som ved 44). Bunnsekundære ribber (slik som ved 46) gir ytterligere styrke til tanken 12 på det krummede arealet av bunnpanelet tilstøtende hettesammenføyning. Sideveggens øvre gangvei 34 er integral med tanken 12. Den sentrale bunnutskillerflensen 50 er der hvor etterlatenskaper og avføring vil oppsamles.

Med henvisning til figur 4 er et sideveggpanel 30 av en tank vist i perspektiv fra innsiden (fig. 4a), utsiden (fig. 4b) og toppen (fig. 4c). Et sidesnitt er vist i fig. 4d, et utsidefrontsnitt i fig. 4e og et sideperspektiv i 4f. hver sideveggavstiverflens 32 er sammenføyet vinkelrett på sideveggens øvre gangvei 34, til sideveggmidtribben 36.

Med henvisning til figur 5 er bunnpanelene slik som 40 konet som danner en konus rundt den sentrale bunnutskillerflensen 50. Et topp- og sideperspektiv av et bunnpanel er vist i fig. 5a, et bunn- og sideperspektiv i fig. 5b, et topperspektiv fra den sentrale bunnflensen i 5c, et sideperspektiv i 5d og et topperspektiv i 5e. Bunn-avstiverflenser 42 gir bunnstyrke og anvendes for å sammenføye bunnpanelene til hverandre. Sideveggpanelene sammenføyes til bunnpanelene ved hjelp av bunngrenseflateflensene (slik som ved 44). Bunnsekundære ribber (slik som ved 46) gir ytterligere styrke på det krummede arealet av bunnpanelet tilstøtende hettesa m menføy ning.

Med henvisning til figur 6 anvendes en kompositt 16 for sideveggpanelet 30 og ribbene og flensene slik som sideveggmidtribben 36. Sideveggpanelet er glattet på innsiden med en gelcoat 18 for holdbarhet i det marine miljøet for fisken. Under gelcoaten er et hinnebelegg 20, som dekker multiple fiberglass strukturlag 22 over en strukturskumkjerne 26. Utsiden av sideveggpanelet 30 er likeledes laget av multiple lag av flberglasstrukturlag 22 under et fiberglassoverflatelag 24 for motstand mot ekstremiteter av strøm, bølge, vær mot utsiden av tanken. I stedet for eller i tillegg til en ytre gelcoat 18, kan fiberglassoverflatelaget 24 dekkes med en epoksymaling 28 for økt motstand til harde marine omgivelseselementer.

Med henvisning til figur 7 er sideveggavstiverflensene (slik som 32) festet til hverandre ved hjelp av flensbolter (festing) som ved 52 og flensmuttere ved 54, som derved innretter horisontalt delene av sideveggens øvre gangvei 34, sideveggens midtribber som ved 36, bunngrenseflateflensene som ved 44 og de bunnsekundære flensene som ved 46.

Med henvisning til figur 8 er på toppen av sideveggpanelene 30 a tanken en gangveiside 60 anvendt for å støtte nettingstolper, slik som ved 58 i figur 2. Overstrømutløp slik som 86 er skaffet til veie. Kontrollbygningen (88 i figur 2) kan inneholde en luftkompressor (90 i figur 8) for å trykksette og flytte avfall i avfallsfiltreringssystemet 82 tilkoplet avløpsutløpet 78 på midten av bunnpanelene 40. Overskuddsmat, mat, ekskrement og død fisk er derved fanget opp og behandlet for landbasert resirkulering som avlingsgjødsel.

Med henvisning til figur 9 har en første pumpe 95 et marinebasert vanninnløp 96 og et pumpevannutløp 97 som er tilkoplet et konisk utvidet tankinnløpsrør 98, plassert under sideveggens øvre gangvei 34. Tankinnløpsrøret 98 starter i en sylindrisk form tilkoplet pumpens vannutløp 97 men er konisk utvidet til en rektangulær åpning som er forseglet til rammen av et rektangulært vanninnløpsvindu, slik som er vist ved 100 for en andre pumpe 99. en indre vegg 101 av et likt konisk utvidet tank-innløpsrør for den andre pumpen 99 er vist å ligge mot den rektangulære vanninnløpsvindusrammen 100. Retningen av vannstrøm fra hver pumpes vannutløp til dets respektive vanninnløpsvindu for tanken er ved en spiss vinkel på tankens sidevegg, som fører til at vann presses sirkulært inni tanken. For eksempel med pumpene tilkoplet som vist, vil vann strømme inn i tanken fra vanninnløpsvindu 100 og et likt vindu for den første pumpen 95 slik at vannstrømmen inni tanken vil sirkulere mot klokken når sett fra toppen av tanken. Noe av vannet pumpet inn i tanken vil gå ut ved avfallsutskilleren 78 i midten av de konede bunnpanelene (et slikt

panel er merket 40).

Med henvisning til figur 10 vil mer av vannet pumpet inn i tanken av pumpene 96 og 99 gå ut gjennom overstrømutløpene 86. Vanninnløpet 96 for den første pumpen 95 og dens utløp 97 kan tilkoples et vanninntak som vist ved 74 i figur 1 for å pumpe inn vann fra en kjøligere vanndybde under tanken. I midten av de konede bunnpanelene (hvor én er merket med 40), et avfallsutløp 80 (kortere enn som vist i figur 1) muliggjør tilkopling til avfallsfiltreringssystemet (82 i figurer 1, 2 og 8).

Andre varianter og forbedringer av systemet som angitt ovenfor er mulig uten å avvike fra essensen av oppfinnelsen, som ikke er begrenset av eksemplene gitt ovenfor, oppfinnelsen og vide omfatning av eksklusive rettigheter deri som er angitt i de vedlagte kravene.

Claims

1. Lukket omslutting med fast vegg for kultivering av akvatiske arter, som omfatter flotasjonspaneier med en sidedel som krummer inn i en bunndel, tilpasset mellom flensavstivere og anordnet til å tilveiebringe en kontinuerlig sidevegg tilgrensende en kontinuerlig bunn for å atskille vann på utsiden og organismer fra vann på innsiden og inneholdte akvatiske arter.

2. Lukket omslutting med fast vegg ifølge krav 1, hvori sidedelen er krummet vertikalt og danner en bue, slik at et stort antall av slike sidedeler kan være anordnet til å danne en tank som er stort sett sylindrisk.

3. Lukket omslutting med fast vegg ifølge krav 1, hvori bunndelen er konet mot en sentral avløpsforankringsende og har en stort sett grunn konusdel, slik at et stort antall av slike bunndeler kan være anordnet til å danne en tank med en bunn som er stort sett konisk og omgir en avløpsåpning.

4. Lukket omslutting med fast vegg ifølge krav 1, hvori flotasjonspaneiene omfatter flotasjonslag laminert med vanntette lag.

5. Lukket omslutting med fast vegg ifølge krav 1, hvori flensavstiverne omfatter flotasjonslag laminert med vanntette lag.

6. Lukket omslutting med fast vegg ifølge krav 1, ytterligere omfattende et kraftsystem, et oksygeneringssystem og et avfallsfjerningssystem.

7. Lukket omslutting med fast vegg ifølge krav 1, hvori ytterligere omfattende et datastyrt oppdrettsovervåkingssystem, med sensorer og elektroniske kontrollenheter for vanntemperatur, strøm og kvalitet.

8. Lukket omslutting med fast vegg ifølge krav 1, som danner en tank som er stort sett sylindrisk i form, med faste sider og bunn, bestående av et stort antall side- og bunnflotasjonspaneler med krummede deler mellom sidedeler og bunndeler av hvert flotasjonspanel.

9. Lukket omslutting med fast vegg ifølge krav 8, omfattende minst to vannpumper som har marinebaserte inntak, og som sirkulerer vann inne i tanken.

10. Lukket omslutting med fast vegg ifølge krav 8, omfattende minst en vannpumpe montert på utsiden av tanken og som har et vannpumpeutløp tilkoplet et konisk utvidet rør som er forseglet ved en spiss vinkel til et vanninnløpsvindu i et sidepanel av tanken, for å sirkulere vann inne i tanken.

11. Lukket omslutting med fast vegg ifølge krav 1, hvori det er en avfallsutskiller på en sentral bunndel av en tank dannet av flotasjonspanelene og flensavstiverne, for å oppsamle fast stoff og slam for fjerning til et avfallseparasjonssystem.

12. Lukket omslutting med fast vegg ifølge krav 1, hvori: a) bunndelen er konet mot en sentral avløpsforankringsende og har en stort sett grunn konusdel, slik at et stort antall av slike bunndeler kan være anordnet til å danne en tank med en bunn som er stort sett konisk og omgir en avløpsåpning; b) flotasjonspanelene omfatter flotasjonslag laminert med vanntette lag; c) det er ytterligere et kraftsystem, et oksygeneringssystem og et avfallsfjerningssystem, og et datastyrt oppdrettsovervåkingssystem, med sensorer og elektroniske kontrollenheter for vanntemperatur, strøm og kvalitet; d) panelene og flensavstiverne danner en tank som er stort sett sylindrisk i form, med faste sider og bunn, bestående av et stort antall side- og bunnflotasjonspaneler med krummede deler mellom sidedeler og bunndeler av hvert flotasjonspanel; e) det er minst to vannpumper som har marinebaserte inntak, og som sirkulerer vann inne i tanken; f) vannpumpene er montert på atskilte steder på utsiden av tanken, hver av vannpumpene har et vannpumpeutløp tilkoplet et konisk utvidet rør som er forseglet ved en spiss vinkel til et vanninnløpsvindu i et sidepanel av tanken, for å sirkulere vann inne i tanken; g) det er en avfallsutskiller på en sentral bunndel av tanken som oppsamler fast stoff og slam for fjerning til et avfallseparasjonssystem.