气浮分离技术在渔业生产中的应用与展望

概述了气浮分离技术的研究进展,着重介绍了该项技术在养殖水体净化、微藻细胞提取和水产品加工废水处理等方面的应用情况,并对其发展和应用前景进行了阐述。     

挤压膨化与改性处理海带渣的油污吸附特性试验

利用挤压膨化和改性处理的海带渣进行了油污吸附材料制备的试验研究,探讨了海带渣粒度和玉米碴添加量对挤压膨化海带渣油污吸附特性的影响,以及硬脂酸添加量、海带渣粒度和改性时间对改性海带渣油污吸附特性的影响。研究表明：增加玉米碴添加量,可提高挤压膨化海带渣的吸油率、吸油速率和漂浮率,但吸水率亦提高;海带渣粒度越小,挤压膨化后的海带渣吸油和漂浮效果越好,越不易吸水;当海带渣粒度为0.9 mm、玉米碴添加量为30%时,挤压膨化海带渣具有良好的油污吸附效果,其吸油率、吸油速率和漂浮率分别为142.8%、94.1%和49.4%,吸水率为89.2%。改性试验结果表明：硬脂酸改性可显著提高海带渣的漂浮率,降低其吸水率,但油污吸附效果随硬脂酸添加量的增加而下降;选择粒度较小的海带渣并且保证一定的改性时间,有利于提高油污吸附效果;当海带渣粒度为0.9 mm、硬脂酸添加量为8.5%、改性处理2 h时,海带渣的吸油率、吸油速率和漂浮率分别为217.5%、94.3%、94.0%,吸水率在31.0%以下,吸油率和漂浮率分别是挤压膨化海带渣的1.52倍和1.90倍,吸水率降低了65.2%。     

虾夷扇贝捕捞网具的改进及应用效果

该文针对目前扇贝捕捞网具捕捞效率低及耗能大等问题,通过对獐子岛集团股份有限公司3 a龄虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)底播养殖海域海底状况与网具捕捞效果的调研,提出了虾夷扇贝捕捞网具的改进措施,并在辽长渔养15021号扇贝采捕船上进行了2个阶段海上生产对比试验,得出以下结论：第一阶段在原生产网具的基础上,安装扭簧式弹性拨贝齿及增大网目等措施,在拖网航速为4kn时,改造后网具单网平均捕捞量较生产网具提高了36.5%,扇贝破损量降低了49.4%,泥沙量降低了21.9%,单位捕捞耗油量降低了27.8%。第二阶段改造网具在第一阶段的基础上,增大网口扫海面积,并且将网身改为"宽口窄尾"结构,添加一道网口链及辅网衣,并加装主网拐雪橇板、拐前拨贝齿及网底托架小车,在拖网航速为4kn时,单网捕捞量较第一阶段改造网具提高了102%,扇贝碎贝量降低了161%,泥沙量降低了209%,单位捕捞耗油量降低了24.6%;而较原生产网具单网平均捕捞量提高了200%,扇贝破损量降低了236%,泥沙量降低了296%,单位捕捞耗油量降低了45.6%。由此说明新型虾夷扇贝捕捞网具具有高效、节能和低生态等特点,推广应用前景广阔。     

陶瓷板太阳能集热器保温隔热设计及养殖水体升温试验

为研究保温隔热结构对陶瓷板太阳能集热器水体升温和集热效果的影响,进行了不同工况模式下的水体升温对比试验,并对其集热效果进行了探讨。结果表明:陶瓷板太阳能集热器的水体升温幅度和得热量与辐射照度成正比,且受保温隔热结构的影响较大;晴天天气、同等流量条件下,有保温隔热的集热器水体升温幅度比无保温隔热的集热器平均提高2.3℃,日有用得热量提高68.8%;阴天天气、无保温隔热的集热器会造成14.3 MJ/m~2的热量流失,水体升温幅度比前者低3.1℃;增加水体流量,集热器的水体升温幅度随之降低,而得热量则增加,大流量条件下保温隔热更有利于系统集热;有盖板(有保温)的集热器水体升温幅度和日有用得热量分别比无盖板(有保温)的集热器高出0.3、1.2 MJ/m~2。研究表明,保温隔热结构可显著提升陶瓷板太阳能集热器的水体升温效果和集热性能,该种模式在中国北方地区工业化水产养殖水体升温工程中具有良好的应用前景。     

海带渣与养殖固体废弃物混合发酵产沼气试验

废弃物的高效和资源化利用是现代渔业发展面临的重要课题。该文以海带渣和养殖固废为原料开展了两相发酵产沼气效果试验研究,探讨了中温条件下(35±1℃)料液TS浓度和接种率对混合水解酸化特性以及厌氧发酵产沼气效果的影响。结果表明,海带渣与养殖固废混合水解酸化过程启动很快,第2天乙酸浓度即达到峰值,5 d后丙酸和丁酸浓度增幅较快,水解酸化过程中甲酸产量相对较低。不同TS浓度(6%、8%和10%)和不同接种率(10%、20%和30%)的料液水解3 d,乙酸的酸化度分别为42.6%、50.0%、49.8%和50.7%、44.3%、40.3%;主要有机酸(乙酸+丁酸+甲酸)的酸化度分别达到61.7%、68.7%、62.2%和69.4%、57.5%、58.0%。料液TS浓度为8%~10%、接种率为10%~20%和p H值为6.0~7.0时,海带渣与养殖固废在中温条件下混合水解2~3 d,即可获得后期发酵产沼气所需的酸化料液。此外,发酵产沼气结果表明,每天按与产沼气接种污泥质量比为1:7~1:9的比例添加酸化料液,在p H值为7.0~8.0和35±1℃的条件下厌氧发酵产沼气,产气系统启动很快,而且8~13 d即进入稳定产气阶段,产气率保持在489.4~581.5 m L/g VS,所产沼气中的甲烷体积分数达到82.7%~84.9%,而且料液不会出现酸化现象。海带渣与养殖固废混合水解酸化、批量填料发酵产沼气工艺明显提高了产气效率和系统稳定性。     

海水源热泵对海参育苗废水热能回收的工程应用

该文针对水产生物工厂化育苗水体升温技术需求,开展了利用育苗废水作热源为育苗水体升温的海水源热泵集成技术应用示范,探讨了集成系统对海参育苗水体升温和废水热能的回收效果。结果表明,进入I级换热器的育苗废水和新鲜海水温度分别为10.3~14.9℃和-1.9~4.9℃时,新鲜海水出水温度提升4.6~5.8℃,废水热能最大回收率达到59.2%;海水源热泵的废水热源温度和流量一定时,新鲜海水的温升幅度随其入流流量和温度升高而降低,入流温度分别为7.3和10.3℃的新鲜海水,流量不超过15和20 m~3/h时,出水温度均保持在15℃以上,满足海参育苗水温要求。热泵对废水热能的最大回收率为40.7%,COP(coefficient of performance)在5.03以上;集成升温系统比传统锅炉升温综合节能37.6%以上,减排二氧化碳约2 200 t/a,当年内可收回设备投资费用。     

膨化尿素精料的加工及其质量评价

利用尿素饲喂反刍动物可节省其它动植物蛋白质饲料资源。然而因纯尿素在动物瘤胃中水解快,极易造成动物氨中毒和尿素损失,使尿素的添加量和利用率受到很大限制。作者利用挤压技术生产膨化尿素精料,通过优选挤出机的工艺参数和合理的尿素添加量,使尿素在融溶状态被糊化的玉米淀粉膜包围,大大降低了其水解速度。试验结果表明,当螺杆长径比为１０、转速３００ｒ／ｍｉｎ、模板开孔率为１４％左右时,膨化尿素精料的产量和质量比较     

基于底层冷海水的船载扇贝保鲜系统设计及性能试验

该文针对船载扇贝的保鲜问题,调查了黄海冷水团在獐子岛集团股份有限公司确权海域的变化,提出了利用养殖海域底层海水保鲜虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)的方式。通过对捕贝作业船保鲜方式的研究,设计了底层冷海水提取系统,并进行了实船改造试验得出以下结论:提取底层冷海水保鲜可使捕捞上来的虾夷扇贝更接近其长期生存的海底环境,减少温度及盐度波动对虾夷扇贝鲜活度的影响,使扇贝缩边及死亡率显著降低;同时底层海水提取系统具有投资小、改造容易及耗能低等优势,改造费用仅为安装制冷机组费用的1/6,耗能仅为制冷装置的1/24,对于受舱室限制而无法安装制冷机组的扇贝采捕船,可以在不占用大量空间的前提下进行改造,对于扇贝运输船可以利用冷水团对扇贝进行保鲜,可大量减少耗能,提高虾夷扇贝鲜活度,符合绿色环保企业发展需求。     

陶瓷板和真空管太阳能集热器对养殖水体升温效果的对比研究

水体升温是工厂化养殖生产的重要环节,为寻找一种高效环保且经济适用的养殖水体升温方式,对目前广泛使用的陶瓷板和真空管太阳能集热器进行了养殖水体升温效果对比试验。结果表明:当辐照度为230～1100 W/m~2、水体流量为200～400 L/h时,陶瓷板集热器对养殖水体的最大单位面积升温幅度略高于真空管集热器,分别为0.71℃和0.65℃,且陶瓷板集热器对养殖水体的水质几乎无影响;陶瓷板集热器的日有用得热量(q_(17))低于真空管集热器,这可能与陶瓷板集热器热量流失较大有关,可通过增加保温隔热结构进行改善。研究表明,在相同工况条件下,陶瓷板太阳能集热器对养殖水体的升温幅度与真空管集热器十分接近,且陶瓷板太阳能集热器结构简单、价格低廉,具有替代真空管太阳能集热器的潜力。     

脱毒海星微波真空干燥工艺优化

为了提高脱毒海星干燥效率、品质及降低能耗,选择微波真空干燥方法进行试验研究。通过单因素试验研究了微波功率密度、脉冲时间及真空度对干燥特性、能耗及蛋白质保留率的影响。结果表明,在3~7 W/g、20~60 s和-0.070~-0.090 MPa范围内,较高的微波功率密度、较长的脉冲时间和较高的负压会缩短干燥时间、提高干燥平均速率、降低能耗;提高微波功率密度不利于蛋白质的保留,缩短脉冲时间和提高负压可提高脱毒海星的蛋白质保留率。利用响应面法探讨了微波功率密度、脉冲时间及真空度对脱毒海星微波真空干燥工艺的综合影响,建立了二次多项式回归模型,并对干燥工艺参数进行了优化。通过分析得出各因素影响的显著性依次为微波功率密度脉冲时间真空度,微波功率密度、脉冲时间对脱毒海星微波真空干燥有极显著性影响(P0.01),且微波功率密度与脉冲时间的交互作用比较明显(P0.05);脱毒海星的最佳微波真空干燥条件为微波功率密度为4 W/g,脉冲时间为60 s和真空度为-0.090 MPa,在此条件下脱毒海星微波真空干燥的综合评分最高,为0.751。研究结果可为脱毒海星干燥的工业化生产和有效利用提供参考。