NO20161871A1

NO20161871A1 - Method of forming a vertical water column in a farmed cage

Info

Publication number: NO20161871A1
Application number: NO20161871A
Authority: NO
Inventors: Frank Øren
Original assignee: Midt Norsk Havbruk As
Priority date: 2016-11-25
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2018-05-28
Also published as: WO2018097736A1; NO342827B1

Abstract

Fremgangsmåte for dannelse av en vertikal vannsøyle (36) i en oppdrettsmerd (10), omfattende følgende trinn: nedsenkning av en sirkulær ring (14) utstyrt med et antall dyser (16) til et dyp på mer enn 20 m i merdens vannmasse (30); tilførsel av luft til den nedsenkete ringen (14); utslipp av en ringformet strøm av luft bobler (40) fra dysene (16), i det dysenes (16) åpninger er satt til en diameter mellom 1-2 mm; og regulering av lufttilførselen, slik at luftboblene (40) som slippes ut fra ringen (14), i et område over ringen (14), danner et bobleteppe (34) som drar med seg vann for dannelse av den vertikale vannsøylen (36).A method for forming a vertical water column (36) in a farmed cage (10), comprising the steps of: immersing a circular ring (14) equipped with a plurality of nozzles (16) to a depth of more than 20 m in the water mass (30) ; supply of air to the submerged ring (14); discharge of an annular stream of air bubbles (40) from the nozzles (16), in which the openings of the nozzles (16) are set to a diameter between 1-2 mm; and regulating the air supply, such that the air bubbles (40) discharged from the ring (14), in an area above the ring (14), form a bubble blanket (34) which draws water to form the vertical water column (36).

Description

Oppfinnelsens område Field of the invention

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for dannelse av en vertikal vannsøyle i en oppdrettsmerd. The present invention relates to a method for forming a vertical water column in a breeding pen.

Oppfinnelsens bakgrunn. The background of the invention.

Laksens egenskap er at den naturlig vender seg mot strømretningen. Andre parameter som påvirker hvor laksen velger å oppholde seg er lys, oksygen og temperatur. I oppdrettssammenheng kan det se ut til at lys\temperatur\strøm er parametere som har sterkest påvirkning på adferd. The characteristic of the salmon is that it naturally faces the direction of the current. Other parameters that influence where the salmon choose to stay are light, oxygen and temperature. In a breeding context, it may appear that light\temperature\current are parameters that have the strongest influence on behaviour.

Omtale av kjent teknikk. Discussion of prior art.

EP0574589 A1 (ONNASON GYOGYO KYODO KUMIAI) vedrører en fremgangsmåte og apparat for dyrking av marine organismer under sirkulasjon av vannet i de øvre og nedre partier av en oppdrettstank ved å utføre lufting av tanken slik at det genereres en vertikal konveksjonsstrøm av vannet i denne. Når luft føres inn i tanken via en lufttilførselsledning, fremkommer en vertikal konveksjonsstrøm på grunn av løftekraften av bobler. EP0574589 A1 (ONNASON GYOGYO KYODO KUMIAI) relates to a method and apparatus for cultivating marine organisms while circulating the water in the upper and lower parts of a breeding tank by performing aeration of the tank so that a vertical convection current of the water is generated therein. When air is introduced into the tank via an air supply line, a vertical convection current occurs due to the lifting force of bubbles.

US5158037 A (Wilke Engelbart) vedrører bruk av luftgardiner som tildannes i oppdrettsinnretninger for fisk. Oksygen/gass tilføres i bunnpartier av innretningene. US5158037 A (Wilke Engelbart) relates to the use of air curtains which are formed in fish breeding facilities. Oxygen/gas is supplied in the bottom parts of the devices.

US3913525 A (Frank C Plocek) vedrører oppdrettstank hvor vannstrømmer tildannes ved hjelp av lufttilførsel i tankens bunnparti. US3913525 A (Frank C Plocek) relates to a breeding tank where water currents are created using air supply in the bottom part of the tank.

JP56048837 A2 (NIPPON TETSUPAN RIISU KK) vedrører et apparat for dannelse av et bobleteppe. Det fremgår benyttelse av ringformet rør/slange som neddykket i en merd tilfører luft som stiger opp som en luftgardin som brer seg ut mot periferien mot vannoverflaten. JP56048837 A2 (NIPPON TETSUPAN RIISU KK) relates to an apparatus for forming a bubble blanket. It shows the use of a ring-shaped tube/hose which, immersed in a cage, supplies air that rises up like an air curtain that spreads out towards the periphery towards the water surface.

US4776127 A (CALVIN J JACKSON) vedrører ringformet lufttilførselsslange plassert på bunnen av en beholder med fisk. US4776127 A (CALVIN J JACKSON) relates to an annular air supply tube located at the bottom of a container of fish.

US4488508 A (Robert C Heideman) vedrører tilførsel av luft i fra diffusorer i vannmasser for derved å skape strømninger/sirkulasjon. US4488508 A (Robert C Heideman) relates to the supply of air from diffusers in bodies of water to thereby create flows/circulation.

Formål med foreliggende oppfinnelse. Purpose of the present invention.

Ved å bruke luftbobler av bestemt størrelse og tilført i bestemt mønster er det mulig å få luftboblene til å dra med seg vann oppover mot overflaten, for derved å danne en vertikal vannsøyle i merdens vannmasse. By using air bubbles of a specific size and supplied in a specific pattern, it is possible to get the air bubbles to drag water upwards towards the surface, thereby forming a vertical column of water in the cage's water mass.

Systemet kan også brukes til å styre adferd på laksen. Idet den oppstrømmen som skapes har så sterk påvirkningskraft på laksen så vil den samles her. Ved riktig bruk vil laksen da naturlig samle seg så mye at det vil være mulig for eksempel å laste den opp med lasteslange uten å måtte trenge den med kastenot. The system can also be used to control the behavior of the salmon. As the upwelling that is created has such a strong influence on the salmon, it will gather here. If used correctly, the salmon will then naturally collect so much that it will be possible, for example, to load it up with a loading hose without having to use a casting seine.

Når laksen går inn i denne oppstrømmen går den samtidig nedover i vannmassene. Når den kommer til enden går den ut av strømmen. Søker overflate for så å gå ned igjen i strømmen. Dette medfører vesentlig flere runder fra overflate og ned i dypet enn ved normal strøm. Det igjen gir flere trykkendringer i løpet av tidsperiode som kan påvirke lusa negativt. Samtidig som påvirkning fra boblene direkte, samt reaksjonen som foregår idet de innløses i sjøen vil sannsynligvis påvirker lusa negativt. When the salmon enters this upwelling, it simultaneously goes down into the water masses. When it reaches the end it goes out of power. Seeks surface and then goes back down into the current. This entails significantly more rounds from the surface down into the depths than with normal current. This in turn produces several pressure changes over a period of time which can negatively affect the lice. At the same time as the influence of the bubbles directly, as well as the reaction that takes place as they are redeemed in the sea, will probably affect the lice negatively.

Ideen er at å kunne styre hvilket miljø som tilbys laksen ved at det aktivt manipuleres hvilket vannsjikt som er ønskelig inne i merden. Det vil da i perioder på året være behov for å flytte store vannmasser fra for eksempel 25m dyp og opp til overflaten. Dette vannet har i utgangspunktet større tetthet enn overflatevann, så det er viktig at det blandes godt på tur opp slik at det ikke «synker» med en gang igjen. The idea is to be able to control which environment is offered to the salmon by actively manipulating which layer of water is desirable inside the cage. During periods of the year, there will then be a need to move large masses of water from, for example, 25m deep to the surface. This water is initially more dense than surface water, so it is important that it is well mixed on the way up so that it does not "sink" straight away.

Det er følgelig et formål å frembringe en fremgangsmåte og apparatur hvor i det minste noen av overnevnte fordeler oppnås. It is consequently an aim to produce a method and apparatus in which at least some of the above-mentioned advantages are achieved.

Oppsummering av oppfinnelsen Summary of the invention

Overnevnte formål oppnås med en fremgangsmåte for dannelse av en vertikal vannsøyle i en oppdrettsmerd, omfattende følgende trinn: The above-mentioned purpose is achieved with a method for forming a vertical water column in a breeding pen, comprising the following steps:

- nedsenkning av en sirkulær ring utstyrt med et antall dyser til et dyp på mer enn 20m i merdens vannmasse, - immersion of a circular ring equipped with a number of nozzles to a depth of more than 20m in the cage's body of water,

- tilførsel av luft til den nedsenkete ringen, - supply of air to the submerged ring,

- utslipp av en ringformet strøm av luftbobler fra dysene, i det dysenes åpninger er satt til en diameter mellom 1-2mm, og - discharge of an annular stream of air bubbles from the nozzles, in which the nozzle openings are set to a diameter between 1-2mm, and

- regulering av lufttilførselen, slik at luftboblene som slippes ut fra ringen, i et område over ringen, danner et bobleteppe som drar med seg vann for dannelse av den vertikale vannsøylen. - regulation of the air supply, so that the air bubbles that are released from the ring, in an area above the ring, form a bubble blanket that drags water with it to form the vertical water column.

Alternative utførelser er angitt i de uselvstendige kravene. Alternative designs are specified in the independent requirements.

Ringen kan senkes ned til 25m dyp i merdens vannmasse, og bobleteppet kan dannes 5m over ringen av den ringformete strømmen av stigende og utvidende luftbobler. The ring can be lowered to a depth of 25m in the cage's water mass, and the bubble blanket can be formed 5m above the ring by the annular flow of rising and expanding air bubbles.

Ringen kan utformes med en diameter mellom 1.6 – 3m, og utstyres med mellom 20 – 40 dyser. The ring can be designed with a diameter between 1.6 – 3m, and equipped with between 20 – 40 nozzles.

I en bestemt utførelse kan ringen utformes med en diameter på 1.6m, og utstyres med 20 dyser som har en åpningsdiameter på 2mm. I en annen bestemt utførelse kan ringen utformes med en diameter på 3m, og utstyres med 40 dyser som har en åpningsdiameter på 1mm. In a specific embodiment, the ring can be designed with a diameter of 1.6m, and equipped with 20 nozzles that have an opening diameter of 2mm. In another specific embodiment, the ring can be designed with a diameter of 3m, and equipped with 40 nozzles that have an opening diameter of 1mm.

Luft tilføres gjerne med 5bar overtrykk til ringens dyser. Mengde luft som tilføres ringens dyser kan variere mellom 400 – 850 liter\time avhengig av ønsket vannstrøm i vannsøylen. Air is preferably supplied with 5 bar overpressure to the nozzles of the ring. The amount of air supplied to the ring's nozzles can vary between 400 - 850 litres/hour depending on the desired water flow in the water column.

Luft tilføres helst via en luftslange fra en luftkompressor. Air is preferably supplied via an air hose from an air compressor.

Det er videre fordelaktig at ringen plasseres vannrett i merdens vannmasse. It is also advantageous for the ring to be placed horizontally in the cage's water mass.

Beskrivelse av figurer Description of figures

Foretrukne utførelser av oppfinnelsen skal i det etterfølgende omtales mer detaljert med henvisning til den medfølgende figur, hvori: Preferred embodiments of the invention will be described in more detail below with reference to the accompanying figure, in which:

Figur 1 viser en prinsippskisse av en oppdrettsmerd og apparatur for utførelse av fremgangsmåten i følge oppfinnelsen. Figure 1 shows a schematic diagram of a breeding pen and apparatus for carrying out the method according to the invention.

Beskrivelse av foretrukne utførelser av oppfinnelsen. Description of preferred embodiments of the invention.

Figur 1 viser skjematisk en oppdrettsmerd 10 av vanlig kjent type, det være seg lukket eller åpen merd. Figure 1 schematically shows a rearing cage 10 of a commonly known type, be it a closed or open cage.

Nedsenket i merdens vannmasse 30 er en ring 14 plassert. Ringen 14 kan på kjent måte være opphengt i kabler eller lignende, eller på annen måte være plassert i merden 10. Ringen 14 er utstyrt med flere dyser/hull 16 omkretsmessig plassert rundt ringen 14. Helst er dysene 16 plassert jevnt om ringen 14, og på ringens overside, dvs. den siden som vender opp mot overflaten 32. Imidlertid vil dysenes 16 utløpsåpninger kunne være plassert vilkårlig om ringens 14 omkrets. Immersed in the cage's water mass 30, a ring 14 is placed. The ring 14 can, in a known manner, be suspended from cables or the like, or otherwise be placed in the cage 10. The ring 14 is equipped with several nozzles/holes 16 placed circumferentially around the ring 14. Preferably, the nozzles 16 are placed evenly around the ring 14, and on the upper side of the ring, i.e. the side that faces the surface 32. However, the outlet openings of the nozzles 16 could be placed arbitrarily around the circumference of the ring 14.

Dysene 16 kan alternativt være stengbare, slik at antall dyser 16 som skal være åpne kan bestemmes. Antallet åpne dyser kan bestemmes før ringen 14 nedsenkes, eller dysene 16 kan være utstyrt med fjernstyrte lukkemekanismer. Mønster på luftbobler 40 som slippes ut kan dermed varieres. The nozzles 16 can alternatively be closable, so that the number of nozzles 16 that are to be open can be determined. The number of open nozzles can be determined before the ring 14 is immersed, or the nozzles 16 can be equipped with remote-controlled closing mechanisms. The pattern of air bubbles 40 that are released can thus be varied.

For tilførsel av luft til ringens 14 dyser 16 kan det benyttes en lufttilførselsslange 18 som strekker seg ned til ringen 14, fra en luftkompressor 20 montert på merden 10 eller annet sentralt sted på anlegget. For the supply of air to the nozzles 16 of the ring 14, an air supply hose 18 can be used which extends down to the ring 14, from an air compressor 20 mounted on the cage 10 or another central location on the plant.

Luft slippes ut fra ringens 14 dyser 16 slik at det lages oppadstigende luftbobler 40, og som drar med seg vann for dannelse av en vertikal vannsøyle i merdens 10 vannmasser 30. For store luftbobler vil komme til overflaten uten å være innløst i vannmassen og de vil da ikke dra med seg vann. For små bobler vil løses inn tidlig og heller ikke dra med seg vann. Riktig størrelse, men i feil mønster vil dra med seg noe, men ikke særlig effektivt. Air is released from the nozzles 16 of the ring 14 so that rising air bubbles 40 are created, and which drag water with them to form a vertical column of water in the water masses 30 of the cage 10. Too large air bubbles will come to the surface without being redeemed in the water mass and they will so don't take water with you. Bubbles that are too small will dissolve early and will not carry water with them either. The right size, but in the wrong pattern will drag something along, but not very effectively.

Man har funnet ut at luftbobler frigitt av dyser på 1 – 2 mm vil ha rett egenskap dersom de frigis på 25m dyp. Det er da også viktig at trykk og luftmengde tilført er riktig. Ideelt opereres med et overtrykk på systemet på 5 bar ved overflaten (i tilførselsslange). Mengde luft som går med er da fra 400 – 850 liter\time alt etter hvor mye vannstrøm som er ønskelig. Trykket bør være som angitt, men dersom man går opp eller ned i mengde utover det bestemte området vil effekten avta. Med en slik løsning oppnås luftekspansjon av luftboblene fra 25 til 10 muh (meter under havflaten) og luftboblene løses inn i vannet før overflaten. It has been found that air bubbles released by nozzles of 1 – 2 mm will have the right properties if they are released at a depth of 25m. It is therefore also important that the pressure and amount of air supplied is correct. Ideally, operate with an overpressure on the system of 5 bar at the surface (in the supply hose). The amount of air that goes with it is then from 400 - 850 litres/hour depending on how much water flow is desired. The pressure should be as specified, but if you go up or down in quantity beyond the specified range, the effect will decrease. With such a solution, air expansion of the air bubbles is achieved from 25 to 10 muh (metres below sea level) and the air bubbles dissolve into the water before the surface.

Det er også viktig at luftbobler 40 blir tilført i riktig mønster i vannmassen 30. Ved å bruke en ring 14 på 1,6m i diameter med 20 dyseåpninger på 2mm vil luftboblene 40 som kommer ut stige og utvide seg slik at de 5 meter over ringen 14 danner et tett bobleteppe 34 som drar med seg vann. Dersom ringen 14 ikke ligger vannrett vil effekten avta. Ved 45 grader helning på ringen er effekten i hovedsak borte. Effekten avtar også ved for mye luft. Det er viktig at luftboblenes størrelse er slik at de i stor grad er innløst like før overflaten. Dette bidrar til at det "tunge" vannet ikke synker ned igjen så fort. It is also important that air bubbles 40 are supplied in the correct pattern into the water mass 30. By using a ring 14 of 1.6 m in diameter with 20 nozzle openings of 2 mm, the air bubbles 40 that come out will rise and expand so that the 5 meters above the ring 14 forms a dense bubble blanket 34 which drags water along. If the ring 14 is not horizontal, the effect will decrease. At a 45 degree inclination on the ring, the effect is essentially gone. The effect also decreases with too much air. It is important that the size of the air bubbles is such that they are largely redeemed just before the surface. This helps ensure that the "heavy" water does not sink back down so quickly.

Ut fra dette har man funnet at optimal ring er 3m i diameter med 40 dyseåpninger på 1mm. Dette gir særdeles bred og god oppstrøm. Dette vil ved installasjon på 25m dyp skape god oppstrøm fra 20m og opp til overflaten, særlig i en 160m merd. Based on this, it has been found that the optimal ring is 3m in diameter with 40 nozzle openings of 1mm. This gives a particularly wide and good updraft. When installed at a depth of 25m, this will create a good updraft from 20m up to the surface, especially in a 160m cage.

Ved bruk av ringen 14 som forklart ovenfor blir det dannet en vannsøyle 36 i merden 10, og som medfører vertikal bevegelse i vannet slik at det ved vannoverflaten 32 blir et trykk som presser overflatevannet ut til sidene, og derved mot innsig av vann på overflaten, samt at vannet i merden 10 blir tilført oksygen. Som en konsekvens av dette skjer det en vannutskiftning også vertikalt i merden 10, og at vannet blir mer oksygenrikt. Laksen i merden 10 vil søke inn mot vannsøylen 36, og svømmer aktivt rundt søylen, hvilket medfører bedre trim av fisken, bedre fôring, samt mulig mindre eksponering mot flytende luselarver. Slik naturlig trengning av fisken i et konsentrert område kan også forenkle sortering og uttak av fisk fra den enkelte merd, da fisken opptrer mer samlet på ett område. When using the ring 14 as explained above, a column of water 36 is formed in the cage 10, and which causes vertical movement in the water so that at the water surface 32 there is a pressure that pushes the surface water out to the sides, and thereby against the ingress of water on the surface, and that the water in the cage 10 is supplied with oxygen. As a consequence of this, a water exchange also occurs vertically in the cage 10, and the water becomes more oxygen-rich. The salmon in the cage 10 will search towards the water column 36, and swim actively around the column, which results in better trimming of the fish, better feeding, and possibly less exposure to floating lice larvae. Such natural crowding of the fish in a concentrated area can also simplify the sorting and removal of fish from the individual cage, as the fish appear more collectively in one area.

I en praktisk og enkel eksempelutførelse kan en ring av plast monteres på 25m dyp, og være lagd av 32mm vannrør. Diameter lik 300cm. Det bores 40 stk. hull\dyser med 1mm bor i ringen 14. Lufttilførsel fra kompressor 20, og som kan gi 3600l\min på 7 bar. Kompressoren 20 kan plasseres på merden 10 eller sentralt på anlegget, og vil ha tilstrekkelig kapasitet til å fordele luft til opptil seks merder. I den anledning er det viktig at alle ringer ligger på samme dyp i merdene. In a practical and simple example design, a plastic ring can be mounted at a depth of 25m, and be made of 32mm water pipe. Diameter equal to 300cm. 40 pieces are drilled. holes\nozzles with 1mm bore in ring 14. Air supply from compressor 20, which can provide 3600l\min at 7 bar. The compressor 20 can be placed on the cage 10 or centrally in the facility, and will have sufficient capacity to distribute air to up to six cages. On this occasion, it is important that all rings lie at the same depth in the cages.

Claims

Patent claims

1. Method for forming a vertical water column (36) in a breeding pen (10), comprising the following steps:

- immersion of a circular ring (14) equipped with a number of nozzles (16) to a depth of more than 20m in the cage's body of water (30),

- supply of air to the submerged ring (14),

- discharge of an annular flow of air bubbles (40) from the nozzles (16), in that the nozzles' (16) openings are set to a diameter between 1-2mm, and

- regulation of the air supply, so that the air bubbles (40) which are released from the ring (14), in an area above the ring (14), form a bubble blanket (34) which drags water with it to form the vertical water column (36).

2. Method in accordance with claim 1, in which the ring (14) is lowered to a depth of 25m in the body of water (30) of the cage (10).

3. Method according to claim 1, in which the bubble blanket (34) is formed 5m above the ring (14) by the annular flow of rising and expanding air bubbles (40).

4. Method in accordance with claim 1, in which the ring (14) is designed with a diameter between 1.6 – 3m, and is equipped with between 20 – 40 nozzles.

5. Method according to claim 1, in which the ring (14) is designed with a diameter of 1.6m, and is equipped with 20 nozzles which have an opening diameter of 2mm.

6. Method according to claim 1, in which the ring (14) is designed with a diameter of 3m, and is equipped with 40 nozzles which have an opening diameter of 1mm.

7. Method in accordance with claim 1, in which air is supplied with 5 bar overpressure to the nozzles (16) of the ring (14).

8. Method in accordance with claim 1, in which the amount of air supplied to the nozzles (16) of the ring (14) varies between 400 - 850 litres/hour depending on the desired water flow in the water column (36).

9. Method according to claim 1, in which air via an air hose (18) is supplied to the ring (14) from an air compressor (20).

10. Method in accordance with claim 1, in which the ring (14) is placed horizontally in the water mass (30) of the cage (10).