Akvakultursystemer for fiskeoppdrett er en hurtigvoksende sektor innen det globale matsystemet. Det globale akvakulturmarkedet – selskaper som spesialiserer seg innenfor oppdrett og prosessering av fisk, skalldyr og planter(alger) –ble anslått til en verdi av 289 milliarder dollar i 2022. Det tallet er anslått å vokse til 421 milliarder til 2030.
I likhet med landdyr, trenger fisk og andre akvatiske dyr oksygen for å leve. Mengden oksygen innløst i vann og som akvatiske dyr kan benytte, er en nøkkelkomponent i en sunn vannforsyning og et blomstrende akvatisk liv i akvakultursystemer. Fravær av innløst oksygen kan drepe akvatiske dyr direkte ved kvelning. Dersom fraværet er kronisk, kan mangelfulle mengder innløst oksygen stresse akvatiske dyr, noe som fører til dårlig appetitt, langsom vekst og større mottakelighet for sykdom.
I motsetning til landdyr, som puster fritt sirkulerende oksygen fra luften, må akvatiske dyr møysommelig pumpe vann over gjellene for å absorbere molekylært oksygen. To andre faktorer øker vanskeligheten med å få nok oksygen: Akvatiske dyr krever vanligvis mer oksygen i forhold til kroppsvekt enn landdyr, og vann inneholder mindre oksygen enn luft.
Akvakultursystemer har tradisjonelt basert seg på mekaniske luftingsmetoder for å øke mengden innløst oksygen i vannet. Disse metodene kan være effektive, men de har ulemper, som høye energikostnader og betydelige vedlikeholdskrav. Vanntemperatur, dybde og salinitet påvirker også hvor godt tradisjonelle luftingsmetoder fungerer. Høy tetthet på biomasse begrenser også effektiviteten til mekanisk lufting.
Vi presenterer nanobobleteknologi som gir en mer effektiv løsning for å forbedre nivåene av innløst oksygen i akvakultursystemer for fiskeoppdrett. Nanobobler er cirka 70-120 nanometer store, 2500 ganger mindre enn et enkelt saltkorn. De kan formes ved hjelp av hvilken som helst gass og injiseres i hvilken som helst væske. På grunn av størrelsen viser nanobobler unike egenskaper som forbedrer en rekke fysiske, kjemiske og biologiske prosesser.
Konvensjonelle lufteteknologier oppnår mindre enn 3 % oksygenoverføringseffektivitet ved standardforhold (SOTE) per fot vann. Tredjepartstesting bekreftet at Moleaers nanobobleteknologi oppnår >85 % SOTE på bare 2 fot vann, noe som gjør at nivået av innløst oksygen (DO) kan øke mens man bruker langt mindre oksygen enn noen annen lufteteknologi.
Nanobobler har andre fordeler i forhold til konvensjonelle teknologier: De bruker mindre energi, har lavere driftskostnader og forbedrer vannkvaliteten. Dette resulterer i sunnere fisk og høyere produksjonsrater, noe som bidrar til den generelle lønnsomheten og bærekraften til akvakulturvirksomheten.
For eksempel, i en nylig applikasjon som involverer oksygenering under trenge-operasjoner i merder, har nanobobler vist seg spesielt effektive. Høy biomasse i merder kan redusere nivåene av innløst oksygen til et kritisk punkt som fører til redusert fiskevekst, høyere dødelighet og lavere produksjon. Moleaers nanobobler ga konsistente oksygennivåer, og bidro til å redusere stress og opprettholde helsen til fisk under luse-behandling, en faktor som er avgjørende for vellykket drift av fiskeoppdrett i regioner som Norge.
I dette eksempelet ble det brukt 4 kjegler som oksygeneringsmetode på avlusningsfartøyet, før det ble endret til nanoboble teknologi. Under normal drift ga nanoboble teknologi en reduksjon av oksygenforbruk på rundt 60%. Og da det ble redusert antall pumper fra 2 til 1, samt at pumpen kunne kjøre på lavere frekvens - førte dette til en reduksjon i drivstoff forbruk på rundt 65%. Dette med en likelydende reduksjon i CO2 utslipp.
Et annet månedslangt forsøk ved et gjennomstrømmingsanlegg for laks reduserte vann-, oksygen- og energiforbruket samtidig som det forbedret helsen og veksten.
I løpet av forsøket ble data fra Moleaers nanoboblegenerator sammenlignet med data fra en del av det eksisterende to-kjeglesystemet.
Resultatet:
Ledelsen for settefisk anlegget var så fornøyd med resultatene fra Moleaers system at de kjøpte 6 ekstra nanoboblegeneratorer for å erstatte 12 kjegler. Ved å bytte ut utstyret som har lavere ytelse, kan settefisk anlegget spare rundt 786 000 NOK årlig. Det bidrar til å forbedre lønnsomheten og bærekraften til driften.
Disse forsøkene antyder at bred implementering av nanobobleteknologi i alle produksjonssystemer vil hjelpe akvakulturbedrifter med å redusere driftskostnadene, spare ressurser og øke lønnsomheten. Parallelt bidrar nanobobler til å redusere de negative miljøpåvirkningene av medikamenter, opprettholde vann av høy kvalitet, redusere bruken av kjemikalier for å kontrollere mikroorganismer og biofilm, forbedre fiskevelferd og gi bedre kvalitet på ferdig prosessert vare.