《现代渔船技术装备概论课程》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
现代渔船技术装备概论课程学习资料浙江海洋学院二0一一年二月 目录中国远洋渔业发展和渔船装备问题探讨171·3米围网/拖网渔船的自动化鱼加工流水线7PLC在船用输送装置电气控制系统中的应用10发展壮大舟山群众远洋渔业的思考15国内外吸鱼泵研制现状21国内外吸鱼装置概况25射流式吸鱼泵关键技术研究及设计27国内外渔业装备与工程技术研究进展综述35机帆船舷侧滚筒式液压起网机的研究设计41我国渔船捕捞装备的发展方向与重点49我国渔业机械化之发展与展望52渔船捕捞机械和鱼品加工机械标准体系建设研究66 中国远洋渔业发展和渔船装备问题探讨刘身利(中国农业发展集团总公司,北京100032)摘要:从中国远洋渔业创业发展25年艰难实践的经历、国际渔业管理制度日趋严格的形势和推进产业可持续发展任重适远的角度,客观总结我国远洋渔业的发展经验,研究当前整个产业遇到的紧迫问题,追踪国外渔船装备技术发展的新情况,简述加快我国渔船装备更新改造的必要性和紧迫性,并根据产业民远发展规划和适应国家发展战略角度,代表从业企业为政府政策导向、管理重点和产业发展战略方而提出政策建议。关键词:远洋渔业;渔船装备;探讨中图分类号:S9727文献标识码:A文章编号:1007-9580(2010106-66-051远洋渔业发展情况及渔船装备现状根据2008年底远洋渔业统计数据,目前全国有远洋渔业企业105家,从业人员6万人,年捕捞量116万t产值首次突过白亿,达102亿元,合法持证远洋渔船1457艘。远洋渔业生产主要分布在三大洋和23个国家海域32个项目。1.1远洋渔业发展情况简介1.1.1大洋性渔业主要以生产金枪鱼、鱿鱼和竹荚鱼作业为主。2008年全国新增大洋性生产渔船20艘,投产总船数达680余艘,在渔船数量、产量和效益方面,已接近或超过远洋渔业整个总量的一半。(1)各类金枪鱼船300余艘。其中超低温延绳钓船128艘(2008年从日本新引进19艘);冰鲜延绳钓船近57艘,冷海水和常温延绳钓船近104艘;金枪鱼围网12艘组。以上4种作业方式在太平洋海域总产量已超过10万t。印度洋生产受索马里海盗影响,大西洋鱼汛不好,致使产量都只有6000t左右。(2)各种鱿鱼钓船360余艘。其中引进国外二手旧船和国内仿造专业鱿钓船有50余艘,主要集中在阿根廷和秘鲁外海鱿钓渔场作业,2008年产量近9万t600hp(马力)拖网渔轮和运输船改造的鱿钓船有300余艘,大部分在北太平洋鱿钓渔场作业,产量11万t以上。(3)大型拖网加工船达15艘(含2艘挂方便旗)。我国正式注册的13艘(上海5艘,辽大水3艘,烟渔3艘,中水2艘)在智利外海捕竹荚鱼生产的拖网加工船,2008年总产量达16万t。欧盟也有6艘渔船生产,产量12万t各国在该海域生产的总船数已近40艘1.1.2过洋性远洋渔业现有渔船650余艘。分布在西非、西亚、东南亚等多国海域入渔合作,以底拖网作业为主,主要捕捞硬体鱼和章鱼、墨鱼等软体鱼为主。其他有少量定置网、灯光围网、捕虾船等。81 1.2远洋渔业渔船现状分析远洋渔船作为重要的生产工具,是远洋渔业发展的基础组成部分,可以说远洋渔船的发展很大程度上反映了我国远洋渔业的发展。1.2.1目前远洋渔业存在的问题一是总体装备差、船舶老旧;二是海外基地建设滞后;三是科技支撑严重不足。(1)底拖网。我国远洋渔业起步是从拖网渔船开始的,代表船型为8154型拖网渔船。该类渔船为单甲板,船长33~44m,主机功率600~1000hp最大航速为10~13kn(节),总吨位250一310t,大多是20世纪90年代建造,船龄20年左右,普遍存在船体、管路和设备腐蚀老化等问题。虽经过节油改造,但油耗仍高于国外同类渔船平均水平,且拖力和速冻能力在鱼汛旺发时不能满足,尤其是单甲板作业无法适应欧盟对水产品的商检标准。其导航、通讯和助渔设备配备较简陋,续航能力不足(2)金枪鱼延绳钓和围网作业。我国的金枪鱼超低温延绳钓渔船基本都是引进日本、韩国和中国台湾等企业陆续淘汰的旧船。①留低温延绳钓船,可由海上扒载鱼货和补给,每航次可坚持6至12个月。总吨位400~750t船长45~60m。捕捞对象为大目、蓝鳍、黄鳍等成体鱼,采用一50~55℃冷冻和冷藏,目标是生食金枪鱼市场。②冷海水和常温金枪鱼延绳钓船,主要是依托基地补给,船型较小,船长在25~35m,海上自持力15~30d。捕捞对象主要为长鳍,兼捕少量黄鳍,采用冷海水制冷冰冻保鲜。约一半以上产品为长鳍,卖给罐头厂;可生食品种,一等品卖至日本,二等品卖至美国。这类船按船壳材料分为钢质冷海水金枪鱼船和玻璃钢冷海水金枪鱼船。由于国际原油价格不断上涨,开发经济、节能、性能可靠的玻璃钢船型曾一度成为科研攻关热点问题,但因机械设备的材料耐电化腐蚀问题难以过关,维护成本过高,船东大多又转造钢壳船。③冰鲜金枪鱼延绳钓船。我国的冰鲜金枪鱼渔船最早在1988年开始在南太平洋海域作业,无论是冷藏还是捕鱼设备都比较落后,船型也较小,依托基地补给,海上自持力~10d,主要捕大目或黄鳍等成体鱼,冰鲜保鲜,空运到生食市场。这些在用船在捕捞助渔和通讯等设备配置方面普遍比较落后,其适渔性、冷藏条件和舱容量、加工操作卫生与安全保障,以及船员居住条件等方面尚有不少缺陷。④金枪鱼围网船。这是现有渔船中技术含量最高的,目前国内的渔船全部为引进国外二手船型,根据新旧程度、装备不同,单船价格在800万~1000万美元。(3)鱿鱼钓。目前国内主要有3种船型:①由600hp拖网渔船改造后的鱿钓渔船,由于拖网和鱿钓作业方式不同,主要柴油动力装备主、辅机使用方面存在先天缺陷。为解决这一问题,绝大多数渔船都加装了大功率辅机,但冷藏能力和舱容较小的问题难以解决。因鱿钓作业远离大陆,对冷藏能力的要求比较高,因此在生产旺季经常出现因冷藏仓满被迫停产等待转载等情况。②引进二手专业鱿钓船,主要从日本等国购买进口。③国产仿造船型,配置与进口船型类似,有的略加改造,如中国水产集团远洋股份有限公司在船上加装蒸煮加工设备等。船长一般为60~70m。主机功率1800hp左右,最大航速为14kn,冷藏能力在500一1000t。从近儿年生产情况看,70m以上的专业鱿钓船生产效益大大好于其他改造型船。(4)大型拖网加工船。大型拖网加工船的船型较大,结构较为复杂,主要是前苏联、德国、挪威被兰及荷兰等国20世纪70-90年代建造的,该类渔船的特点是船体较长(一般60~120m),冷藏及舱容能力较强(一般日冻结能力200~300t,舱容600~200081 t),定员较多(近百人)。国际上已经有多年未新建该类渔船,因此旧船购买价格一路走高。我国的大型拖网加工船全部是国外建造并使用10多年的二手船,目前正在生产的渔船技术状况较好的是上海远洋渔业公司的“开富”和“开裕”,两艘船的船型相同,是上海同时也是国内性能最好的船。2005年投产后,在整个智利外海作业的渔船中也算是最好的。该船船长105m,总吨位7617t主机功率近6000kW,日加工能力300t左右,可装载2200t以上。我国至今还没有自行建造的大型拖网加工船1.2.2企业为缩小渔船装备差距而不懈努力为适应国际入渔环境,提高产品市场竞争能力,我国企业结合实际进行了自主开发设计和建造尝试。中国水产总公司推动设计建造各型双甲板拖网渔船。(1)自行设计建造双甲板拖网渔船。2004年中国水产总公司依靠科研院所和渔轮建造厂的技术力量,自行设计建造了33m双甲板拖网渔船并已投产6艘;2008年开发了368m双甲板可达1000m水深的舰拖网和臂架兼作的渔船新船型,以适用于远岸拖网和变水深臂架拖网作业。同时首次在该类渔船上装备可调距螺旋桨,还为应对高油价,设计使用了180号重型柴油机动力系统,并采用PTO减速齿轮箱和废气余热燃油加温技术。双层甲板和加工区新材料、新工艺设计能满足欧盟食品卫生检验标准,是目前国内自行设计建造最先进的船型。同时,又针对近岸拖网渔船更新的需要,开发了33.6m混合型双甲板拖网渔船。2008年共建造以上二种新船型12艘,投资总额1.15亿元人民币,使得作业能力和防晒防雨防锈防污能力有了很大的提高,已能满足“欧盟卫生指令”对生产场所和加工工具的卫生要求。另外,还对60m中大型变水层拖网渔船和7500t冷藏运输船进行了技术调研和初始方案设计。(2)改造设计建造高纬度海域作业超低温金枪鱼钓船。2004年中国水产总公司斥资购买国外图纸资料,经过研究改进消化吸收设计,在大连某造船厂建造了我国第一艘适应高纬度、复杂海况作业条件的金枪鱼超低温延绳钓渔船“昌荣一号”,从实际使用情况来看,生产效益和安全性能有较大程度的提高,但也存在国内渔船设计能力和制造材料还不能完全满足实际需要的问题。2001年以来,浙江扬帆、山东黄海、大连辽南等船厂都先后仿制改进建造了一批超低温金枪鱼延绳钓船,但冷冻机等许多关键设备和仪器还得依靠进口为主。(3)改造研制冷海水和常温多冷藏方式金枪鱼延绳钓船。2002年中国水产集团远洋股份有限公司经过多年探索,借鉴国外船型经验,建造了第二代冷海水金枪鱼钓船,加装了先进的滚简设备,提高了生产效率。经过6年的使用,对第二代船型进行改进,于2008年设计建造了第三代多冷藏方式金枪鱼钓船,从目前的使用来看,多种冷藏质量保证,续航能力市油降耗等取得了很好的效果。(4)金枪鱼围网船。由于技术含量高,上海远洋渔业公司在大连尝试自行建造2组围网船。从远洋渔业实践来看,渔船今后的发展趋势,一是较多建造经济实用的中、小型拖网船,并重视远洋深水拖网渔船的研制开发;二是采取节能措施,如:改进柴油机性能,增大螺旋桨直径,降低转速,使用导管可调螺距螺旋桨、导管螺旋桨以提高推进效率,改良船型,采用主机轴带发电机和利用余热;三是逐步配备先进探鱼及导航仪器;四是研制拖网、围网网具操作自动控制系统等。2我国渔船装备与世界先进国家的差距2.1远洋渔船装备水平起点低、研发改造投入少81 由于我国远洋渔业起步晚,与远洋渔业发达国家相比,工业基础相对薄弱,在渔业装备方面的科研投入极少,因此渔船装备仍较落后。尽管近些年开始引进了一些较为先进的金枪鱼围网船、超低温延强钓船和大型拖网加工渔船,但都是外国使用10年以上的旧船,我国仿造的部分渔船性能和质量(包括钢材、管路、电器仪表、油漆等)还没有完全过关,捕捞技术和网具、探渔设备、通讯和定位监测设备等也多属引进。就是现在使用20年左右船龄的大型拖网加工船,其先进性也比我国自行建造的同类新渔船质量更为可靠2.2渔船使用新技术、新材料、新工艺极少对于更为先进的南极磷虾捕捞船、犬牙鱼渔船、欧洲大型和专用捕捞船以及母了式捕捞加工船组等,在钢材、稳性设计破冰能力、鱼糜深加工设备、直升机救助方面采用了许多高科技装备,因发达国家的技术封锁,使我们知之甚少。比如日本的金枪鱼延绳钓渔业,沿岸一般采用总吨20t以内的船只;而产量占极大优势的近海和远洋金枪鱼延绳钓,却分别以50~100t级和200~500t级的渔船为主,从事母船式作业的母船在数百吨级或千吨级以上,最大的达3000级。这种延绳钓的作业船最多携带钓具400余箩,干线总长超过150km。延绳钓船一般为单甲板尾机型,尾部甲板放线,首部甲板起线。尾楼甲板上设盘线机或卷线机,用以处理钓具的干线;鱼舱设在首部,发电机组及制冷压缩机组功率较大,全船船员较多,船的自持力较长,远洋作业时问可达8个月至1年,故油仓较大。对捕获的鱼类,近海船用冰保鲜,远洋船采用管架吹风或浸渍式低温冻结。起线位置可加装半遮蔽甲板并适当加大干舷,增设捕捞机械,改善适渔性,以求在风浪较大时也能正常作业近期国际渔业养护组织规定,严禁设置流木和电浮标,这预示着将来金枪鱼围网只能以追捕浮水鱼为主。因此,使用直升机探鱼和功能强大的海鸟雷达,为保证渔船速度使用大功率动力机型、油水鱼等舱容较大的船型成为必然趋势,我国现有台湾适用流木鱼围捕船型又将逐步被淘汰。因此,我国发展远洋渔业在装备上必须从数量优先改进为质量优先,否则难以从根本上改变落后局面,同时也与我国的综合经济实力极不相称。3关于加快我国远洋渔业发展急需改进装备的建议3.1世界各国资源和环境保护意识不断增强资源占有和开发竞争日趋激烈,我国作为后发展国家已经处于明显不利的竞争地位,必须改革原有的发展模式3.1.1国际渔业管制措施日渐加强在不少区域,管理形式由政策指导转为强制实施。如:金枪鱼等捕捞配额进一步压缩,区域性禁渔期进一步延长,禁用集鱼装置进一步扩大,对生产和运输全面实施登临检查和派驻观察员等,进一步加强现场监管、鱼货产地证明、船位监测和产量报告登记等一系列强制性措施81 3.1.2发达国家和地区技术壁垒措施更加严格在世人对食品和生产安全更加关注情况下,有关国家和地区对生产和运输渔船加工设备设施、产品规格质量采取更加严格的检验标准和检查手段,使我们必须在一定时限内更新现有渔船。如欧盟国家要求必须使用双甲板渔船避免捕捞鱼货在阳光照晒下整理加工容易发生变质,对进入市场产品的加工设施加强检查验证等。以上这些无疑对我们的渔船装备、配套管理、产品加工、市场营销等各方面都提出了更高的要求,如不及时改进就会被迫退出现有竞争格局和产品市场。3.2有关建议(1)远洋渔业必须适应国际资源开发和竞争的发展环境,应由国家主管部门做出整体发展规划后,组织有关企业和科研教育单位做出细化发展方案,区分重点,分步将各类渔船的装备更新改造计划列入国家支持发展项目。(2)加强远洋渔业的组织化程度,发挥各种所有制企业的体制和区位优势,依托骨干企业,集中优势力量,将加强远洋渔业船舶装备升级改造和综合基地建设项目列入国家计划和财政预算,逐步壮大我国远洋渔业实力,维护我国的全球海洋资源开发权益。(3)对现有远洋渔船强化分类管理,组织企业在保障生产和人员安全前提下,根据国家扶持力度和企业承受能力,列出渔船更新改造计划。对不能保证安全和生态环境的渔船实行强制淘汰政策。(4)建议科研部门组织开展全球海洋资源勘探调查,以国家扶持、企业参与、多方投入方式加强渔业资源探捕。(5)加强远洋渔业人才培训。逐步解决适应国际化装备研发、技术和管理骨干队伍稀缺断档及水平不高等问题。(6)远洋渔业应当成立国家级技术研发中心。建议国家有关部门组织上海海洋大学等与企业联合成立远洋渔业研发机构,推动远洋渔业科技创新,研制具有自有知识产权的技术装备,为远洋渔业可持续发展提供可靠的技术支撑。(注:本文资料由土林堂、洪英诚整理提供)参考文献[1]刘颖.上海远洋渔业个球谋篇———批海外生产加工基地已经形成【N】.解放日报.2005-02-23[2]陶新.实施渔船船型标准化竹理刻不容缓【N】中国渔业报.2008-l0-22[3]金枪角延绳钓[EB/OL].北京:,中国远洋渔业信息网.2006(2006-11-24)[2009-10-19]http//www.cndwf.com/newsasasp?News_id=186[4]世界主要国际渔业管理组织背景概述[EB/0L].北京:,中国远洋渔业信息网.2007(2007-04-20)[2009-10-19]http://www.cndwf.com/newsasp?news_id=517[5]中西部太平洋高度洄游鱼类种群养护和管理公约[EB/OL].北京:中国远洋渔业信息网.2006(2006-11-29)[2009-10-19]http//www.cndwf.com/newsasasp?News_id=19281 DiscussiononthedevelopmentofChinadistantoceanfisheriesandfishingvesselequipmentsLIUShen-li(ChinaNationalAgriculturalDevelopmentGroupCorporationBeijing100032,China)AbstractOnthebaseof25-yearsstruggleandoperationofchinadistantoceanfisheriesforansweringthegraduallystrictcircumstanceofintemationalfisheriesmanagepolicyandfromperspectiveofpushingforwardsustainabledeveloprnentofthefisheriesindustry,weobjectivelysumupthedevelopmentexperiencesofchinadistantoceanfisheries,studyonurgentproblemofwholefisheriesindustrytrackthedevelopconditionsofnewtechniqueandequipmentforfishingvesselsinforegincountries,sketchthenecessityandurgencytorenovateandupdatetheequipmentsofChinesefishingvesselsAtthesametime,onbehalfofChinesefisheriesEnterprises,wewillproposesuggestionsonpolicyguidingmanagingpriorityanddevelopmentstrategytothegovemnent,accordingtolong--termindustrialdevelopmentplansandnation’sdevelopmentstrategyKeywordsdistantoceanfisheriesfishingvesselequipmentsdiscussion81 71·3米围网/拖网渔船的自动化鱼加工流水线梁毓坚(广州黄埔造船厂技术部)关键词 围网/拖网渔船 鱼加工 自动化 流水线近几年来,我厂先后承建了71·3米围网渔船、54米金枪鱼渔船、51·2米延绳钓金枪鱼船等7艘北欧渔船,为我厂的船舶建造技术融入了新的内容。这些渔船都配有探鱼、捕鱼和鱼加工生产线,但各有特点,自动化程度不尽相同,设备配置及电气控制系统也不一样。其中,51·2米延绳钓金枪鱼船的鱼加工流水线采用手动控制方式,通过简单的电气控制系统控制输送带的液压管路电磁阀的接通或断开,来控制输送带的液压马达,从而实现控制输送带起停。其鱼加工设备的电气控制系统与输送带的电气控制系统是完全分开的,二者之间不存在电气联锁功能,其联动作业是通过手动控制完成的;而71·3米围网/拖网渔船的鱼加工设备与整个系统的输送带则由一个自动化控制系统集中控制,形成自动化鱼加工流水线。下面,着重介绍71·米围网/拖网渔船的自动化鱼加工流水线。一 自动化探鱼、捕鱼作业71·3米围网/拖网渔船是我厂承建的第一艘具有高度自动化鱼加工流水线和庞大的冷冻系统的高技术、高智能的远洋围网/拖网渔船,集自动探鱼、捕鱼、鱼加工流水线和鱼制品冷藏、冷冻保鲜功能于一体。该船不仅在通信导航方面装备了大量先进的设备仪器(如:在通信方面除常规GMDSS系统外,还配备了卫星通信Mini-M站、卫星电视接收系统、NMT移动电话;在导航方面配备了三维导航计算机、差分GPS接收机等先进的导航设备),而且配备了Scanmar拖网监视系统、FURUNOCN-24鱼网监视系统、FURUNOFCV-10彩色回声鱼探仪、FURUNOFCV-1500彩色回声鱼探仪、Simrad拖网声纳系统、FURUNOCSH-24F/CSH-84F多声束彩色360°声纳、FURUNOCI-60G多普勒声纳洋流指示器等先进的专业探鱼设备。这些拖网监视系统、鱼网监视系统以及高性能的回声探测鱼探仪和高性能多光束声纳设备,通过控制器与拖网绞车连接,启动自动拖网计算机控制系统,可以实现自动探鱼,并根据鱼群的分布状况,自动调整船舶的航速和航向、自动跟踪鱼群、自动监测鱼网内的装鱼量、自动拖网捕鱼等自动化探鱼、捕鱼作业。二 自动化鱼加工流水线的组成和流程该船的自动化鱼加工流水线由精密的不锈钢鱼类分级机、鱼加工区输送带、鱼加工设备、包装单元、精确的称重单元、板式冷冻机、装箱单元、鱼盘清洗单元、输送升降机和鱼货舱输送带等部分组成,整套系统可以实现从鱼类进料、将不同的鱼分类送到各自的加工单元、并同时将三袋相同重量的同一类型的鱼片制品送到装箱单元、再将已打上标签的鱼箱送到鱼货舱的高度自动化流水线作业。鱼业加工区内的鱼加工流水线的布置见图1。81 安装在鱼加工区后部左舷的进料机有一个管口与真空鱼泵系统连接,经自动控制系统自动接收需加工的鱼,并自动输送到鱼类分级机。在由鱼类分级机挑选出鲱鱼、毛鳞鱼和鳕鱼,并自动输送到鱼类分级机。在由鱼类分级机挑选出鲱鱼、毛鳞鱼和鳕鱼,并分别经不同的输送带送到相应的鱼加工设备或直接输送到包装单元,例如鲱鱼需剔骨、鳕鱼需切去鱼头,而毛鳞鱼则可直接送到包装单元。本船的鱼加工设备主要是为鲱鱼剔骨、鳕鱼切鱼头而设计的,整个鱼加工区有四套相互独立的鱼加设备组成,每套鱼加工设备由一台Baader488自动化进料机、一台Baader221切鱼头机、一台Baader235剔骨机和一台Baader56去鱼鳞机组成,能完成切鱼头、去鱼鳞、剔鱼骨以及切鱼片的功能,通过真空装置吸除鱼的内脏,并倒入废料槽。在每个鱼加工工序后都设有检查平台,在这里工作人员可以去除错误进入系统的鱼或被损坏的鱼片。加工好的鱼片通过三条独立的输送机送到称重磅站的进料管,装盘进入磅站,实现自动称重和标准重量包装,并同时经垂直升降机将三盘相同重量、相同品种的袋装鱼制品送到板式冷冻进行冷冻处理。冷冻后的鱼制品被送到弯道输送机,连盘一起被翻转180°,然后被送到倒空器,使鱼和盘分离。分离后,鱼被送到装箱工作台,装箱、打包后经通往鱼货舱的升降机,被送到鱼货舱。而空盘则被送到清洗站进行自动清洗,清洗干净的空盘被自动送到称重磅站使用。图1三 鱼加工流水线的自动化控制系统1·系统组成鱼加工流水线的自动化控制系统由一个鱼加工设备控制箱(内含PLC控制单元)、4套称重设备(带打印机)、5个液压马达控制阀组、1个气控阀组、50多台液压马达、30多台电动马达、4套鱼加工设备以及几十个传感器等设备组成。2·自动化控制流程图(图2) 鱼加工流水线配备了足够数量的传感器和自动化控制系统,可以对整条流水线的工作进监测和自动化作业。81 图2四 结 语正如前言所讲,该机型的操纵系统相当复杂,阀件、联锁机构众多,故发生的故障种类繁多,但只要正理解该系统的工作原理及各部件机构各自的工作机理,发生故障时,仔细观察各种故障的现象,进行分析推理,找到可能存在的原因,再一一印证,一定可以找到症结所在,予以解决。81 PLC在船用输送装置电气控制系统中的应用胡职众(中国船舶重土集团公司第704研究所,上海200031)摘要:介绍了用PLC控制的船用输送装置电气控制系统设计.该系统实现了输送装置自动化运行,并具有输送信息显示与故障显示功能,极大地提高了该装置控制系统的稳定性和可靠性,并使该装置操作更加人性化关键词:PLC;电气控制系统;输送装置;自动化中图分类号:U664.4文献标识码:A文章编号:1005名354(2010)01-0014-03ApplicationofPLCintheElectricalControlSystemofMarineConveyingApplianceHUZhi}an(Nn.704ResearchInstitute}CSIC}Shanghai200031,China)Abstract:ThispaperintroducesthedesignofapplyingPLCtotheelectricalcontrolsystemofmarineconveyingappliance,itrealizestheautomaticworkingofconveyingappliance,andhasthedisplayfunctionoftheinforma-tionaboutconveyingandfailure,itmayenhancethestabilityandreliabilityofthedevicecontrolsystem,andmakethemanipulationofequipmentmorehumanistic.Keywords:PLC;electricalcontrolsystem;conveyingappliance;automatic0引言某型输送装置根据船总体的布置和功能要求,作用是从贮存舱向上层甲板输送物资,也可从上层甲板向贮存舱补给物资.输送装置由水平部分的转运机和垂直部分的提升机组成,采用液压传动,由油马达、油缸等进行驱动.其中」个油马达驱动转运机的正转或反转,当指定物资接近提升机口时,转运机变慢速运转,同时油缸驱动锁销伸出使转运机可靠定位,物资转运至提升机口则由提升机提升至上层甲板,再由倾倒装置使物资倾斜」定的角度,方便人员取出物资。PLC(可编程逻辑控制器)是20世纪60年代末发展起来的」种自动化控制装置,可以实现逻辑控制、定时、与/或、计数控制、顺序控制和数据处理等功能[o}.老的电气控制系统采用“继电器逻辑”控制,虽然其控制逻辑己比较精练、严密,但由于其逻辑控制部分是由继电器触点实现的,故故障率较高,且控制柜布线复杂,给确定故障范围,查找故障带来较困难,再加上该装置需要自动化运行和信息显示,所以采用PLC控制技术.PLC抗干扰能力强,可靠性高,编程简单,性能价格比高,在工业控制领域得到越来越广泛应用.使用PLC能够使控制系统更加完善、操作简单一直观,调试方便。1输送装置控制系统组成与控制要求集机、电、液于」体的某型输送装置,其控制系统部分由电气控制柜、控制盒、接线箱、电动机、电磁换向阀、比例调速阀、位置传感器、编码器以及热敏电阻等组成,控制系统框图如图1所示。81 位置传感器、编码器接收现场信号,通过中间接线箱送至电气控制柜进行处理,然后输出到各个电磁方向阀、比例调速阀进行控制.由于输送装置与电气控制柜不在同一舱室,为了方便人员直观操作,在输送装置所在舱室设置了控制盒(一),在上层甲板设置了控制盒(二),由工作人员通过两个控制盒进行操作。整个操作分为自动、电动、手动三种工况,其中手动作为应急、调试用,在船上交流380V电源无法供应,自动、电动工况无法正常工作的情况下使用,由船上供应的备用直流24V给予工况信号指示,通过人力驱动手动泵和手动换向阀操作.自动工况下,能对贮运物资自动进行识别、存储、记忆物资所处位置,根据所需要输送物资的种类和数量,以最近的路径自动寻找物资所在位置,自动定位、自动提升,图1电气控制系统组成框图把物资输送至上层甲板,同时对贮运物资数据进行刷新。在输送物资过程中,按钮盒而板还具有输送信息显示,根据物资的变化不断更新,力一便人员观察和监控.此外,还具有故障信息显示,根据显示的故障种类能迅速排除故障.电动工况主要采用点动控制,人员根据按钮盒指示灯的提示,操作按钮盒按钮,每按一次执行一个动作,实现物资的转运和提升.采用液压传动,工作平稳可靠,换向冲击小,便于实现频繁换向,也易实现无级变速,可以高速运转,低速定位.电动机则由电气控制柜中的断路器、接触器以及继电器等电动执行机构输出控制.电机有热敏电阻保护,以保护电机长期运行过热(在1300C时报警,在1500C时切断),液位传感器则对油箱液位进行检测(有高液位报警、低液位报警、低液位停止三个位置).2硬件设计采用西门子S7X00作为核心控制部件,CPU选用型号为6ES72162BD23-0XBO,根据输入输出点配置,另加扩展模块EM223(16输入16输出)和EM222(16输出).为了达到较高的位置控制精度,采用驱动轴端部的编码器对转速进行测量和反馈,实现闭环控制.位置传感器则通过中间继电器作为PLC输入信号,PLC输出信号分为两部分,一部分通过继电器驱动电磁换向阀、比例调速阀,一部分驱动数个7段数码管,对输送种类、输送量、输送故障进行显示.PLC主要输入、输出地址分配见表1.81 在系统中设380V/220V,220V控制变压器一只路作为PLC电源,以及220V经过开关电源转换成直流24V,供电磁阀、比例阀;一路作为液压泵“启/停”电路,以及220V经过开关电源转换成直流24V,供位置传感器、编码器、按钮盒等.在变压器380V侧设一带锁电源开关,作为控制系统电源开关用.转运机运转到位位置则由编码器进行定位,转运速度有三种,以满足高速运转,低速定位.为了使转运机在转运过程中有三种转运速度,采用三个电位器以及多个稳压管、电阻组成”速度选择”电路,由电压信号转为微电流信号,经功率放大模块作为比例阀输入信号,使比例阀开口角度变化,从而达到控制转运速度。3软件设计软件部分采用模块化结构设计,根据工况和执行功能细分至各个模块.蔡个程序分为控制和数据处理两大部分,系统程序框图如图2所示。81 根据执行机构的动作顺序,采用”顺序控制”方式编写主程序OB1、电动工况子程序SBRO、手动工况子程序SBRI中的控制程序,使程序具有比较好的可读性.扫描子程序SBR3是为了在初始状态下,转运机正转或反转一圈对所贮存物资的种类、数量、存储位置进行刷新、记忆.寻找物资子程序SBR4是对要输送的物资信息与存储信息进行比较、判断,计算物资所在位置.故障处理子程序SBR5是对出现的故障进行判断、分类,调用显示子程序SBR8显示故障种类.主程序OB1、电动工况子程序SBRO、手动工况子程序SBRI均要调用显示子程序SBR6,SBR8以及数据移位子程序SBR7.下而对主程序一些程序段作简要概述。程序段1:上电初始化,对输出点、位存储区、定时器以及存储物资输送量的变量存储区清零。程序段2、3:输送过程中对所输送物资的种类和数量进行动态显示,调用SBR6,SBR6调用SBR8.程序段13:扫描情况满足,调用扫描子程序SBR3.程序段14:故障发生,调用故障处理子程序SBR5.程序段15:物资输送准备,物资补给准备,分别用M0.0,M0.1表示.程序段16:物资补给,调用寻找物资子程序SBR4.程序段17、18:物资输送,调用寻找物资子程序SBR4.程序段19:判断所需物资是否运转至提升机口,用M3.0表示物资转至提升机口.程序段22~25:主要是顺序控制物资的提升、下降.程序段30~37输送一次物资完毕,对贮存物资的数据进行刷新.程序段38~45:如物资不在提升机口,转运机解锁,判断路径进行正转或反转,在转运过程中取编码器信号对数据进行刷新.调用数据移位子程序SBR7.4结论81 通过采用PLC,使控制系统能对贮存在舱室的物资的种类、数量、存储位置进行记忆,根据设定好的数据实现输送装置自动化运行.对同类型输送设备以及老船输送设备控制系统的改造具有比较高的参考价值.此设计允分应用了西门子PLC软件的各种灵活多样的指令,设计出了一个模块化、结构化的程序,使得程序具有良好的可读性、可移植性和可维护性。为了使操作更加人性化,可以由液晶显示屏代替数码管,对整个输送过程做动态显示.但由于考虑到舱室防爆问题,显示屏还需做进一步处理.此外,该控制系统还预留有接口,为远程控制打下基础。参考文献:[1]邓则名,邝穗芳,程良伦电器与可编程控制器应用技术[M]北京:机械上业出版社,199781 发展壮大舟山群众远洋渔业的思考黄德明陈斌王海平(舟山市海洋与渔业局)中国浙江省舟山市邮编:316000【提要】通过分析总结了舟山群众远洋渔业发展现状以及存在的一些突出问题,明晰了今后发展目标与思路,并就下一步如何发展壮大提出了一此相应建议。黄德明等,2009。发展壮大舟山群众远洋渔业的思考,《现代渔业信息》杂志,24(9):11-13关键词:群众远洋渔业舟山建议远洋渔业是国家实施渔业走出去的一项重要产业,它在争取国际渔业资源,维护国家海洋权益等方面发挥着重要作用,而且还有效带动国内捕捞渔民转产转业,促进渔民增收,繁荣渔区经济。舟山远洋渔业以股份合作、个体经营等为基础,具有决策快捷、机制灵活的优势,但也存在着散、弱、小的缺点,特别是近年来,受资金筹措困难、管理水平低下、综合配套不强等多方面条件制约,存在着远洋渔船质量下降、综合竞争能力衰弱等诸多间题,可持续发展面临严峻挑战。如何紧紧抓住当前国家发展、壮大远洋渔业的有利时机,用足、用好各项扶持政策,努力做大做强,有必要进行认真思考与探讨。1发展现状舟山远洋渔业起步于1985年,经过25年艰苦曲折的发展历程,从小到大,由弱变强,现已形成拥有地方远洋捕捞渔船175艘、年捕捞总量11.9万t,产值近8亿元的生产规模,成为舟山渔业经济的一个重要经济增长点,在全省乃至全国的远洋渔业行业中占据着重要的地位,而其最大特色和独特亮点是群众民营远洋渔业取得长足进步,成为发展的绝对主体。综合看来,其主要特点如下:1.1群众远洋渔业发展体系初步形成通过不断加快渔船更新改造,紧紧依靠科技进步,增加远洋渔船的科技含量,远洋渔船助渔、导航设备条件得到明显改善,在传统二手旧船为主要力量同时,“十一五”期间,我市新建了2艘大洋性超低温金枪鱼延绳钓船和3艘专业经济型鱿钓渔船。以此为基础,我市逐步成为全国最大的群众远洋渔业基地,全国最大的自捕鱿鱼进关口岸,初步形成了捕捞、运输、加工、销儒、后勤补给一条龙的远洋渔业发展体系,远洋渔业产、供、销综合配套逐步完善,国外群众远洋渔业基地建设也在不断推进。1.2作业结构区域布局日趋优化81 在作业方式上,形成了以鱿钓为重点,金枪鱼钓等其他作业为补充的多样化发展格局。鱿钓生产稳步发展,在巩固稳定北太、西南大西洋传统渔场的基础上,重点开发了东南太平洋秘鲁公海渔场。其中,北太鱿钓投产渔船占到全国总数的一半,地位举足轻重。金枪鱼作业取得实质性进展,超低温、冰鲜、常温延绳钓发展势头良好。新作业、新渔场、新品种不断开发,2008年新引进了2艘北太秋刀鱼作业渔船,今年又组织1艘灯光敷网在北太公海海域进行试捕生产努力拓宽作业空间。在作业区域上,大洋性公海海域已经成为舟山群众远洋渔业的主要渔场,他国经济专属区海域则退而成为有益的补充。1.3群众民营远洋渔业企业蓬勃发展以群众渔业股份制、私人渔船等民营经济为基础,以服务为纽带,通过挂靠、代理等方式,建立了不同形式的远洋渔业股份企业,形成了以群众民营远洋渔业企业为主体,国营、集体远洋渔业企业为龙头的格局。目前我市地方拥有农业部远洋渔业资格企业18家,为全国地级市最多,其中民营远洋渔业企业达到16家,数量上占据着绝对的比例。1.4经营方式不断拓展,综合竞争力逐步提升通过大力倡导海上“捕捞+加工”一体化生产新模式,已在秘鲁渔场成功走出了一条海上鱿鱼熟片、晒卷十制品加工的新路子,实现捕捞、加工、运输等远洋渔业产业链的无缝衔接,有效提高了远洋水产品质量,节约了运输成本,增加了经济效益,群众远洋渔业竞争力逐步提高。1.5远洋渔业发展综合效应不断显现群众远洋渔业快速发展,有效缓解了近海渔场过度拥挤的局面,拓展了舟山渔业生存和发展空间,扩大了对外合作交流,不仅直接推动了舟山渔业本身产业进步,而且有效拉动了水产加工、冷藏运输、渔船修造、渔需物资供给等其他相关产业发展,促进了地方经济的繁荣,对做好转产转业,士曾加渔民就业,维护渔民生活安定和渔区社会稳定做出了积极贡献。2存在的主要问题和面临困难舟山群众远洋渔业尽管已经形成了一定规模,也达到了一定生产水平,但存在的间题也很多,比较突出的体现在以下几个方面。2.1缺乏有实力民营龙头企业,规模效应总体不大舟山群众远洋渔业以股份合作、个体经营等为基础,具有决策快捷、机制灵活的优势,但也存在着散、弱、小的缺点,组织化、规模化、产业化水平低下,远洋渔业企业的数量尽管不少,但规模大小不一,普遍缺乏实力,生产渔船往往以挂靠代理为主,分散经营,渔获销儒等往往各自为战,形不成合力,缺乏持续发展的能力,严重制约了群众远洋渔业的做大做强。81 2.2技术装备水平落后,渔船质量总体不高群众远洋鱿钓渔船大多是由渔民自筹资金购买的二手旧船,不少已接近使用年限,船龄老化,设施陈旧,安全隐患突出,生产效率低,矛盾与间题突出。按照国内渔船30年、日本购买渔船35年的规定使用年限,不少的群众远洋渔船已经面临被淘汰命运。去年舟山已有1艘北太鱿钓渔船报废,今年又有2艘渔船已超过使用年限,现正在船厂进行恢复性大修,迟迟无法出海生产,另还有5艘渔船也将于10月份到期,面临着中途返航的尴尬境地。大量非专业、老旧渔船的存在,不仅不利于远洋渔船的安全管理和产业升级,而且在根源上造成人员配额不足等现实矛盾,船员非法违规出境等现象时有发生,存在着严重的涉外安全隐患。2.3服务体系不够健全,保障能力总体不强由于缺乏资金实力,东南太平洋、西南大西洋鱿钓和金枪鱼钓项目的后勤配套补给、运输等中间环节过度依赖外方,运输补给、海上加油、搭载等往往受国外代理控制,很容易遭受不合理的霸王条款,常常蒙受不必要的经济损失。2.4资金投入压力很大,转型升级总体不易远洋渔业是一项高投人、高风险和高回报率的的资源型产业,在目前情况下,建造一艘适用于北太生产的经济型专业鱿鱼钓船,投资至少在800万元,而从“八五”到“十一五”,国家出台的资本金补助、贷款贴息、对外经济技术合作专项资金等一系列扶持远洋渔业优惠政策,群众远洋渔业由于项目档次低、操作欠规范,达不到政策补助要求,基本上享受不到或难以争取到。尽管从2006年开始,省财政已连续三年每年拿出1700万元用于扶持远洋渔业发展,但政府专项资金投人比例还是不高,因此,在目前渔民原始积累不多、自筹资金缺乏,金融部门信贷条件苛刻、贷款困难的情况下,群众远洋渔业资金投人有很大压力。2.5责权利不清,远洋管理机制不完善群众远洋渔船主要以挂靠、代理为主,经营分散,企业和船东责、权、利不清,形不成有效约束,很容易造成管理上的脱节。异地挂靠间题日渐突出,渔船代理存在无序竞争,安全防范措施往往跟不上,省、市、县(区)各级安全监管责仟不明确,远洋渔船安全“属地化”管理真正难以落到实处。远洋渔业规定的有些法规文件出台时间较早,已不适应当前群众远洋渔业的管理实际,有待于进一步调整与修改。2.6人员素质相对较低,竞争能力总体不强群众远洋渔业不少企业管理人员都是渔民出身,文化层次低,缺乏较高的专业知识和综合业务水平,管理操作上不规范,不能适应国际竞争的挑战。另外随着我市港口开发,二三产业快速发展,外来劳力不断涌人,比例超过60%81 ,生产技能低下,法律意识淡薄,组成复杂,流动频繁,海上一线生产从业人员各类安全隐患日渐突出,远洋渔业人员队伍建设不容忽视。3发展思路与目标任务发展远洋渔业,不仅是争取海洋渔业权益、参与国际资源分配的需要,而且也是优化我市渔业结构,加速舟山现代渔业进程的必然选择。今后一个时期,舟山群众远洋渔业发展的指导思想是:坚持以科学发展观为指导,以经济效益为中心,加快发展步伐,提升发展质量,积极参与国际渔业合作与竞争,开发利用公海资源和匡}际市场,走龙头带动、完善配套、提高装备,强化服务的路子,不断提高舟山远洋渔业的综合竞争力,巩固扩大舟山远洋渔业在全国领先地位。3.1目标任务努力提高渔船质量,建成一支设备先进、结构合理,以大洋性专业经济型鱿钓渔船为主的现代化群众远洋捕捞船队。力争在下一个五年计划更新远洋渔船100艘,全市地方群众远洋渔船达到250艘,远洋渔业产量达到18万t,产值达到12亿元。着力培植几家群众远洋渔业龙头企业,不断完善与远洋捕捞相关的加工、补给、运输业等相关配套服务。不断深化海上加工技术,拉长产业链,逐步形成“捕捞、加工、贸易”一体化的远洋渔业产业体系,力争在国外建立远洋渔业综合配套基地,通过政府推动与市场运作相结合,全面增强舟山群众远洋渔业的活力和竞争力。3.2发展布局巩固稳定北太鱿钓,进一步拓展西南大西洋阿根廷公海和东南太平洋秘鲁公海鱿鱼钓,积极开发朝鲜和智利公海等渔场,发展壮大大洋性金枪鱼延绳钓渔业,鼓励发展常温金枪鱼延绳钓作业。4对策与建议根据上述发展目标与思路,今后一个时期,舟山群众远洋渔业要着力解决好以下几个间题。4.1统一思想,形成共识在当前群众远洋渔业进人发展新阶段的关键时刻,各级政府必须对扶持壮大群众远洋渔业发展有一个比较统一的认识,要把它作为新阶段渔区和渔村工作的一项重要仟务来抓,这样才能形成合力,少走弯路,加快发展。财政、海事、渔业、外经贸及海关、检验检疫、金融、边检等各相关部门要加强协调,密切配合,切实做好指导、服务和管理工作,共同促进群众远洋渔业做大做强。81 4.2整合资源,培植龙头鼓励企业在自愿的前提下,进行优化重组,使舟山群众远洋渔业在具有良好组织、营运机制的条件下健康发展。要求把培育民营远洋渔业龙头企业作为国家、省农业产业化龙头企业专项资金的扶持重点之一,各级政府要本着扶大扶强的原则,在资金和政策等方面对远洋渔业龙头企业给予重点扶持,增强群众远洋渔业发展整体优势,提高整体实力和抗风险能力,推进远洋渔业产业化进程。4.3完善政策,加大扶持远洋渔业生产环境复杂,开拓性强,是高投人、高风险、战略性的产业,特别是群众远洋渔业资金实力不强,抗风险能力远远不如那些国有大企业,要实现新的更大发展,更需要各级政府在资金和政策给予重点扶持,在资金、人才、技术、市场开拓等提供全方位支持和协助。要求由省政府出面,从国家层面上,争取远洋渔业扶持政策对群众远洋渔业适当倾斜,降低补贴条件,简化手续和环节,要求中央财政“对外经济技术合作专项资金”,在资源回运,渔场资源探捕等环节给予大洋性群众远洋渔业项目资金补助。要求把大洋性专业鱿钓船新建都纳人国家大洋性远洋渔船建造扶持政策的补助范畴,补贴比例提高到20%,并要求国家把远洋渔业列人农机具购置补贴范畴。要求省远洋渔业项目资金重点鼓励支持大洋性远洋渔船的新建,补助标准从目前的10%提高到15%以上。4.4强化举措,增加投入建立对远洋渔业开发的信贷投人机制,要求由政府协调,增加银行信贷投人,放宽贷款条件,落实担保措施。要求省船东互保协会加大远洋渔船的小额抵押贷款发放力度,服务远洋企业和船东。鼓励社会力量通过股份合作等多种形式,参与远洋渔业发展,采取综合措施,增加群众远洋渔业投人,扶持建造一批经济型远洋鱿钓渔船,努力提高生产力水平,但也要注重有序发展,在有序中求增效,建议政府出台的远洋渔船优惠的淘汰报废政策,鼓励、吸引现有的北太鱿钓老旧渔船积极参与更新,消除各类安全隐患,同时也有利于维护整个北太群众鱿钓产业的持续稳定。4.5完善配套,强化服务通过技术创新,实现捕捞、加工、运输、贸易等远洋渔业产业链的无缝衔接,在目前“捕捞+加工”一体化的基础上,进一步探索“捕捞加工母船+多艘捕捞渔船”的生产经营模式,走出一条群众远洋渔业的发展新路子,力争取得更好的经济效益。完善渔需物资补给、远洋水产品运输装卸,产品加工销儒等各个环节的配套服务,建立分工协作、互利互惠的渔工贸一条龙的产业化体系,努力形成鱿鱼产销价格平衡机制,实现远洋捕捞业和水产加工业互利共赢。鼓励和扶持有实力的民营企业在渔船相对集中、渔业资源相对稳定的海域或临近国家和地区,建立产、运、销配套的远洋渔业境外基地,从事境外的修造船、冷藏保鲜和水产品加工等建设项目,减少中间环节,保障安全生产,不断提高群众远洋渔业的竞争力。81 4.6理顺体制,强化管理进一步规范远洋渔船的代理挂靠行为,设置相应的企业代理资格,规范行业秩序,增强企业管理责仟。具体明确省、市、县(区)各级远洋渔船安全监管责仟,层层落实安全责仟状,齐抓共管、狠抓落实,真正把远洋渔船安全管理抓在实处。切实强化行业自律,提高行业自我约束,加强群众远洋渔业的内部管理。4.7抓好队伍,提升素质建立群众远洋渔业人才培育体系,加强远洋渔业船员队伍和经营管理人员队伍的建设。重点抓好远洋渔业职务船员和企业管理人员的人才储备培养,同时切实强化远洋渔业外来劳力的生产技能和涉外法规培训、法制教育,努力提高群众远洋渔业从业人员队伍素质。开展远洋渔业领头人培育工作,通过教育培训、学习考察、交流研讨等办法和途经,在几年内培育10-20名远洋渔业经营管理能人,以此推动远洋渔业经营管理人员队伍整体素质的明显提升。81 国内外吸鱼泵研制现状叶燮明徐君卓(浙江省海洋水产研究所)中国浙江省舟山市沈家门小西湖弄25号邮编:316100【提要】本文介绍了国内外研制的真空吸鱼泵、离心吸鱼泵、气力吸鱼泵、射流吸鱼泵等概况,着重就美国“ETI”公司生产的SILKSTREAM射流吸鱼泵的工作原理、结构、性能作了较详细的阐述,供今后研制开发参考。叶燮明等,2005。国内外吸鱼泵研制现状,《现代渔业信息》杂志,Vo1.20,N.9,7-80关键词:吸鱼泵国内外研制作者简介:叶燮明,1943年8月生,1965年毕业于浙江海洋学院,同年分配到浙江省海洋水产研究所,一直从事渔业机械研究工作。“东海区JW1,500kgX2型机帆渔船灯光围网起网机”获全国科技大会奖;“东海区深水抗风浪网箱养殖技术和设施开发”获省科技厅科学技术一等奖;“294kw围拖渔轮研制与外海生产性试验”课题,获省科技进步二等奖。子课题“磁化节油器研制”获省水产厅科技成果二等奖;“CJL精滤机油滤清器”获省科技进步四等奖;“机帆渔船纹纲机系列”、“液压纹纲机”、“液压舵机”、“增氧机”、“吸污器”、“渔船导管桨节能”、“吸鱼泵”等研制开发项目,均通过鉴定,有的项目得到转让和推广应用,发表论文30多篇。1国内外吸鱼泵概况1.1真空吸鱼泵国外吸鱼泵的研制工作早在二十世纪五、六十年代就进行,普遍采用真空技术来卸载鱼货。如荷兰KUBBE公司试制成功的真空吸气卸鱼装置,抽吸鱼货量达到20~80t/h.当时的苏联海洋与渔业研究所研制成功使用真空泵的水力压气输鱼装置,吸鱼量达60t/h。丹麦“IRAS”公司生产的真空吸鱼泵被挪威、法国、冰岛、爱尔兰、加拿大等国应用。大型PV系列真空吸鱼泵达500t/h,小型的可在工厂化养殖池中用来输送小鱼小虾等。挪威的坦道斯公司(TENDOS)和CFLOW公司生产的真空吸鱼泵都有较高的知名度。美国“ETI’,公司(EnvironmentalTechnologes.Inc)生产的TRANSVAC型真空吸鱼泵的抽吸量从300t/h至360t/h,功率从23kw至190kw,且鱼体不受损伤。近年来随着国内深水网箱的大力发展,浙江省海洋水产研究所和舟山禾丰机械厂、舟山海洋科技有限公司协作研制了HYS-60型真空吸鱼泵;中国水科院黄海水产研究所开发的真空活鱼起捕机;黑龙江水产研究所研制的真空双筒活鱼提升机等,并为进一步提高性能作改进。81 1.2气力吸鱼泵国内在20I日_纪60年代,上海渔业机械仪器研究所和浙江省海洋水产研究所研制成功气力吸鱼泵。它是利用罗茨鼓风机在整个管路系统中抽风,当系统风速高于鱼的悬浮速度时,鱼货随风气流吸入,再经扩容器进入卸料口排出。经试验可抽吸冰鲜黄鱼、带鱼、鱼勒鱼、墨鱼;体长1.8m、重l0kg的鳗鱼和体重7kg的鲨鱼、12kg重的鮟鱇鱼,但不能抽吸活鱼,只做“海上过鲜”用。1.3离心式吸鱼泵真空吸鱼泵无叶轮,而离心式吸鱼泵象一台离心水泵,靠叶轮的高速运转,把鱼抽吸上来。上世纪五十年代美国马可公司就已研制成功离心式潜水吸鱼泵。它是利用液压原理驱动泵的叶轮旋转来抽吸渔获物,最早用于围网渔业中,效率高、速度快。美国爱达荷州达斯马尼亚公司生产的特大型1614-P固定式离心鱼泵,可抽吸的鱼体长最大达72cm,重9kg,每h能抽吸鱼200t。1975年上海渔业机械仪器研究所也研制成功液压马达驱动的潜水离心吸鱼泵,100min内可抽吸冰鲜大黄鱼35t,损耗率仅1%,可输送体长40~50cm、体重1.1~1.3kg的活草鱼、鲢鱼、鳊鱼。离心式吸鱼泵一般都不能抽吸活鱼。1.4射流吸鱼泵(采用文杜里管效应)美国“ETI”公司在1988年研究成功拥有专利权的SILKSTREAM射流吸鱼泵。至今世界范围内已有200多台泵在使用中,遍及挪威、苏格兰、爱尔兰、希腊、马耳他,加拿大、智利、美国、新西兰、菲律宾和我国台湾省等世界各地的养殖场。该泵可用来输送活的鲶鱼、虾、海鲈、海鲷、罗非鱼、鳗鱼、鲑鱼等鱼类。2射流吸鱼泵的结构和工作原理2.1结构目前国内研制用于网箱捕鱼的吸鱼泵都是真空吸鱼泵,射流吸鱼泵除台湾省有试验外还不见报道。SILKSTREAM射流吸鱼泵由一台柴油机或液压马达、主水泵、射流头(文杜里管型)、脱水减速装置(bazooka)及吸头和吸、排鱼管等组成,有的也可配置鱼类分级器。2.1.1主水泵是PAC08012-3型离心式水泵,该泵与柴油机或油马达相连,两端分别与吸水管和出水管连接,吸水管端装有滤网和底阀,打出的水流进入射流头。81 2.1.2射流头由两个铝合金材质制造的零件组成,形似一个大三通。图中下方为水流入口与卞水泵连接,上方左端与吸鱼管连接,右与出鱼管连接。2.1.3注水泵(起动泵)系统需用一台12伏电瓶驱动的注水泵,可以通过配电板来控制,使该泵给主水泵、吸水管、射流头灌水以便做好起动的准备2.1.4动力装置标准的SILKSTREAM射流吸鱼泵,用一台四缸、四冲程空冷Perkins柴油机驱动,工作可靠,耐久、省油。并配有指示仪表,控制系统的起动、关停、和指示油温、水温、压力等及报警。2.1.5分水器(分水弯头体)分水器用铝杆做成格栅形弯头体、与出鱼管连接,当射流头出来的鱼水混合物经过时可滤去大量的水,鱼就落入贮鱼箱或鱼类分级器进行加工。2.2工作原理当柴油机或油马达启动时,与其直联的主水泵1运转,打出的水流到达射流头并通过一缝隙,使水流产生附壁效应,而绕射流头的整个内壁高速喷出。这时射流头中心便产生了81 “文杜里”效应形成负压,鱼和水被吸入射流头内的水流保护层中,无激烈冲撞鱼不受损伤。然后,吸入的鱼和水再进入一只分水器(弯头体)也称作“bazooka”的脱水装置(图3),使鱼水得到分离,鱼再落入一个分级器被机械分级,或落到贮藏柜中进行人工分级。整个输送过程中鱼货不通过运转的部件无机械接触,因而鱼体不会受到擦伤损害。参考文献[1]郑经伦、工真森,1964。气力装置在国外渔业上的应用及在我国渔业上应用的讨论。渔船学术会议论文[2]郑经伦等,1976。200QYB一20型潜水离心鱼泵。渔业机树仪器,(2)[3]美国ETI司,2001。无损耗渔获输送泵产品说明书。国际渔业,(1)[4]叶燮明、徐君卓,2003。深水网箱真空吸鱼泵的试验研究。渔业现代化,(3)StatusofFishPumpResearchatHomeandAbroadYeXieming,XuJunzhouMarineFisheriesResearchInstituteofZhejiangProvince,Zhoushan,316100)81 国内外吸鱼装置概况本刊编辑组国际渔业生产采用吸鱼泵已有30多年的历史。吸鱼泵已成为现代渔业生产中重要的设备之一。它具有较高的工作效力。主要用于鱼货的起卸和输送,在无网捕鱼的情况下,配合光、电诱鱼。在鱼船、码头、冷藏船和鱼品加工厂中都能广泛使用。它即能减轻劳动强度、作业人员,又提高了捕鱼能力。鱼船采用吸鱼泵,捕鱼效率可提高13.5%左右。目前,我国、朝鲜民主主义人民共和国、秘鲁、冰岛、加拿大、挪威、丹麦、日本、法国、美国、苏联等都不同程度地使用各种形式的吸鱼泵。朝鲜民主主义人民共和国在鱼业生产中巳开始广泛地采用吸鱼泵。自行设计和制造了真空式和离心式吸鱼泵,应用于围网作业和码头卸鱼。在码头上,鱼泵和梯斗式卸鱼装置构成一条卸鱼流水作业线。挪威近年来大量应用吸鱼泵,把鱼从围网中直接吸进船仓。起初用的吸鱼泵多为离心式,安装在甲板上。近来使用的多为潜水式吸鱼泵,采用软吸管,铝合金泵壳、高油压传动等措施,使设备流量大、重量轻、结构简单,便于移动和起放。鱼损率一般为1%左右。被吸的鱼经过鱼水分离器分离后,水流向船外,鱼直接进入鱼仓。几年前,有的国家曾研究用鱼泵配合光、电诱鱼进行无网捕捞沙丁鱼的试验。把沙丁鱼诱集在比较小的范围之内,每分钟可吸鱼2吨,提高产量30~40%,吸鱼泵种类很多,大致可分为射流鱼泵、离心鱼泵、潜水鱼泵和真空鱼泵等。鱼泵的规格常以连接管管径表示。最大鱼泵每小时吸鱼量达300吨左右。多数吸鱼泵在吸鱼时,鱼体必须经过泵内叶轮或管道,因此不可避免地会使鱼体受到损伤。下面简介几种鱼泵:射流鱼泵:这是一种使用较早的鱼泵。它是利用离心水泵形成的真空将鱼吸进鱼水混合室,然后用水力将鱼吸进和送出。该泵一般安装在码头或鱼品加工厂作搬运鱼品之用。离心鱼泵:这种泵使用比较广泛,可用于渔船、运输船、码头及加工厂吸鱼。泵的外形与水泵相似,利用叶轮的离心力将鱼水混合物吸入泵腔后排除。潜水鱼泵:此泵是比较新的产品,应用于围网作业。将泵直接沉入鱼网中把鱼吸上来。该泵要求重量轻(用尼龙织物作排鱼管),结构紧凑。使用时,用吊杆吊起沉入网中即可吸鱼。这是一种比离心泵更为合适的船用鱼泵,大型的潜水鱼泵,每小时流量1千吨。真空吸鱼泵:这种泵一般采用鼓风机或真空泵。在吸鱼管道内形成负压(即真空状态),把鱼货从船仓或鱼网中吸上来,然后由传送设备运走。真空吸鱼泵一般由四部分组成—接收鱼货(包括冰、水)的真空室、维持负压或真空的装置、吸鱼软管和辅助设备等(传送带、水道)。真空吸鱼泵有两种吸鱼方式,即干吸和湿吸。干吸是指吸管(通常做成马蹄状)直接插进鱼仓内,借助管内负压把鱼或冰吸走。加拿大即用此种鱼泵。湿吸是指先在鱼仓内加一定量的水,形成鱼水混合物(一般混合比为2:1),然后用吸管将鱼水一起吸走。日本、美国一般采用这种泵。后者缺点是鱼仓必须密封。真空吸鱼泵具有功耗低、鱼损小、、安全快速、操作简单等优点。目前已广泛用在围网捕鱼和码头卸鱼上,是一种有发展前途的吸鱼泵。我国是一个海岸线长,渔业资源极为丰富的国家。无产阶级文化大革命以来,在毛主席的无产阶级革命路线指引下,水产事业和渔业机械化有了很大发展,对鱼泵的研制也十分重视,进展也很快。厦门鱼具厂在文化大革命期间生产了十多台离心式吸鱼泵,据反映,应用效果良好。上海渔业机械与仪器研究所研制成功一种气力吸鱼装置,正在上海一个鱼品冷藏加工厂试用。去年12月间在广州召开了鱼泵会议,讨论了鱼泵生产、规格和标准化等问题.。这次会议的召开将对我国鱼泵发展有一个很大的推动作用,相信只要我们坚持“81 独立自主,自力更生”的方针,鱼泵的生产和研制工作一定会取得更大的成就。81 射流式吸鱼泵关键技术研究及设计黄小华,郭根喜,陶启友(中国水产科学研究院南海水产研究所,广东广州510300)摘要:为实现深水网箱规模化养殖渔获的自动起捕,依据射流泵的上作原理,提出了射流式吸鱼泵的结构优化设计方案。基于能量方程,对工作泵的压力计算表达式进行了推导,并对射流式吸鱼泵的性能参数进行了计算。射流泵压力校核结果表明,选配的工作泵可满足设计要求。关键词:射流式吸鱼泵;设计计算;射流器;深水网箱.中图分类号:S972.65文献标识码:A文章编号:1673-2227-(2007)03-0041-06ResearchonkeytechnologyanddesignforjetfishpumpHUANGXiaohuaGUOGenxiTAOQiyou(SouthChinaSeaFisheriesResearchInstitute,ChineseAcadeayofFisherySciences.Guangzhou510300China)AbstractTorealizeautamaticharvestingoflarge-scalecultivationfordeepwatercage,accordingtotheworkingprincipleofjetpumpanoptimizeddesignplanaboutjetfishpumpisproposedinthispaper.Andbasedontheenergyequation,thepressurecalcula-tionexpressionforworkingpumpisobtainedandthecalculationsonperformanceparametersofjetfishpumparedone.ThecalibrationresultsforjetpumpindicatethattheselectedworkingpumpcouldsatisfydesignrequestKeywordsjetfishpumpdesignandcalculationjetapparatusdeepwatercage随着深水抗风浪网箱的大型化发展及产业化进程的加快[1-2],作为网箱养殖业的相关配套设备——吸鱼泵,有着极大的市场潜力和发展空问。目前国内外学者已研制出不同样式的吸鱼泵,如离心式吸鱼泵、气力式吸鱼泵、真空式吸鱼泵、射流式吸鱼泵[3]。其中,离心式吸鱼泵对鱼的损伤率较大;气力式吸鱼泵一般不能抽吸活鱼只做“海上过鲜”用;而真空式吸鱼泵的单罐体设计和间歇式吸排动作导致无用功耗较大、效率偏低。射流式吸鱼泵较前面儿种有较多优点,其结构简单、制造方便、成本低、与真空式吸鱼泵相比,不需要复杂的电气控制系统就可以连续不间断输送渔货。自从美国ETI公司在1988年研究成功并拥有专利权后,至今世界范围内已有200多台射流式吸鱼泵在使用,遍及挪威、苏格兰、爱尔兰、希腊、加拿大、智利、美国、菲律宾和我国台湾等世界各地的养殖场。该泵可用来输送活虾及活的鳃鱼、海鲈、海鲷、罗非鱼、鳗鱼、鲑鱼等鱼类[4]。但该公司研制出的射流式吸鱼泵功率大、价格昂贵、体积笨重。射流泵在我国工业领域早已被广泛使用,但在渔业方面至今仍是空白。为加快我国渔业现代化和机械化进程,通过研制出轻便的符合我国养殖条件的射流式吸鱼泵,作为深水网箱养殖产业的重要配套设施,对于促进我国深水网箱养殖业的发展和技术进步具有重要的意义。1射流式吸鱼泵的工作原理81 射流式吸鱼泵是利用高速工作流体的能量来完成鱼类输送的机械装置,其核心部件是射流器,它由喷嘴、吸入室、喉管(混合管)以及扩散管等部件组成。射流器与供它工作的动力泵及其管路系统组成了射流吸鱼泵装置,如图1所示。射流式吸鱼泵的工作原理为高压水流以流量口。由喷嘴高速射出时,连续带走吸入室内的空气,此时在吸入室内便形成了一定程度的真空,被抽升的鱼类在大气压力作用下,以流量Qs经吸鱼管进入吸入室内,2股流体(Qs+Qo)在喉管(混合管)中进行能量传递和交换,使流速、压力渐趋一致,然后再经扩散管使部分动能转化为压能后,经排鱼管排出[5]。2射流式吸鱼泵的基本性能射流泵的基本性能是以一组无因次参数(压力比h,面积比m,流量比q和容重比)来表示的,其定义如下[6一7]:上述各式中:P表示压力,ρ表示密度,g表示重力加速度,z表示位置水头,v表示断面平均流速,s表示面积;脚标0、s、c分别表示工作流体、被吸流体、混合后的流体。为方便起见,在下述计算过程中,近似地取则压力比公式可简化为:81 射流泵效率表达式可通过以下方法导出:射流泵输入功率为:输出功率为:则射流泵效率表达式可表示为:3射流式吸鱼泵的设计3.1计算条件以体重为1kg的卵形鲳鲹横截面平均体高160mm为参考依据,设定吸鱼管直径为200mm,吸鱼管道中设计流速取为2m/s,安装高度取为=2m,如图1所示。另根据管道内的流速越大,则能量损失越大这一现象,选取工作管直径为250mm,排鱼管直径为300mm,其旨在流量不变的情况下将流速适当减小,以便将流体的部分动能转化为压能,从而使能量损失进一步减小。3.2选配工作泵参考相关文献,最优面积比值m取为据81 ,可得到代入(2)式可得到:(其物理意义为当吸入室的压强为0.75个大气压时,鱼水可被吸入管内,并且可使管内的流速达到2m/s),对断面a一a与断面o—o建立能量方程:上式中:H为工作泵扬程,为工作管水头损失。将式(4)与式(2)相减得到:则上式即为工作水泵的压力计算表达式。对断面c一c与断面d—d建立能量方程,需满足的关系式为:上式中,气为排鱼管水头损失,将式(2)与式(6)相加得到:假设可推算出81 取工作泵扬程H=15m,并对断面a-a与喷嘴断面P-P建立如下的能量方程可计算出(取则由式(7)可得:(满足要求)则:射流泵的效率选用的工作泵的参数为:扬程H=15m,流量工作泵的输出功率如取总效率60%,则输入功率P=22.42/0.6=37.37kW。3.3射流器尺寸计算射流器主要由喷嘴、吸入室、喉管(混合管)以及扩散管等部件组成,其结构示意图见图2。81 (1)喷嘴喷嘴的截面尺寸通常是根据流体的能量方程来进行设计的,本文的前部分已经给出了详细的计算过程。经计算,本文共选取了12个直径为30mm的喷嘴,其沿圆周的分布形式如图3所示。(2)喉嘴距它对射流式吸鱼泵的性能有较大影响,本文选取(为喉管直径)。(3)喉管喉管是射流式吸鱼泵中最重要的部件。工作水流与被吸鱼类的能量传递与混合过程主要是在喉管内进行的,它的尺寸直接影响到射流泵效率的高低。当喉管长度几过短,工作水流与被吸鱼类就不能均匀混合,导致喉管出口处的流速分布很不均匀,使扩散损失加大。相反喉管过长,则由于喉管内的流速较高会形成较大的流动损失。在参照工业射流泵喉管的经验取值的基础上,本文选取喉管长度(4)扩散管81 经过喉管的流体在扩散管内随着截面增大,速度就会逐渐减小,压力逐渐提高,使速度能转换为压力能,以减少能量损失。据大量实验表明,扩散角超过14°时,在扩散段内流体的流动已不能使流体在全部断面均匀分布,沿扩张壁面会形成更强的旋涡,出现回流区使压力恢复急剧下降基于以上考虑,本文选取均匀扩散角为4°,则导出扩散管的长度为:(为排鱼管直径)。4小结4.1设计值通过对射流式吸鱼泵的设计计算,推算出了所需工作水泵参数。并在考虑吸鱼泵综合性能的基础上对射流器进行了尺寸计算。其计算结果经汇总后列于表1.表1射流式吸鱼泵的卞要设计参数Tab.1Valuesofmaindesignparameterfor,jetfishpump4.2适用性(1)本文设计的吸鱼泵适于具有一定规模的深水网箱养殖企业或养殖场,在单箱水体容积≥500、养殖产量达15t以上时,其经济适用性更好。(2)吸鱼泵是以体重为1kg、平均体高160mm的卵形鲳鲹为参考值进行设计的,选定的喉管直径为200mm,因此它只适用于抽取体高低于200mm的鱼类。(3)操作时为使吸鱼泵能顺利地从网箱中起捕鱼类,需对鱼群进行适当密集,目网箱中鱼水混合比例以接近1:1为好。(4)吸鱼泵应安装在不少于12的工作平台上,并目所需配套动力系统的功率应不低于40kW。81 4.3喉管尺寸的取值本设计吸鱼泵的核心部件—喉管的尺寸取值是一关键问题。长度过短,工作水流与被吸鱼类就不能均匀混合,导致喉管出口处的流速分布很不均匀,使扩散损失加大。相反喉管过长,则由于喉管内的流速较高会形成较大的流动损失,并目不便于安装在工作平台上。本文只是在参照工业射流泵喉管的经验取值的基础上,选取了喉管长度为1.2m,但对此尚未开展深水网箱渔获的现场实用性测试,有待在综合考虑其实用性和经济性的基础上,进行反复试验确定其最优参数值,但目前射流式吸鱼泵喉管长度的设计已能满足大部分深水网箱养殖渔获的要求。参考文献:[1]郭根喜.我国深水网箱养殖产业化发展存在的问题与基本对策[J].南方水产.20062(1):66—70[2]郭根喜.陶启友.我国深水网箱养殖技术及发展展望[J]科学养鱼2004(9):10—11.[3]叶燮明.徐君电.国内外吸鱼泵研制现状[J]现代渔业信息.2005,20(9):7一8[4]叶燮明.文丘里(venluri)吸角泵研究[J]渔业现代化2006(4):37一38[5]颜锦文.水泵及水泵[M].北京:机械工业出版fiL,2006,175一176[6]陆宏圻.射流泵技术的理论及应用[M].化京:水利电力出版社,1987,28[7]朱劲木,梁爱国,龙新平.射流泵性能的数值计算[J]武汉人学学报.200235(6):7—10[8]工常斌,林建忠,石兴.射流泵最佳参数的确定方法[J]流体机械.2004,32(9):21一25[9]WMOTOSH,LiH,SHAHDAEfficiencyofjetpunps[J].JhydraulicEngin,2000126(2):150—156[10]NNGT,SATOFUKAN.NipponKikaiGakkaiRonbunshu[J].BHen/TransactionsoftheJapanSocietyofMechanicalEngineersPartB,1997.63(608):1243一1250[11]吴持恭.水力学上册[M].3版.北京教育出版社,200471一93[12]吴宝逊.水产养殖机械[M].北京:中国农业出版利,1992132-134.81 国内外渔业装备与工程技术研究进展综述徐 皓1,2,张建华2,丁建乐2,陈 军1,2,刘 鹰3(1农业部渔业装备与工程重点开放实验室 上海,200092;2中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所上海,200092;3中国科学院海洋研究所青岛266071) 1 渔船捕捞装备1.1 国外主要研究进展(1)发展大型渔船。200海里专属经济区的划分,传统渔场发生变更,更远的渔场要求加大渔船主尺度。一些海洋渔业发达国大力发展大型、乃至超大型远洋渔船。如荷兰超大型尾滑道拖网渔船,船长达140m,鱼舱容积达11320m3,冻结渔获物达300t/日[19]。船长83.5米的围网/中层拖网两用型渔船,用于捕捞并加工鲱鱼,日生产能力愈200吨,加工剩余物可在船上生产成鱼粉和鱼油,船体设计兼顾了节油性能和良好的适航性能[20]。此外,在超大型金枪鱼围网渔船方面也相继出现新船型,如90米长金枪鱼围网渔船[21]。(2)重视捕捞中、上层鱼类渔船发展。为捕捞中上层鱼类资源,渔业发达国家大力发展围网渔船与钓渔船,如挪威建造了60多米长的围网渔船及45m长的延绳钓渔船;冰岛建造71m长的中层拖网渔船及41m长的延绳钓兼拖网渔船。此外,在发展捕捞中、上层鱼类渔船的同时,积极发展中、上层渔业的加工业,如金枪鱼的冷冻、加工技术及相应的船上配套设备[19]。(3)新装备、新技术不断引进到渔船上应用。装备有全自动鱼类处理系统的捕捞船(船长83.5米),鱼能被准确定位;去头吸内脏机精确有效地去除鱼头和鱼尾;鱼片机配有视觉系统,产能为300尾/分钟;鱼腹切割设备和刷洗系统。整条加工生产线无需操作人员,通过高度先进的视觉系统进行监视;加工废料被送往船上的鱼粉加工设备[22]。(4)玻璃钢渔船应用广泛。中、小型渔船广泛应用玻璃钢材质。近年各国玻璃钢渔船得到迅速发展,如日本的玻璃钢渔船占日本渔船总量的70%以上,并拥有了不少主尺度较大的玻璃钢渔船。为防止渔船报废时的污染,目前也有一些国家开始建造铝合金渔船,这也是渔船材质的新动向[19]。1.2 国内发展简述(1)我国渔船船型正在改变以往拖网渔船单一模式,为适应渔场的变化,已开始发展多种作业船型,如围、钓渔船。如我国第一艘现代化玻璃钢远洋金枪鱼延绳钓渔船,船长30m,球鼻艏,节能舵球,采用大直径、低转速的高效率螺旋桨,提高了船舶的耐波性[23]。国内最先进的大型远洋金枪鱼围网船也已建造,该船船长约70m,设计舱容为120081 t,干湿舱装鱼获不少于1100t/日,冷冻鱼获能力为300t[24]。(2)研发适于群众渔业的标准化节能船型。其中,35.5m标准化钢质船型(主机功率225kW)选用新型低油耗柴油机、轴带发电机、导管桨等;有的注重船体结构的改造,如采用球鼻艏,安装柱龙骨等;保鲜设备一般均采用冻结装置,在助渔助航仪器上也得到改善,诸如彩色雷达、彩色声纳均得到较普遍使用[19]。20m多种作业船更适合近海作业的要求。两种标准化船型首批建造八艘,已交付使用。(3)针对远洋渔业向深水区发展,有关研究机构研制出H8L1/R1型350kW大功率高速深水拖网起网绞机用于西非远洋深水拖网作业;开发的深水拖网绞机能满足1000m深水拖网的作业需要,起网速度达110m/min。针对远洋围网高效作业的需要,近两年研制出远洋围网高效捕捞成套装备,包括落地式起网机、动力滑车、并列式双滚筒起网绞机、液压离合器泵站、液压集中操作遥控系统;在国内渔船中首次采用负载敏感调速技术,提高了系统设备操作的协调性和自动化水平。(4)渔船玻璃钢化具有一定技术基础。从造船材料来看,我国渔船材料仍以钢质和木质为主,目前正在积极地发展玻璃钢渔船,并具有一定的技术基础。玻璃钢机动渔船已有批量出口,其中包括为非洲建造多艘30.80m玻璃钢渔船。目前我国玻璃钢船艇的年建造能力已达万艘。山东省已成为我国玻璃钢渔船的重要生产基地。(5)渔具材料方面,主要开展了自增强聚乙烯单丝、系列渔用自增强聚乙烯网、绳及发光功能绳索新材料的中试设备、工艺熟化、技术规范与产品标准以及应用示范的研究,优化出特殊结构的编结线、六角形网片、具有发光功能的绳索等系列规格产品,具有良好的市场推广应用前景和竞争力;最新的研究是针对离岸深水网箱研制高性能聚乙烯网衣、绳索基体材料优选等。另外,对改性渔用乙纶单丝与普通渔用乙纶单丝进行了比较研究,前者的断裂强度、结节强度均比后者有较明显提高[25]。(6)渔船推广使用风光互补发电技术。利用海上丰富的风力资源,组成以风能为主、以太阳能为辅的风光互补发电系统。初步试验结果表明,风能、太阳能设备在渔船上的试验取得较好的效果,受到渔民普遍的欢迎,既节约了油耗,降低生产成本,又减少对环境的污染,特别是可以大大地提高渔船出海的安全性[26]。1.3 国内外比较分析纵观新世纪世界船舶技术发展及世界渔船发展趋势,对照我国渔船装备、技术现状,不难看出,两者存在相当差距。(1)远洋捕捞渔船陈旧、设备落后,捕捞效率差。我国大型拖网、金枪鱼围网、金枪鱼延绳钓等主要远洋捕捞渔业,主要是依靠引进国外二手渔船发展起来的,普遍存在渔船船龄长、船舶性能下降、助渔仪器陈旧的问题,给渔船作业性能的正常发挥造成一定的影响,制约了捕捞技术的提高与发展。(2)远洋捕捞基本技术和信息积累较少,生态友好型捕捞技术的研究和重视程度较弱。我国远洋渔业特别是大型拖网、金枪鱼围网、金枪鱼延绳钓渔业起步晚,其捕捞技术目前尚处于消化、吸收和自主创新过程中,对主要捕捞对象的生活习性、洄游规律和中心渔场的形成机制了解甚少,对开展生态友好捕捞技术的意识较淡薄,面对全球环境变化、渔业资源波动、作业渔场变化等状况,缺乏有针对性的应对措施。(3)渔具新材料研究滞后。国产渔具材料不能适应世界捕捞技术日益追求节能降耗、高效捕捞的发展需求。目前大型远洋拖网和金枪鱼围网渔具材料主要依赖进口,每年需花费引进资金近千万美元。针对引进材料性能分析和渔具新材料的国产化研发,目前尚缺乏必要的项目支持。81 1.4 主要热点与难点问题(1)渔船节能产品的开发与应用。渔业节能减排已成为行业发展的热点问题。其中渔船节能减排又是渔业节能减排的重点领域和难点问题。渔船船型优化、高效渔船动力装置、主机余热利用装置、节能型渔具渔法和捕捞装备等是渔船节能减排的重点研究方向。渔船系统节能技术、节能产品的有效集成是提高我国渔船能源利用率的科学方法。(2)渔船标准化建设。针对我国主要作业渔船船型阻力特性、耐波性和操纵性的数值分析与船型优化研究,构建渔船船型标准化设计数学模型,建立主要渔船的船、机、桨、网具参数最优匹配数值分析数学模型。针对节能型渔具的作业要求,开展捕捞装备性能优化和操控机械化、安全性研究,建立网具与捕捞装备参数匹配数学模型。(3)渔船玻璃钢化。围绕我国中小型主流渔船作业区域、作业方式的需要,开展渔船玻璃钢结构设计与系统技术研究,建立玻璃钢中小型标准化渔船船型优化设计模型;完善渔船用玻璃钢材料特性、模具、制造成型工艺的技术研究;完善中小型玻璃钢渔船设计建造规范。(4)远洋渔船装备国产化。研究开发大型金枪鱼围网与延伸钓远洋作业捕捞系统设备、大型拖网、围网与舷提网起网设备。开展现代通讯与水声技术的集成应用研究和助渔仪器产品开发,研究以选择性捕捞、精准捕捞、节能性与安全性作业为主导方向的助渔仪器、捕捞装备与数字信息系统的关键技术研究。1.5 科技前沿(1)渔船油电混合动力技术。我国以拖网渔船船型为主,采用油电混合技术可以发挥比较大的节能潜力。针对适应渔船变工况特性的混合动力驱动方式、混合动力转换与联合输出控制、电力蓄能与充放电、设备经济性等方面是渔船油电混合动力关键技术和重要科学问题。(2)大型拖网、围网起网设备。针对大型变水层拖网、围网渔船高效捕捞作业,需要配置高效的起放网、理网和渔获物起捕的成套自动化装备。电液一体化控制技术关系到捕捞系统设备操作与运行的协调性问题,起放网设备自动化功能与渔具渔法的参数优化匹配是实现大型拖网、围网高效捕捞的共性关键技术。(3)大型延绳钓作业设备。针对作业方式的功能装备及其自动化是技术关键,需要研制配置起钓干绳、支线的起钓设备,输送干绳和存储干绳的辅助设备,自动装饵和抛绳的放绳设备,以及操作协调这些设备自动运行的控制系统。(4)金枪鱼围网技术。开展系统性研究,包括研究适合作业的渔具渔法;具有快速性、操纵性好的船型,优化船、机、桨的匹配;研究开发针对金枪鱼探测的海鸟雷达、GPS功能的无线电示位标以及利用水声技术的大功率远距离探鱼仪;研究开发高速多滚筒底纲绞机、动力滑车起网理网机、渔获物起捕设备、冷冻保鲜存储技术,以及捕捞成套设备的自动控制系统。(5)海洋渔业精准捕捞技术。利用现代网具新材料、新工艺和信息技术,结合鱼类行为学开展选择性渔具渔法的关键技术研究;利用现代水声技术、电子信息技术、卫星遥感与信号处理技术开发智能鱼群识别等相关助渔仪器;开展捕捞装备自动控制与选择性渔具和助渔仪器系统集成研究,建立精准捕捞监控参数的自动控制模型。81 1.6 发展趋势(1)渔船节能技术应用将倍受重视。通过渔船船型优化、动力装置、余热利用制冷保鲜以及节能型渔具渔法等节能技术研究与产品开发应用,全面降低我国渔船能耗,提高渔船效率和经济性,同时提高我国渔船装备的技术水平,实现海洋渔业产业技术升级。(2)渔船设计建造向标准化发展。开展渔船标准化技术研究,包括设计模型、船型、材料、建造工艺、装备技术和质量管理的标准化。根据近海、大洋与过洋性渔业的特点,设计建造满足作业需要的以“安全、节能、经济、环保”为目标的标准化渔船。(3)远洋捕捞渔船建造国产化。远洋渔业是我国强海战略的发展需要,远洋渔船及其捕捞自动化装备技术国产化研究和产品开发是落实“利用好两种资源”的有效保障,是提高我国海洋渔业国际竞争力和支撑远洋渔业实现强海战略的重要技术基础。1.7 分析与建议(1)以降低渔船能耗为目的,开展渔业船舶工程系统节能技术与集成应用研究,重点研究主要作业渔船船型节能优化技术,构建标准化船型,设计渔船专用船型软件;开展船机桨优化匹配技术研究,提高不同作业船型、作业工况主机推进效率;开展主机余热再利用技术研究,开发余热制冷关键技术,提高能源利用率;开展船用机电产品、新能源利用等节能技术的集成应用研究,解决高新节能技术应用于渔业的共性技术问题,提高渔船节能的系统水平;研究渔船节能标准化技术,构建节能型渔船设计规范。(2)建立研发基地。建立一批包括国家、省、地区级的技术力量雄厚、人才密集的渔船技术基地,进行渔船装备、技术的研究开发。根据渔场资源状况,确定渔法及远洋渔船设计的特点,研究适合的船型、主机及推进系统产品。在当前发展FRP渔船工作中也有很多可替代研究:FRP船的耐磨性增强问题,因弹性模量低而造成的刚性较差问题,较大型FRP渔船结构设计、成型工艺以及如何降低FRP渔船建造成本等问题,都是推广中有待研究解决的问题。针对鱼类对渔具逃逸行为反应规律,通过渔船、渔具、属具相互匹配关系的研究,达到捕捞高效、低耗的目的。2 水产品加工装备2.1 国外主要研究进展欧美等国家在水产品加工与流通方面具有相当高的装备技术水平,主要体现在鱼、虾、贝类自动化处理机械和小包装制成品加工设备。德国BAADER公司是世界上最先进的水产品加工设备生产企业之一。该公司2008年生产的鱼片细刺切割、鱼片整理和分段一体机,鳕鱼片生产能力每分钟高达40片;其鲶鱼加工生产,从原条鱼开始到产出鱼片和鱼糜,形成了一整套生产流水线,生产过程中产生的脚料可用鱼糜机加工利用[28]。加拿大Sunwell公司以开发浆冰设备而闻名,2006年为日本提供了世界上第一套船用低盐度深冷浆冰系统,液态深冷冰浆可为鱼获物提供快速冷却[29]。著名的瑞典Arenco81 VMK公司2008年开发的渔船用全自动鱼类处理系统能精确地去除鱼头和鱼尾,并采用真空系统抽空鱼的内脏,开片、去皮操作全自动且可调节[30]。日本精于水产品加工设备研发,技术领先的产品为模拟蟹肉加工机械和海苔加工机械等。2.2 国内研究进展概要(1)海参机械化加工装备研制成功。构建了海参前处理加工的各项新工艺与总体加工流程,细化各加工环节,并对传统的清洗模式、蒸煮方式进行了创新开发。以此为基础设计开发了国内第一条海参前处理生产线,实现了海参前处理加工生产的机械化和连续化,提高了处理效率和品质。(2)贝类无损伤分级与活体包装技术获得推广应用。设计开发出一种新型贝类无损伤分级装备技术。其采用多段滚筒式分级方式,能适应不同规格蛤类的清洗分级,破损率低,处理效率提高近30倍,解决了贝类加工产业化的瓶颈问题。(3)鱼糜加工技术在鱿鱼、淡水鱼领域取得拓展。完成了冷冻鱼糜生产工序模块化的设计研究,创新开发了冷冻鱼糜加工组合式生产工艺技术、多级回收系统、鱼糜加工温升抑制技术,提高了鱼糜加工装备的适应性、鱼糜产品品质、得率和企业的投入产出比,取得很好的应用推广效果。(4)罗非鱼全下脚料无污染高值化利用技术与产品开发取得新进展。开发了多种市场前景广阔的高值化产品,包括利用热熔-联合酶解制备的鱼鳞、鱼皮胶原蛋白和胶原多肽,生物酶及冷气流超微粉碎生产的鱼骨钙,定向酶解鱼肉边角料制得风味良好的鱼多肽,以及温和酶解鱼内脏制备的精制鱼油与鱼肝膏等。2.3 国内外主要差距(1)保鲜技术装备方面对国外普遍采用的微冻保鲜、气调保鲜等技术装备方面还有待突破。(2)鱼类处理机械,有的尚未研究开发,有的虽已研制但未能推广应用,已经应用的在机械性能及寿命方面不如国外同类机型。(3)贝类壳肉分离装置国外普遍使用的是加热后通过机械冲击、振动式脱壳机,我国已研制了毛蚶、蛏子脱壳装置,今后应重点研究扇贝、牡蛎脱壳采肉、灭菌工艺及设备。(4)藻类加工机械方面,已研发了全自动紫菜加工设备和海带切丝机,以及褐藻胶加工设备,主要技术性能指标均已接近或达到国外同类型产品水平,但在加工工艺、材质方面差距较大。2.4 主要热点与难点问题(1)大宗水产品综合加工技术:针对养殖对虾与捕捞低值鱼规模化加工中的生产高效、品质保障、质量控制等生产需求,以关键工序的智能化、机械化、高效化以及节水、减排设备研制和工艺技术研究为重点,开展关键技术研究与系统应用,为养殖对虾、捕捞低值鱼规模化加工的高效生产和高值化提供装备保障。(2)加工废弃物高值化加工技术:开展对虾加工下脚料高值化加工工艺与关键设备研究。针对剥离虾头物性及其中所含的油、水和固形物与壳体分离的特性,研制高效固液分离设备及固、水、油三相分离技术;研究虾头蛋白质营养物质食品化、饲料化加工工艺及设备技术。此外,需要研发针对海参肠收集、清洗、包装的专用设备。81 2.5 科技前沿(1)精准判别技术在水产加工中的应用:利用机械视觉技术,实现个体甚至群体的判别,可应用于海产品品质与规格的判别上。结合鲜度传感器技术,判别规模化加工水产品鲜度及品质,将是规模化水产品加工装备数字化技术应用的重要领域。(2)鱼体机械化切割技术开发:目前几乎所有鱼类加工设备都要求原料预先进行“三去”(去头、去鳞、去内脏)加工,所以“三去”设备以及鱼体开片设备是关键,实现“三去”机械化,有利于对废弃物的收集与高值化再加工。2.6 发展趋势(1)机械化:今后的水产品加工以大宗品为加工主体,以目前的生产水平,加工效率低、品质低、综合利用率低的矛盾就无法避免,发展趋势是实现机械化,逐步自动化,目标信息化。(2)精准化:社会的发展对食品加工的监测与检测提出了新要求。水产品加工过程前的原料筛选、加工中的在线监测,加工后的质量监测需达到高精度、高准确率才能跟上市场的需求。(3)高值化:随着超微粉碎、超临界萃取技术、膜渗透技术、浓缩技术的成熟,利用相关技术从水产品甚至加工废弃物中得到如鱼蛋白、复合氨基酸等高附加值的产品成为可能,通过对此类技术的引入和再研发,势必能比传统意义上的加工产品获得更高的利润。2.7 分析与建议(1)水产冷冻加工节能技术与装备:重点开展水产品高效深冷冻结技术和设备装备的研究,解决水产冷冻加工行业高能耗、低品质和低效率等关键问题。(2)水产品冷杀菌工程技术:针对海洋生物资源的食品化学特性和物理特性,结合现代水产加工行业的要求,重点开展高压杀菌、辐照杀菌以及电子电场杀菌技术理论和工程设备装备的研究,加快冷杀菌工程技术在水产品加工产业中的应用研究。(3)大宗水产品加工处理机械:重点开展去鳞、去内脏和自动开片机械的研究,形成机械化、流程化加工装备;虾类处理装备的研究重点开展主要品种虾类去壳机械的研究;贝类处理装备的研究重点开展主要贝类品种净化、去壳设备及设施的研究,形成机械化、流程化的加工装备。(4)水产品综合加工装备:重点开展大宗产品综合利用的系统性研究,以提高水产品的综合价值。淡水鱼综合加工技术及装备的研究以综合加工技术为先导,重点研究淡水鱼脂肪、腥味漂洗技术及自动化设备,以及符合市场需求的各类淡水鱼制品加工设备;鱼糜制品加工技术及设备的研究以漂洗鱼糜为主要原料,研究符合市场消费需求的各类制品加工技术,重点研究口味模拟技术和成形技术。(5)水产品流通装备及工程:以超低温冷链技术为重点,开展流通冷链系统技术的研究,重点研究超低温冷藏运输技术及各流通环节的系统化、数据化配置技术。81 机帆船舷侧滚筒式液压起网机的研究设计陈绍光陈雪梅朱建康王小凡林元伟(福建省水产研究所)一、概述舷侧滚筒式液压起网机是一种外面敷包橡胶的园柱形滚筒,设置于舷墙上,起网时靠转动的滚筒与网衣之间的摩擦力将网衣带上甲板。该种机型自六十年代初期,日本、加拿大等国开始研制,并在机轮围网渔船上作为动力滑车的配套设备完成绞收取鱼部网衣的工序。由于能节省大量劳力、减轻劳动强度、减少网具磨损、提高产量及经济效益,现在日木、挪威、美国、加拿大和秘鲁等国己普遍使用,其中日本围网渔船装备率达95%以上。我国在六十年代末,曾进行过舷侧滚筒的试验,但因技术等各种因素而未能取得成功。目前我所研制成功的WYXG—1.5/24—A型机帆船舷侧滚筒式液压起网机是1979年7月省水产厅下达的科研任务,1983年9月通过技术鉴定。该样机安装于“闽厦渔0042”号渔船上,一年的结果表明,该机各项技术指标均达到了设计的要求,并取得了显著的经济效果。由于我省机帆灯围的网具具有中间大二头小,且取鱼部又在中间等特点,故动力滑车式起网机难以推广使用。而舷侧滚筒式起网机不受网具形状的影响,能绞收整张网衣,适应机帆灯围的作业特点。因此,舷侧滚筒式起网机的研制成功,一定能为提高机帆灯围机械化水平,为灯围作业向大型化,深海区发展创造条件。二、结构与参数的确定(一)总体结构的确定厦门灯围作业渔船为木质结构,具有双层甲板,副甲板以上的舷墙高度为20~30厘米,主机功率135-200马力,一般配有24马力的副机带动发电机与空压机等。其作业操作方法是左舷放网、左舷起网,并且是两头同时起网。在设计方案的制定中,必须综合考虑灯围作业的操牛特点、网具特点、渔船的结构情况以及生产习惯等问题,对各种机型进行了系统的比较、取舍,决定采用舷侧滚简作为灯围起网机机型。其优点是:在保持操作特点的基础上可以绞收整张网,不但可以作为机帆灯围起网机。而且可以发展为大围缯、流刺网作业的起网机,比动力滑车适应性广;其次舷侧滚筒具有重心低,不影响船的稳性,操作安全可靠等优点。由于目前液压传动技术发展迅速,液压元件质量有很大提高,产品质量较为稳定可靠,而且具有结构简单、体积小、重量轻、在船上易于布置、操作方便灵活及过载性好等机械传动所无法比拟的优点。因此,决定起网机采用液压传动。1.舷侧滚筒结构形式:目前,国外舷侧滚筒主要有固定式、起倒式和升降式等三种型式。起倒式和升降式技术上较先进,但造价昂贵,在甲板上需较大的活动空间等,不适于目前群众渔业的机帆渔船。我们采取固定式加放网护盖的结构形式,其理由是:①造价低;②81 基础牢固,操作安全;③液压件等通用件配套较容易解决;①占甲板位置小,安装简便;⑤起网性能满足要求。但采用固定式结沟,无疑会使舷侧滚筒安装高度远远大于原舷墙高度,会给放网带来困难;若安装高度低则起网时网衣与滚筒的包角又太小,势必降低起网机的使用效果。为此,我们采用升高副甲板加压辊导向装置和放网护盖的方法以解决上述机帆灯围特殊情况。压辊导向装置不但增加了起网时网衣与滚筒之间的包角(可达125°),使操作极其省力,而且改变了起网时的操作方向,使操作者不必弯腰作业,保持了原作业习惯。采用升高副甲板加放网护盖能使放网高度与原来相同,并且由于放网护盖是玻璃钢制成的,其表面光滑平整,使放网坡度较原来小,所以使放网更加顺利省力。如图一所示。2.动力传动方式:在现有渔船上安装舷侧滚筒,选用动力源有二种方案,一是主机,二是小功率副机。主机现有带动机械传动绞纲机,而全部用主机燃油消耗量大,不经济。因此,选用24马力副机单独驱动油泵较为合理。柴油机通过圆锥摩擦离合器驱动齿轮油泵供油,由二台油马达驱动舷侧滚筒运转工作。(二)主要技术参数的确定1.主要设计参数的确定:起网的绞拉力和线速度是设计起网机最重要的技术依据。在设计中既希望这些参数大一些,但还必须考虑到使用的条件、使用的习惯、甲板的布置、动力的配备和经济效果等间题。根据我省机帆灯围作业的具体情兄,最后确定本起网机主要设计参数为:拉力T=1500公斤力线速度V=24米/分81 2.主要技术参数:根据设计参数确定主要技术参数为:滚筒节数Z=2节滚筒长度L=3.5米×2滚筒外径D计=255毫米滚简转速滚筒转速n=30转/分网衣与滚筒包角α=125液压系统额定工作压力P=100公斤力/厘米²配备功率N=24马力三、主要部件的设计计算(一)动力的选配1.起网机工作功率:因起网过程是根据柔性摩擦传功原理进行,可以根据欧拉公式计算得出滚筒的出端拉力(参见图二)。出端拉力t=T/efa(=360公斤力)网衣与滚筒的摩擦系效由实验得出f二0.65包角α(125°)根据设计和安装需要确定。则起网机所需的工作功率由计算式:Nl=(T一t)·V得N1=4.5千瓦2.起网机的总功率:以上得出的工作功率只是起网机轴端功率,要确定总功率需要考虑到液压系统及所有传动副的功率损失,然后根据初步计算得出总效率η(=0.3);因此,总功率为20.4马力。81 3.原动机的选用:根据以上计算结果,渔船上现在普遍使用的副机—295型柴油机即可满足要求。其技术参数为:12小时功率No=24马力额定转速n0=2000转/分(二)液压系统设计本起网机液压系统是由原动力295型柴油机驱动油泵,由油泵把机械能转变为液体压力能经管道进入油马达再将液体压力能转变为机械能达到驱动滚筒的目的。(在油马达与滚筒之间有一级减速,速比为1:39)在液压系统中有一套控制系统,其由换向阀、溢流阀、调速阀和节流阀等组成。业配有截止阀、滤油器、油箱、压力表和真空表等液压元件。在油路中装有二个节流阀,以调整进入两油马达的油量,使其达到同步的要求。液压系统原理见图三。鉴于液压系统工作压力低会使系统结构庞大,给安装布置和使用均带来不利的影响;压力高尽管有较多优点,但按目前液压技术水平密封难度较大,易出故障,不够安全可靠。因此,确定系统工作压力为中高压,即100—160kgf/cm²(三)主要另部件的强度及刚度设计计算1.81 滚筒体的强度及刚度计算:滚筒体是起网机的主要部件,它直接承受起网的阻力,因此在滚筒体上产生了扭转力矩和弯曲力矩,必须对其强度和刚度进行计算校核。由于起网过程滚筒受力变化较大,所以只能以设计参数作为计算的依据。①滚筒体强度计算:滚筒体由45号无缝钢管为筒芯,外包花纹橡胶组成,只要筒芯强度满足要求即可。根据设计参数确定有关数据为,筒芯外径D1=217毫米,内径D2=203毫米。根据滚筒结构作滚筒受力简图四。作用于筒身上的分布载荷为网具负荷与筒身自重的总和,其中自重为174公斤力,则分布载荷为:故得从扭矩图和弯矩图得知,筒芯的危险截面在D处。故只对D截面进行校核。其抗弯剖面模数厘米³抗扭剖面模数厘米³(以上计算均按初选D2=203毫米,即β=0.94)则剖面上的弯曲应力面上的扭转剪应力根据第四强度理论的条件:得由此可知滚筒满足强度要求。②滚筒筒芯的刚度计算(a)扭转的刚度条件为:81 其中(a)弯曲的刚度条件为:其中L=2550毫米,所以滚筒满足刚度要求。2.压辊的强度及刚度计算:作为舷侧滚筒式起网机的另一重要部件——压辊,它的强度及刚度直接关系到使用效果,尤其刚度,若变形太大势必会将两端轴承卡死或转动不灵,这样就使得操作拉力增大(因为附加了网衣与压辊的滑动摩擦)降低了使用效果。因此,必须保证压辊能灵活转动,不允许有任何卡死现象,必须有足够的刚度。①受力分析由滚筒与压辊的安装位置及人操作时的位置可得受力图(图五)中的β=26.6°,β’=45°所以t,t’合力在Y轴及X轴的投影分别为则压辊所受的均布载荷为②压辊强度计算:由于甲板位置、钢管型等因素材的限制,我们选用φ108×4无缝钢管作为压辊材料。其d外=108毫米,d内=100毫米,长度L压=900毫米,则抗弯截面模数弯矩弯曲正应力③压辊刚度计算在这里只计算校核压辊的弯曲转角。压辊两端采用球面轴承作支承,则81 其中E=2×106公斤力/厘米2,J=W×d/2从以上计算可知压辊满足强度及刚度要求,业能满足使用要求。四、试验方法WTXG一I.5/24-A型机帆船舷侧滚筒式液压起网机的整机试验是采取整机实船安装完毕后,进行实船拉力测验和实船操作实验。实船拉力测验的原理见图六。测验的方法:启动舷侧滚筒,增加负荷的重量至力表指数达到要求时,记录大、小拉力表的指数,滚筒转速,线速度,液压系统的工作压力,柴油机转速等是否与理论计算一致,并考察各部件运转是否正常。整个试验必须包括空载试验、满载试验和超载试验,缺一不可。实船生产性试验就是在完成拉力测试之后,最好选择不同的气候条件,进行2——3航次生产性作业试验。每航次进行2一3网次,观察各部件工作是否正常,记录有关数据,起、放网过程是否顺利,是否达到设计和使用要求,计算实际生产效果等各项内容。只有完成以上二项试验且在认为合格的前角下,机器方可投入正式捕鱼生产,并继续观察考核。五、结论及经济效益分析(一)经济效益初步分析1.起网机成本费用的估算:①起网机造价及折旧费:在成批生产的条件下,造价可在0.9—1万元,按五年以上寿命计算,年折旧费2,000元。②液压油使用期限4,000—5,000小时更换一次,则约2年多更换一次,每年400元。③维修费:每年500元。④油料费:24马力柴油机每夜平均开机8小时,约耗燃油38公斤,每月按20天计,一年燃油成本约3,000元。(二)起网机使用效益根据试验证明,除减少劳力5一8人之外,起网速度快一倍,据渔民反映:使用起网机每夜可多放2一3网次。即可增加投网次数20—30%,增加的网次,折计为产量,若以15%计,则根据厦门渔捞公社在82年灯围作业平均每组产量为9,200担计,则可以增加产量为1,380担,每担以20元计,增产经济效益为27,00。元左右。接现在厦门渔捞公社生产水平的标准,以保守估算法,装上起网机,每台年纯利可达2万多元,所减少的劳力费用尚不计在内。承担样机试验任务的“闽厦渔0042”81 号渔船原属厦门渔捞公社中下生产水平,1981年在全公社36艘灯围船中,产量仅占第二十位(4,330担;产值11.2万元,占第二十位。(82年渔船大修,81年生产了十个月)而83年也生产了十个月(由于起网机装船及试验工作等,该船3月份才开始正式生产)就一跃为全公社31艘灯围渔船产量的第二位(13,267担);产值27.4万元,居第五位。而且船员劳动强度大大降低。由以上事实可以得出结论:本起网机的设计是成功的,同时亦可以引出海洋捕捞业配备必要和适当的捕捞机械设备,不但可以减轻劳动强度,而且能够提高经济效益。对于本起网机,今后可进一步就下述问题进行研究讨论:1.在整机结构上进行新的改进设想,以求大幅度降低造价。2.提高胶皮花纹摩擦系数等有关技术指标。3.渔船舷墙尽可能改直、改平,以利滚筒安装。参考资料〔1〕东北工学院编,1982.机械零件设计手册。冶金工业出版社。〔2〕上海煤矿机械研究所编,1976。液压传动设计手册。上海人民出版社。〔3〕渐江大学等校编,1979。材料力学。人民教育出版社。〔4〕水产科学,昭和39。第6卷,第9期。81 我国渔船捕捞装备的发展方向与重点(中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所)1.国内外渔船捕捞装备的发展状况(1)国内渔船捕捞装备发展现状捕捞装备主要是围绕渔船作业方式来匹配的。目前国内渔船的作业主要是拖网、围网、流网、张网、延绳钓、鱿钓等作业方式。拖网以底拖网为主。围网以中小型围网为主。流网和张网以群众性渔船为主延绳钓以作业为主。其中少型流刺网和底拖网对渔业资源的破坏较严重.应限制数量或逐渐淘汰。目前我国绝大部分作业渔船船龄都较长其配备的捕捞装备和助渔导航等设备都相对落后。拖网作业的捕捞设备绞纲机虽然已采用浓压传动技术.但在控制技术方面和自动化方面的技术水平还相对落后.产品规格也相对较少目前国内制造的最大的拖网液压绞机的规格为2×80kN/100min,350kw为中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所于2000年研制的产品.但适用于更大型拖网渔船的蛟纲机国内还处于空白状态。我国自行设计的围网船基本都在1,000hp以下,其中群众性围网船主要以小型灯光围网渔船为主。我国围网作业的捕捞装备主要为;绞纲机、动力滑车、舷边滚筒、尾部起网机、理网机等;多滚筒的围网起网机虽已研制成功.但由于作业习惯的原因而难以得到推广。金枪鱼延绳钓和鱿鱼钓作业渔船的捕捞设备主要依赖进口.国产的延绳钓机和鱿鱼钓机在可靠性等主要性能上.还不能很好地满足远洋金枪鱼钓与鱿钓作业的需要.国产化的延绳钓机设备仅有千绳起钓机。综合来看,我国渔船及捕捞装备的技术水平与渔业发达国家相比都还有很大差距。(2)全国外渔船捕捞装备发展现状海洋渔业发达国家注重发展大型或特大型渔船.特别是拖网和围网渔船。但同时也相当注重海洋渔业资源保护.淘汰具有掠夺性捕捞的渔具渔法.优先发展选择性捕捞。如有些国家己经禁止使用拖网作业大力发展围网船和钓捕船进行中上层鱼类资源开发.采用严格的配额制度合理利用海洋渔业资源。国外大型拖网船.其总长达到140m多.宽18m多航速达17kn.鱼舱容积达11,320m3.主要进,行中上层拖网:国外大型金枪鱼围网船船长也达到100m多.航速达到17kn:钓船一般以中小型船为主。无论是大型还是中小型渔船一般都配备了先进的捕捞装备和助渔导航电子设备。围网、拖网捕捞装备一般都采用先进的液压传动与电气自动控制技术.设备操作安全、灵活自动化程度高。绞纲机拖力达到100吨多.速度快效率高。钓捕设备以自动钓为主。金枪鱼围网发端于美国.随后日本、韩国以及西班牙和法国也快速发展。金枪鱼围网渔船要求具有快速性和良好操纵性.其中动力滑车的起网速度、理网机控制以及其它捕捞设备的操作协调性都比一般围网作业的要求高。例如美国Marco公司生产的动力滑车的起网〕束摩达到90m/min.如此高的起网谏度.必然要求动力滑车及其它捕捞设备具有良好的工作协调性。81 金枪鱼延绳钓渔船由日本最先开发韩国也较早具有建造这种船的能力我国近年来也开始设计建造。先进的延绳钓作业船匹配了全套自动化延绳钓装备.主要由运绳机、自动装饵机、自动投绳机、千线起绳机、支线起绳机等组成。日本和美国是主要的技术研发和制造国.澳大利亚、韩国和中国台湾也有这类产品。欧洲在延绳钓机的研发上具有相当的水平.如挪威MustadAutolineSystem自动钓系统最多可配备6万把钓钩.并实现了自动起放钓。日本金枪鱼延绳钓作业方式及捕捞设备种类比较多设备操作较复杂但设备置及布置比较灵活自动化程度高。国外海洋渔业发达国家在发展大型渔船的同时也在发展中小型渔船.以满足近海捕捞的生产需要。其特点主要是:一是发展多用途作业渔船;二是装备现代化的捕捞设备和助渔导航设备;三是小型渔船玻璃钢化。2.我国渔船捕捞装备发展方向与重点规划我国渔船捕描装备技术的发展战略,要符合我国海洋渔业资源的形势及发展状况要求。我国目前有机劫渔船40万艘多.其中大部分为海洋渔船。海洋捕捞强度超过了渔业资源的良性再生能力,因此,近海捕捞业在目前以及将来相当一段时间内应当限制发展。;我国目前捕捞产量最高的是拖网〔以底拖网为主入其次是定置网和流刺网.而选择性较强的围网和钓捕作业方式的产量却不高。这说明我国渔业生产结构不合理.大量使用严重破坏海洋渔业资源的渔具渔法.捕捞作业缺乏选择性。因此未来我国海洋捕捞业的工作重点应放在结构调整方面。宏观上以减少近海捕捞渔船.由捕转养发展远洋渔业作为我国渔业产业结构调整的方向:微观上对渔船捕捞的结构也要进行适当调整如对渔船船型、作业方式、渔具渔法、捕捞装备、助渔及导航设备、渔船环保设备等方面进行技术革新。(1)近海渔船捕捞装备的发展方向与重点近海以发展中小型渔船为主.不断改进完善渔船船型.采用节能技术.安装环保设备保障海洋环境:安装助导航无线电设备.确保渔船安全生产与航行;开展选择性捕捞渔具渔法研究.优先发展围网和钓捕渔船.适当开发多种作业渔船。同时要加大捕捞装备技术的开发力度.使中型渔船的捕捞设备完全实现液压化.并向自动化方向发展。在钢材价格不断上涨的形势下.借鉴日本海洋渔业的发展经验.大力发展小型玻璃钢渔船。(2)远洋渔船捕捞装备的发展方向与重点从遵守《联合国海洋法公约》以及合理利用远洋渔业资源考虑.我围应发展围网、钓捕等选择性捕描.适当调整拖网作业渔船。①建造大型拖网渔船和加工船。拖网作业的主要设备采用液压传动技术并重点开展系统控制研究.使液压传动技术与电子自动化技术有效结合.实现拖网作业高效、安全、自动化。②发展大中型围网渔船特别应尽早开发满足金枪鱼作业需要的围网渔船及捕捞装备。由于金枪鱼围网作业要求高速起网.捕捞设备控制协调性尤为重要应通过计算机控制技术使多卷简括纲纹机、支索纹机、吊杆纹机、变幅回转吊杆、动力滑车、理网机等浓压传动设备的运行控制协调化.完成围网作业的自动化.重点开展多卷筒绞纲机、动力滑车、理网机及控制系统研究。③钓捕渔船主要发展专业化的金枪鱼延绳钓以及鱿鱼钓船。金枪鱼延绳钓船以中小型钢质或玻璃钢渔船为主鱿鱼钓船以大中型渔船为主。在延绳钓机成套设备的开发过程中要优先考虑设备的可靠性.提高控制系统的自动化程度。3.保障措施及条件81 要实现上述发展目标.恢复我国海洋渔业资源是前提。要通过各种有效措施.使我国海洋渔业资源与渔业经济同步、健康、持续、稳定地发展.使渔民真正实现增产增收。(1)纵政策、制度和法制方面着手逐渐恢复我国渔业资源。长期坚持禁鱼、休鱼制度.并建立总可捕量(TAC)制度.严禁过度捕捞:国家应从经济和政策上鼓励发展选择性捕捞作业方式逐步淘汰、禁止破坏性强的捕捞作业方式。(2)利用产业结构调整措施保护我国渔业资源。大力发展远洋渔业、海水养殖业.特别是要大力发展工厂化养殖和抗风浪网箱养殖等健康增养殖模式.以提高渔亚经济效益.减小近海捕捞压力。(3)展人工鱼礁改善渔业环境。合理投放布置人工鱼礁.有利于藻类、贝类和鱼类等生物物种的集聚、繁殖、索饵成长形成稳定的渔业资源和捕捞场所.改善渔业环境。(4)加大科研投入.开展渔业捕捞技术与渔业资源保护方面的研究。加大围网、钓捕等选择性捕捞作业方式及其捕捞装备的科研投入.逐步使围网、拖网捕捞装备液压化、自动化助渔电子设备现代化.尽早摆脱依赖进口国外二手旧设备的现状。国家从经济和政策等方面确保科研成果产业化根据我国渔业总体发展目标.分阶段使我国海洋捕捞业形成合理化格局实现海洋渔业资源及渔业经济的可持续发展。81 我国渔业机械化之发展与展望徐 皓(中国水产科学院渔业机械仪器研究所,上海 200092)第一部分 概述 一、渔业装备与工程技术 渔业装备与工程技术的研究对象是指在现代渔业生产发展中起着重要作用的渔业机械、仪器、渔船、渔业设施,以及以这些装备为主要内容的渔业工程。目前,其主要研究对象为:(1)水产养殖工程:以提高资源利用率为主导方向,重点是使养殖设施系统创造健康养殖的水环境,减少对水资源和土地、水域的占用,降低对水域环境的污染,提高生产效率。(2)捕捞装备工程:以海洋选择性捕捞技术装备的自动化、信息化为目标,进行捕捞装备现代控制技术研究,提高作业渔船的节能减排水平,提高作业效率。(3)加工机械工程:以提升水产品资源利用率、加工效率、品质及安全性为目标,进行水产品精深加工、综合利用加工,以及饲料加工等装备及工程技术的研究开发。 二、渔业装备与工程技术当前发展概况 近几年,渔业装备与工程技术领域的突破性科研成就,主要体现在工厂化水产养殖系统技术、池塘生态工程化控制技术和深水网箱设施技术等三个方面。工厂化养殖系统技术的研究重点是循环水技术,它是实现水产养殖工厂化的基础,其核心是渔业水体净化技术与设备。国内近年来研究开发了一批具有自主知识产权的海淡水养殖、繁育等专用水处理设施设备,并初步实现了生产应用,开展了无公害养殖技术研究与工厂化高效养殖技术集成研究,以及低能耗控制技术与养殖废水再利用技术。在池塘生态工程化控制技术研究上,应用生态工程学原理,将人工湿地、综合生物氧化塘、生态沟渠等与池塘养殖系统有机结合,构建了复合人工湿地的池塘养殖生态系统,在节约水资源及有效解决废水排放等方面具有推广意义。我国的深水网箱设施研发虽然起步较晚,但进步较快。深水网箱的设计、制作工艺技术和产业化技术都得到优化和熟化,网箱的抗风浪能力和抗流能力,以及单位产量均获得显著提高,拓展了养殖海域,形成一整套适合我国海区特点的深水网箱集约化养殖技术。 三、渔业装备与工程在渔业生产中的主要地位与作用 渔业装备与工程技术是现代渔业发展的重要保障。现代渔业的发展目标是工业化,体现在生产力上,就是工厂化的生产方式和产业化的生产模式。渔业现代化的实现,不仅依靠生物生产技术,还必须有装备与工程技术。装备与工程技术是现代渔业科技不可或缺的重要组成部分。渔业装备与工程技术是渔业实现高效生产的重要保证。由现代科技支撑的渔业装备与工程技术,对捕捞生产而言,可提高捕捞效率,降低能源消耗,提高国际竞争力;对养殖业而言,可提高养殖生产的集约化程度,降低养殖成本,实现健康养殖;对加工流通业而言,可提高水产品价值,保证产品质量安全,实现规模化生产。从某种意义上讲,渔业科技的进步就是渔业生产实现机械化的过程。81 我国渔业机械化之发展与展望徐 皓(中国水产科学院渔业机械仪器研究所,上海 200092)第一部分 概述 一、渔业装备与工程技术 渔业装备与工程技术的研究对象是指在现代渔业生产发展中起着重要作用的渔业机械、仪器、渔船、渔业设施,以及以这些装备为主要内容的渔业工程。目前,其主要研究对象为:(1)水产养殖工程:以提高资源利用率为主导方向,重点是使养殖设施系统创造健康养殖的水环境,减少对水资源和土地、水域的占用,降低对水域环境的污染,提高生产效率。(2)捕捞装备工程:以海洋选择性捕捞技术装备的自动化、信息化为目标,进行捕捞装备现代控制技术研究,提高作业渔船的节能减排水平,提高作业效率。(3)加工机械工程:以提升水产品资源利用率、加工效率、品质及安全性为目标,进行水产品精深加工、综合利用加工,以及饲料加工等装备及工程技术的研究开发。 二、渔业装备与工程技术当前发展概况 近几年,渔业装备与工程技术领域的突破性科研成就,主要体现在工厂化水产养殖系统技术、池塘生态工程化控制技术和深水网箱设施技术等三个方面。工厂化养殖系统技术的研究重点是循环水技术,它是实现水产养殖工厂化的基础,其核心是渔业水体净化技术与设备。国内近年来研究开发了一批具有自主知识产权的海淡水养殖、繁育等专用水处理设施设备,并初步实现了生产应用,开展了无公害养殖技术研究与工厂化高效养殖技术集成研究,以及低能耗控制技术与养殖废水再利用技术。在池塘生态工程化控制技术研究上,应用生态工程学原理,将人工湿地、综合生物氧化塘、生态沟渠等与池塘养殖系统有机结合,构建了复合人工湿地的池塘养殖生态系统,在节约水资源及有效解决废水排放等方面具有推广意义。我国的深水网箱设施研发虽然起步较晚,但进步较快。深水网箱的设计、制作工艺技术和产业化技术都得到优化和熟化,网箱的抗风浪能力和抗流能力,以及单位产量均获得显著提高,拓展了养殖海域,形成一整套适合我国海区特点的深水网箱集约化养殖技术。 三、渔业装备与工程在渔业生产中的主要地位与作用 渔业装备与工程技术是现代渔业发展的重要保障。现代渔业的发展目标是工业化,体现在生产力上,就是工厂化的生产方式和产业化的生产模式。渔业现代化的实现,不仅依靠生物生产技术,还必须有装备与工程技术。装备与工程技术是现代渔业科技不可或缺的重要组成部分。渔业装备与工程技术是渔业实现高效生产的重要保证。由现代科技支撑的渔业装备与工程技术,对捕捞生产而言,可提高捕捞效率,降低能源消耗,提高国际竞争力;对养殖业而言,可提高养殖生产的集约化程度,降低养殖成本,实现健康养殖;对加工流通业而言,可提高水产品价值,保证产品质量安全,实现规模化生产。从某种意义上讲,渔业科技的进步就是渔业生产实现机械化的过程。81 我国渔业机械化之发展与展望徐 皓(中国水产科学院渔业机械仪器研究所,上海 200092)第一部分 概述 一、渔业装备与工程技术 渔业装备与工程技术的研究对象是指在现代渔业生产发展中起着重要作用的渔业机械、仪器、渔船、渔业设施,以及以这些装备为主要内容的渔业工程。目前,其主要研究对象为:(1)水产养殖工程:以提高资源利用率为主导方向,重点是使养殖设施系统创造健康养殖的水环境,减少对水资源和土地、水域的占用,降低对水域环境的污染,提高生产效率。(2)捕捞装备工程:以海洋选择性捕捞技术装备的自动化、信息化为目标,进行捕捞装备现代控制技术研究,提高作业渔船的节能减排水平,提高作业效率。(3)加工机械工程:以提升水产品资源利用率、加工效率、品质及安全性为目标,进行水产品精深加工、综合利用加工,以及饲料加工等装备及工程技术的研究开发。 二、渔业装备与工程技术当前发展概况 近几年,渔业装备与工程技术领域的突破性科研成就,主要体现在工厂化水产养殖系统技术、池塘生态工程化控制技术和深水网箱设施技术等三个方面。工厂化养殖系统技术的研究重点是循环水技术,它是实现水产养殖工厂化的基础,其核心是渔业水体净化技术与设备。国内近年来研究开发了一批具有自主知识产权的海淡水养殖、繁育等专用水处理设施设备,并初步实现了生产应用,开展了无公害养殖技术研究与工厂化高效养殖技术集成研究,以及低能耗控制技术与养殖废水再利用技术。在池塘生态工程化控制技术研究上,应用生态工程学原理,将人工湿地、综合生物氧化塘、生态沟渠等与池塘养殖系统有机结合,构建了复合人工湿地的池塘养殖生态系统,在节约水资源及有效解决废水排放等方面具有推广意义。我国的深水网箱设施研发虽然起步较晚,但进步较快。深水网箱的设计、制作工艺技术和产业化技术都得到优化和熟化,网箱的抗风浪能力和抗流能力,以及单位产量均获得显著提高,拓展了养殖海域,形成一整套适合我国海区特点的深水网箱集约化养殖技术。 三、渔业装备与工程在渔业生产中的主要地位与作用 渔业装备与工程技术是现代渔业发展的重要保障。现代渔业的发展目标是工业化,体现在生产力上,就是工厂化的生产方式和产业化的生产模式。渔业现代化的实现,不仅依靠生物生产技术,还必须有装备与工程技术。装备与工程技术是现代渔业科技不可或缺的重要组成部分。渔业装备与工程技术是渔业实现高效生产的重要保证。由现代科技支撑的渔业装备与工程技术,对捕捞生产而言,可提高捕捞效率,降低能源消耗,提高国际竞争力;对养殖业而言,可提高养殖生产的集约化程度,降低养殖成本,实现健康养殖;对加工流通业而言,可提高水产品价值,保证产品质量安全,实现规模化生产。从某种意义上讲,渔业科技的进步就是渔业生产实现机械化的过程。81 我国渔业机械化之发展与展望徐 皓(中国水产科学院渔业机械仪器研究所,上海 200092)第一部分 概述 一、渔业装备与工程技术 渔业装备与工程技术的研究对象是指在现代渔业生产发展中起着重要作用的渔业机械、仪器、渔船、渔业设施,以及以这些装备为主要内容的渔业工程。目前,其主要研究对象为:(1)水产养殖工程:以提高资源利用率为主导方向,重点是使养殖设施系统创造健康养殖的水环境,减少对水资源和土地、水域的占用,降低对水域环境的污染,提高生产效率。(2)捕捞装备工程:以海洋选择性捕捞技术装备的自动化、信息化为目标,进行捕捞装备现代控制技术研究,提高作业渔船的节能减排水平,提高作业效率。(3)加工机械工程:以提升水产品资源利用率、加工效率、品质及安全性为目标,进行水产品精深加工、综合利用加工,以及饲料加工等装备及工程技术的研究开发。 二、渔业装备与工程技术当前发展概况 近几年,渔业装备与工程技术领域的突破性科研成就,主要体现在工厂化水产养殖系统技术、池塘生态工程化控制技术和深水网箱设施技术等三个方面。工厂化养殖系统技术的研究重点是循环水技术,它是实现水产养殖工厂化的基础,其核心是渔业水体净化技术与设备。国内近年来研究开发了一批具有自主知识产权的海淡水养殖、繁育等专用水处理设施设备,并初步实现了生产应用,开展了无公害养殖技术研究与工厂化高效养殖技术集成研究,以及低能耗控制技术与养殖废水再利用技术。在池塘生态工程化控制技术研究上,应用生态工程学原理,将人工湿地、综合生物氧化塘、生态沟渠等与池塘养殖系统有机结合,构建了复合人工湿地的池塘养殖生态系统,在节约水资源及有效解决废水排放等方面具有推广意义。我国的深水网箱设施研发虽然起步较晚,但进步较快。深水网箱的设计、制作工艺技术和产业化技术都得到优化和熟化,网箱的抗风浪能力和抗流能力,以及单位产量均获得显著提高,拓展了养殖海域,形成一整套适合我国海区特点的深水网箱集约化养殖技术。 三、渔业装备与工程在渔业生产中的主要地位与作用 渔业装备与工程技术是现代渔业发展的重要保障。现代渔业的发展目标是工业化,体现在生产力上,就是工厂化的生产方式和产业化的生产模式。渔业现代化的实现,不仅依靠生物生产技术,还必须有装备与工程技术。装备与工程技术是现代渔业科技不可或缺的重要组成部分。渔业装备与工程技术是渔业实现高效生产的重要保证。由现代科技支撑的渔业装备与工程技术,对捕捞生产而言,可提高捕捞效率,降低能源消耗,提高国际竞争力;对养殖业而言,可提高养殖生产的集约化程度,降低养殖成本,实现健康养殖;对加工流通业而言,可提高水产品价值,保证产品质量安全,实现规模化生产。从某种意义上讲,渔业科技的进步就是渔业生产实现机械化的过程。81 我国渔业机械化之发展与展望徐 皓(中国水产科学院渔业机械仪器研究所,上海 200092)第一部分 概述 一、渔业装备与工程技术 渔业装备与工程技术的研究对象是指在现代渔业生产发展中起着重要作用的渔业机械、仪器、渔船、渔业设施,以及以这些装备为主要内容的渔业工程。目前,其主要研究对象为:(1)水产养殖工程:以提高资源利用率为主导方向,重点是使养殖设施系统创造健康养殖的水环境,减少对水资源和土地、水域的占用,降低对水域环境的污染,提高生产效率。(2)捕捞装备工程:以海洋选择性捕捞技术装备的自动化、信息化为目标,进行捕捞装备现代控制技术研究,提高作业渔船的节能减排水平,提高作业效率。(3)加工机械工程:以提升水产品资源利用率、加工效率、品质及安全性为目标,进行水产品精深加工、综合利用加工,以及饲料加工等装备及工程技术的研究开发。 二、渔业装备与工程技术当前发展概况 近几年,渔业装备与工程技术领域的突破性科研成就,主要体现在工厂化水产养殖系统技术、池塘生态工程化控制技术和深水网箱设施技术等三个方面。工厂化养殖系统技术的研究重点是循环水技术,它是实现水产养殖工厂化的基础,其核心是渔业水体净化技术与设备。国内近年来研究开发了一批具有自主知识产权的海淡水养殖、繁育等专用水处理设施设备,并初步实现了生产应用,开展了无公害养殖技术研究与工厂化高效养殖技术集成研究,以及低能耗控制技术与养殖废水再利用技术。在池塘生态工程化控制技术研究上,应用生态工程学原理,将人工湿地、综合生物氧化塘、生态沟渠等与池塘养殖系统有机结合,构建了复合人工湿地的池塘养殖生态系统,在节约水资源及有效解决废水排放等方面具有推广意义。我国的深水网箱设施研发虽然起步较晚,但进步较快。深水网箱的设计、制作工艺技术和产业化技术都得到优化和熟化,网箱的抗风浪能力和抗流能力,以及单位产量均获得显著提高,拓展了养殖海域,形成一整套适合我国海区特点的深水网箱集约化养殖技术。 三、渔业装备与工程在渔业生产中的主要地位与作用 渔业装备与工程技术是现代渔业发展的重要保障。现代渔业的发展目标是工业化,体现在生产力上,就是工厂化的生产方式和产业化的生产模式。渔业现代化的实现,不仅依靠生物生产技术,还必须有装备与工程技术。装备与工程技术是现代渔业科技不可或缺的重要组成部分。渔业装备与工程技术是渔业实现高效生产的重要保证。由现代科技支撑的渔业装备与工程技术,对捕捞生产而言,可提高捕捞效率,降低能源消耗,提高国际竞争力;对养殖业而言,可提高养殖生产的集约化程度,降低养殖成本,实现健康养殖;对加工流通业而言,可提高水产品价值,保证产品质量安全,实现规模化生产。从某种意义上讲,渔业科技的进步就是渔业生产实现机械化的过程。81 我国渔业机械化之发展与展望徐 皓(中国水产科学院渔业机械仪器研究所,上海 200092)第一部分 概述 一、渔业装备与工程技术 渔业装备与工程技术的研究对象是指在现代渔业生产发展中起着重要作用的渔业机械、仪器、渔船、渔业设施,以及以这些装备为主要内容的渔业工程。目前,其主要研究对象为:(1)水产养殖工程:以提高资源利用率为主导方向,重点是使养殖设施系统创造健康养殖的水环境,减少对水资源和土地、水域的占用,降低对水域环境的污染,提高生产效率。(2)捕捞装备工程:以海洋选择性捕捞技术装备的自动化、信息化为目标,进行捕捞装备现代控制技术研究,提高作业渔船的节能减排水平,提高作业效率。(3)加工机械工程:以提升水产品资源利用率、加工效率、品质及安全性为目标,进行水产品精深加工、综合利用加工,以及饲料加工等装备及工程技术的研究开发。 二、渔业装备与工程技术当前发展概况 近几年,渔业装备与工程技术领域的突破性科研成就,主要体现在工厂化水产养殖系统技术、池塘生态工程化控制技术和深水网箱设施技术等三个方面。工厂化养殖系统技术的研究重点是循环水技术,它是实现水产养殖工厂化的基础,其核心是渔业水体净化技术与设备。国内近年来研究开发了一批具有自主知识产权的海淡水养殖、繁育等专用水处理设施设备,并初步实现了生产应用,开展了无公害养殖技术研究与工厂化高效养殖技术集成研究,以及低能耗控制技术与养殖废水再利用技术。在池塘生态工程化控制技术研究上,应用生态工程学原理,将人工湿地、综合生物氧化塘、生态沟渠等与池塘养殖系统有机结合,构建了复合人工湿地的池塘养殖生态系统,在节约水资源及有效解决废水排放等方面具有推广意义。我国的深水网箱设施研发虽然起步较晚,但进步较快。深水网箱的设计、制作工艺技术和产业化技术都得到优化和熟化,网箱的抗风浪能力和抗流能力,以及单位产量均获得显著提高,拓展了养殖海域,形成一整套适合我国海区特点的深水网箱集约化养殖技术。 三、渔业装备与工程在渔业生产中的主要地位与作用 渔业装备与工程技术是现代渔业发展的重要保障。现代渔业的发展目标是工业化,体现在生产力上,就是工厂化的生产方式和产业化的生产模式。渔业现代化的实现,不仅依靠生物生产技术,还必须有装备与工程技术。装备与工程技术是现代渔业科技不可或缺的重要组成部分。渔业装备与工程技术是渔业实现高效生产的重要保证。由现代科技支撑的渔业装备与工程技术,对捕捞生产而言,可提高捕捞效率,降低能源消耗,提高国际竞争力;对养殖业而言,可提高养殖生产的集约化程度,降低养殖成本,实现健康养殖;对加工流通业而言,可提高水产品价值,保证产品质量安全,实现规模化生产。从某种意义上讲,渔业科技的进步就是渔业生产实现机械化的过程。81 我国渔业机械化之发展与展望徐 皓(中国水产科学院渔业机械仪器研究所,上海 200092)第一部分 概述 一、渔业装备与工程技术 渔业装备与工程技术的研究对象是指在现代渔业生产发展中起着重要作用的渔业机械、仪器、渔船、渔业设施,以及以这些装备为主要内容的渔业工程。目前,其主要研究对象为:(1)水产养殖工程:以提高资源利用率为主导方向,重点是使养殖设施系统创造健康养殖的水环境,减少对水资源和土地、水域的占用,降低对水域环境的污染,提高生产效率。(2)捕捞装备工程:以海洋选择性捕捞技术装备的自动化、信息化为目标,进行捕捞装备现代控制技术研究,提高作业渔船的节能减排水平,提高作业效率。(3)加工机械工程:以提升水产品资源利用率、加工效率、品质及安全性为目标,进行水产品精深加工、综合利用加工,以及饲料加工等装备及工程技术的研究开发。 二、渔业装备与工程技术当前发展概况 近几年,渔业装备与工程技术领域的突破性科研成就,主要体现在工厂化水产养殖系统技术、池塘生态工程化控制技术和深水网箱设施技术等三个方面。工厂化养殖系统技术的研究重点是循环水技术,它是实现水产养殖工厂化的基础,其核心是渔业水体净化技术与设备。国内近年来研究开发了一批具有自主知识产权的海淡水养殖、繁育等专用水处理设施设备,并初步实现了生产应用,开展了无公害养殖技术研究与工厂化高效养殖技术集成研究,以及低能耗控制技术与养殖废水再利用技术。在池塘生态工程化控制技术研究上,应用生态工程学原理,将人工湿地、综合生物氧化塘、生态沟渠等与池塘养殖系统有机结合,构建了复合人工湿地的池塘养殖生态系统,在节约水资源及有效解决废水排放等方面具有推广意义。我国的深水网箱设施研发虽然起步较晚,但进步较快。深水网箱的设计、制作工艺技术和产业化技术都得到优化和熟化,网箱的抗风浪能力和抗流能力,以及单位产量均获得显著提高,拓展了养殖海域,形成一整套适合我国海区特点的深水网箱集约化养殖技术。 三、渔业装备与工程在渔业生产中的主要地位与作用 渔业装备与工程技术是现代渔业发展的重要保障。现代渔业的发展目标是工业化,体现在生产力上,就是工厂化的生产方式和产业化的生产模式。渔业现代化的实现,不仅依靠生物生产技术,还必须有装备与工程技术。装备与工程技术是现代渔业科技不可或缺的重要组成部分。渔业装备与工程技术是渔业实现高效生产的重要保证。由现代科技支撑的渔业装备与工程技术,对捕捞生产而言,可提高捕捞效率,降低能源消耗,提高国际竞争力;对养殖业而言,可提高养殖生产的集约化程度,降低养殖成本,实现健康养殖;对加工流通业而言,可提高水产品价值,保证产品质量安全,实现规模化生产。从某种意义上讲,渔业科技的进步就是渔业生产实现机械化的过程。81 我国渔业机械化之发展与展望徐 皓(中国水产科学院渔业机械仪器研究所,上海 200092)第一部分 概述 一、渔业装备与工程技术 渔业装备与工程技术的研究对象是指在现代渔业生产发展中起着重要作用的渔业机械、仪器、渔船、渔业设施,以及以这些装备为主要内容的渔业工程。目前,其主要研究对象为:(1)水产养殖工程:以提高资源利用率为主导方向,重点是使养殖设施系统创造健康养殖的水环境,减少对水资源和土地、水域的占用,降低对水域环境的污染,提高生产效率。(2)捕捞装备工程:以海洋选择性捕捞技术装备的自动化、信息化为目标,进行捕捞装备现代控制技术研究,提高作业渔船的节能减排水平,提高作业效率。(3)加工机械工程:以提升水产品资源利用率、加工效率、品质及安全性为目标,进行水产品精深加工、综合利用加工,以及饲料加工等装备及工程技术的研究开发。 二、渔业装备与工程技术当前发展概况 近几年,渔业装备与工程技术领域的突破性科研成就,主要体现在工厂化水产养殖系统技术、池塘生态工程化控制技术和深水网箱设施技术等三个方面。工厂化养殖系统技术的研究重点是循环水技术,它是实现水产养殖工厂化的基础,其核心是渔业水体净化技术与设备。国内近年来研究开发了一批具有自主知识产权的海淡水养殖、繁育等专用水处理设施设备,并初步实现了生产应用,开展了无公害养殖技术研究与工厂化高效养殖技术集成研究,以及低能耗控制技术与养殖废水再利用技术。在池塘生态工程化控制技术研究上,应用生态工程学原理,将人工湿地、综合生物氧化塘、生态沟渠等与池塘养殖系统有机结合,构建了复合人工湿地的池塘养殖生态系统,在节约水资源及有效解决废水排放等方面具有推广意义。我国的深水网箱设施研发虽然起步较晚,但进步较快。深水网箱的设计、制作工艺技术和产业化技术都得到优化和熟化,网箱的抗风浪能力和抗流能力,以及单位产量均获得显著提高,拓展了养殖海域,形成一整套适合我国海区特点的深水网箱集约化养殖技术。 三、渔业装备与工程在渔业生产中的主要地位与作用 渔业装备与工程技术是现代渔业发展的重要保障。现代渔业的发展目标是工业化,体现在生产力上,就是工厂化的生产方式和产业化的生产模式。渔业现代化的实现,不仅依靠生物生产技术,还必须有装备与工程技术。装备与工程技术是现代渔业科技不可或缺的重要组成部分。渔业装备与工程技术是渔业实现高效生产的重要保证。由现代科技支撑的渔业装备与工程技术,对捕捞生产而言,可提高捕捞效率,降低能源消耗,提高国际竞争力;对养殖业而言,可提高养殖生产的集约化程度,降低养殖成本,实现健康养殖;对加工流通业而言,可提高水产品价值,保证产品质量安全,实现规模化生产。从某种意义上讲,渔业科技的进步就是渔业生产实现机械化的过程。81 第二部分 渔业装备与工程技术发展历程81 我国渔业装备的科技研究起步于上世纪60年代。从捕捞装备到养殖、加工装备,从单一的设备研制发展到与设施工程相结合的系统集成,逐步形成了我国渔业装备的研究体系,由此推动了渔业生产力的发展。其主要的科研活动多发生于上世纪70、80年代和90年代前期,重要成果繁盛于80年代以后。1963年创建的专业研究机构——中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所(简称渔机所),承担了我国渔业装备的大部分研究任务;包括中国水产科学研究院黄海水产研究所、南海水产研究所、东海水产研究所、黑龙江水产研究所、渔业工程研究所和渔船研究室,以及上海海洋大学、大连水产学院等在内的科研院校也在该领域作出了重要贡献。不断涌现的现代渔业装备在中国渔业近二十多年的高速发展中发挥了历史性的作用。 一、渔船与捕捞装备 捕捞装备是海洋和内陆水域作业过程使用的机械和仪器。我国的捕捞装备研究始于上世纪60年代,随着海洋渔业船只从木帆船向机帆渔船和钢质渔船转型的生产进步,捕捞装备的研究在个别进口仪器或设备的基础上开始起步,到了70年代尤其是整个80年代,进入了全面发展时期。中高压液压技术的应用推动了我国捕捞装备技术的快速发展,使捕捞装备水平跃上了新台阶;高海况打捞设备在载人航天工程中的应用,功标志着捕捞装备技术获得了突破性拓展。双钩型织网机的问世实现了我国织网机工业零的突破。8154型双拖尾滑道冷冻渔船和8201型围网渔轮的成功设计建造成为我国渔船建造史上的经典。渔用定位仪和探鱼仪的广泛应用彻底改变了我国的捕鱼传统,渔用GPS又将捕捞技术向前推进了一大步。但是,基于对海洋渔业资源的保护,从上世纪90年代中期开始,我国渔船捕捞装备的发展逐渐进入了一个平台期。 (一)捕捞装备 1、捕捞机械 液压绞纲机和液压围网起网机、理网机是主要的捕捞机械。上世纪60年代中期研制的两种低压液压绞纲机,成为当时我国国营渔轮的主要捕捞机械。70年代,在当时农林部的组织安排下,组成了以渔机所为主、八省二市有关单位参加的中高压液压围网起网设备(俗称动力滑车)联合研制攻关组。1976年,完成了液压悬挂式围网起网机的研制。该机是当时国内围网渔轮唯一使用的液压起网机械,它的使用,提高了围网渔轮的机械化程度和起网速度,推动了我国围网渔业的发展。 1985年研制成功的中高压液压围网起网设备是我国捕捞装备发展的一个里程碑。其中的一个重大技术突破是率先将中高压液压传动技术运用到起网机械中,大大提高了捕捞效率,达到国内领先水平,提升了我国捕捞装备的技术水平。成果获1988年农业部科技进步二等奖和1989年国家科技进步三等奖。 为了推动群众渔船捕捞业的发展,1970-1980年代,开发了多种适用于机帆渔船围网作业的液压起网机和中高压液压绞纲机,为群众捕捞渔船向外海发展,满足绞纲、起网、起锚和起吊鱼货(重物)等多种作业发挥了关键性的作用,也成为当时群众渔船捕捞机械的升级换代产品。 2、织网机械 1971年,国内第一台以生产围网和养殖用网为主的双钩型电动渔网编织机研制成功,为织网机国产化奠定了技术基础。1991年研制成功的400型双钩型织网机,实现了我国织网机工业零的突破,改变了我国长期依靠进口织网机的局面,实现了织网机国产化。该成果获得1992年农业部科技进步一等奖和1993年国家科学技术进步三等奖。1990年代,双钩型织网机已成系列产品,推动形成了我国织网机制造产业的形成,国外进口织网设备逐步退出了中国市场,发展至今,中国已成为世界网具出口大国。1990年代中后期以来,织网机的研发已完全由企业主导,织网机在幅宽、纬线容量、结型、工作速度和自动化程度等技术要求都由市场来决定。 3、渔货起卸机械 吸鱼机的研究始于1960年代中期,借鉴粮食和煤炭起卸设备的原理开始发展。气力吸鱼机在70年代末完成研制,解决了渔轮码头卸货时的依靠繁重体力劳动的问题,生产率可提高4~6倍。同期研制的潜水式吸鱼泵,在技术上主要解决了泵的大通道和稳定性问题,符合带水输送鱼货的要求,性能指标达到国内先进水平。1982年研制的新型潜水吸鱼泵在水力效率、质(重)量等方面已接近国际水平,获1983年农牧渔业部技术改进二等奖。随着近年来深水网箱养殖业的发展,新型的真空式吸鱼泵和射流式吸鱼泵相继研制成功,目前处于试用阶段。 4、高海况打捞设备 2001年完成的国家921载人航天工程着陆场系统中的高海况打捞设备,标志着捕捞装备技术在大型化、自动化和系统化方面取得重大进展。它的研制成功,有效地解决了在风大浪急的情况下安全打捞应急返回舱的问题。先后圆满完成了“神舟五号”“神舟六号”“神舟七号”发射任务,受到了解放军总装备部的嘉奖。高海况打捞方法及设备为国内首创、国际先进,是一项原创发明技术,也是海洋捕捞与船舶工程技术的拓展与延伸。该成果先后获得2005年中国人民解放军科技进步一等奖,2005年中国水产科学研究院科技进步特等奖,2006年上海市科技进步二等奖。 (二)渔业船舶 1955年,上海市海洋渔业公司建造了国内第一对250 马力混合式钢质渔轮。1969年,我国开始了建造灯光围网渔轮大会战。1970年代初,600马力混合式渔轮设计成功并批量建造。进入80年代以后,随着海洋捕捞渔业快速发展,渔业生产开始向外海拓展,各种新型围网和拖网渔轮以及海洋辅助船的设计建造开始进入一个历史最佳发展期。 1980年,由科研所与船厂等单位合作设计制造的8201型600马力围网渔轮,首次采用变幅吊杆,方便理网作业,减轻了理网劳动强度,是我国第一批工业化意义的围网渔轮,成为当时围网渔轮的主力船型,技术水平达到国内先进水平。该成果获得1983年获农牧渔业部技术改进二等奖。1981年设计建造的8154型600马力双拖尾滑道冷冻渔船是我国自行研制的新型海洋捕捞渔船。该船具有稳性、适航性好,抗风能力强,拖力大,渔捞操作方便、上网时间短,保鲜质量高等优点,生产量大,取得明显的经济效益。成果获得1983年农牧渔业部技术改进一等奖。 1981年研制的60马力联合渔法淡水渔船及甲板机械,适用于大中型湖泊、水库进行“赶、拦、刺、张”联合渔法捕捞生产,可兼作拖网、电赶鱼、冲洗网箱、渔政管理等多种用途,船的操纵性能好,获1983年农牧渔业部技术改进二等奖。1991年设计制造的135总吨艉滑道拖网渔船是为我国群众渔业首次开发成功的小型艉滑道渔船,在全国十多家船厂建造,其系列产品成为当时东海渔区主力船型之一。1993年研究设计的新型、高航速渔政船,船的阻力性能达到了国际先进水平,获得1994年农业部科技进步二等奖。 (三)渔用通讯导航和助渔设备 渔船使用的电子设备可分为通讯导航和助渔两大类。渔用导航设备主要包括渔用GPS导航仪、雷达和早期的罗兰A定位仪、测向仪等。渔用助渔设备主要包括养殖网箱渔情分析设备、探渔仪、声纳、网位仪等。渔用通讯设备主要包括渔用无线电话机、船舶自动识别终端AIS设备、北斗通讯导航设备、GMDSS系统设备等。我国渔船电子装备的发展历程大致分四个阶段,从上世纪70年代开始大量装备垂直探渔仪,80年代装备罗兰A定位仪,90年代装备渔用GPS导航仪,本世纪装备渔用AIS设备(渔船防碰撞系统)。这期间,渔用电子设备紧随电子技术的发展,为我国渔业朝向精细化作业发挥了巨大作用。 1、渔用导航设备 渔用导航设备的技术发展以20世纪90年代中期为界。前期渔船定位导航依靠六分仪、测向仪、罗兰A定位仪,后期采用具有电子海图的GPS导航仪导航。1964年研制的自动测向仪是国内最早研制成功并投产使用的测向仪。从早期的双曲线测向仪,到后来的罗兰A定位仪,再到90年代的具有简易电子海图的渔用GPS导航仪,都普遍应用在我国沿海各地的渔业生产中,解决了从“经验式”到“傻瓜式”渔船导航的问题。这些产品都是不同时代我国渔船的主要导航定位设备,为我国的海洋渔业作出了重要贡献。 20世纪90年代研制成功的具有简易电子海图的渔用GPS导航仪具备了中国及其周边海域电子海图、简体中文、渔区标注显示等功能,可以直观的利用海图辅助渔船航行,产品深受广大渔民欢迎。该项研究成果获得1997 年中国水产科学研究院科技进步一等奖和1997年农业部科技进步一等奖。1997年,改进后的8通道、12通道两种机型又增加了海陆分色、农历、潮汐、沿海城市、渔港地名、沿海航标灯等功能,成果荣获1998年国家科技进步三等奖,并被列为1998年国家重点新产品,由该项成果转化而成立的企业被授予上海市高新技术企业。 2、助渔设备 我国的助渔设备技术发展以世纪交替为界。前期是一种粗放式的技术发展,后期向精细探测发展。1964年研制的61F81 型鱼群探测仪是当时国营渔轮使用的唯一的国产大功率探鱼仪。1968年,为了当时正在大规模兴起的群众渔业机帆船的需要,67-1型半导体探鱼仪投入生产,其探鱼深度为50 m。它的使用,彻底结束了我国渔民只凭经验捕鱼的落后状况,被渔民誉为“千里眼”。改进后的67-3型半导体探鱼仪,探鱼能力提高到80 m,并被广泛应用,成为我国上世纪60年代末到90年代初,机帆渔船探测鱼群的主导产品,为提高渔业生产效率发挥了巨大作用。1979年,为发展外海捕捞和海洋调查而研究设计的大功率垂直探鱼仪,其探鱼能力达500 m,最大测深2000 m,是我国自行设计、生产,探鱼能力和测深能力最大的垂直探鱼仪,获1981年国家水产总局技术改进成果一等奖。1980年研制的双频率探鱼仪,探鱼能力200 m,测深可达500 m,该仪器是80年代我国钢质渔轮的主要助渔仪器,成果获得1983年农牧渔业部技术改进二等奖。2006年,液晶探鱼仪开始取代显像管探鱼仪进入国内市场。它能够实现快速高精度水深测量与数据处理,在干扰环境下推算出正确的深度,具有清晰度高、体积小、耗电省、无辐射的特点。 3、渔用通讯设备 我国的渔用通讯设备技术发展,1990年代前为模拟阶段,2007年前为数字化阶段,2007年后为技术融合和信息化网络化发展阶段。渔用电话机具有比商船VHF话机通讯距离远、通话频道(480个)多的特点。渔用通讯设备形式多样,有新兴的AIS设备、北斗通讯导航设备等。渔用AIS设备正在逐步发展成为结合渔用导航技术、渔用电子地图的高级形式,这种产品使用方便,成本低廉,很受渔民欢迎。 二、水产品加工装备 水产品加工装备技术的研究是伴随着捕捞和养殖生产的发展以及市场的需求而逐步开展起来的,30多年来的专业研究,逐步形成了包括原料处理机械、藻类加工机械、水产品速冻机械、鱼糜加工机械、鱼粉加工机械等专业装备系列。我国最早的水产品加工设备研究始于上世纪60年代,1968年研制的鱼片联合加工机械,集去鳞、去内脏、去鱼头及剖鱼片功能于一体,该机从原料鱼进入到鱼片送出一次完成。 1、冷冻鱼糜生产设备 1980年代,开发水产品深加工机械,以利于综合利用低值海水产品,开发淡水养殖品种的加工产品,以及生产方便食用的鱼糜制品,是市场的急迫需求。冷冻鱼糜制品生产设备的研制工作也从此开始。鱼肉采取机(1992年),用于对已去鳞、去头、去内脏的海、淡水鱼的胴体进行肉骨分离以及虾类的采肉,是鱼(虾)糜生产中的关键设备;同期完成的鱼糜精滤机用于对经过漂洗、脱水后的鱼糜作进一步的过滤;鱼丸成型机(1993年),将经配料、调味后的鱼糜加工成鱼丸;斩拌机(1996年),集斩碎、擂溃、搅拌等功能于一体。90年代中期完成的鱼糜脱水机将经漂洗的鱼糜脱去水分。由此形成了完整的成套冷冻鱼糜生产设备。该成果在山东、福建、浙江、广东等地有很大范围的推广。 2、海带综合利用加工设备 1980年代初,为了解决全国海带大量积压的问题,国家经委、国家水产总局下达了海带工业利用主要设备的研制项目,经过6年攻关,解决了从因设备落后造成的难以有效地从海带中提取褐藻胶的问题,先后研究开发出褐藻胶造粒机、快速沸腾式烘干机、褐藻酸螺旋脱水机和褐藻胶捏合机等单机。上述设备的应用,实现了我国海带工业综合利用生产设备的国产化,使国家从1984年起不再进口同类国外设备。 3、制冰、冷藏设备 片冰机是一种快速、连续、自动生产片状冰的设备,用片冰替代机制块冰,成本低、冷却快、损耗小。1978年和1983年,卧式片冰机和立式片冰机先后问世。除渔业之外,片冰机还在水利工程的混凝土搅拌工艺中获得应用,混凝土中加入碎冰可以消除应力。1989年,具有国内领先水平的管冰机及其配套设备研制成功,该设备可用于渔船、铁路冷藏车加冰保鲜,获1992年农业部科技进步二等奖。其相关成果——自动化管冰机配套在铁路冷藏车加冰系统研究,因为解决了冷藏列车加冰的技术难题,因此获得1993年铁道部科技进步二等奖。 4、 其他加工机械 1982年研制的冷热风干燥设备用于当时大量捕获的马面鲀的风干加工,取得显著的经济和社会效益,获得1983年农牧渔业部技术改进二等奖;1988年研制的高温高压灭菌装置,灭菌锅内采用热水循环,温度波动小,杀菌效果好,推广成效显著。2002年,国内第一台完全国产化的全自动紫菜加工机组在南通诞生,该设备将条斑紫菜原藻加工成标准干紫菜,又进一步开发了二次加工即食产品的成套加工设备。新一代智能型紫菜生产线多项技术超过国际先进水平,并拥有全套知识产权,成果推广应用也相当成功,改变了我国作为紫菜养殖大国加工设备依赖进口的局面,项目获得2003年南通市科技进步特等奖。81 三、渔用饲料加工装备 上世纪70年代初,随着水产养殖业的发展,渔用饲料问题日益突出。1975年底,原农林部在湖北沙市召开了渔用饲料研究发展大型座谈会,交流探讨开发鱼饲料源及饲料加工问题。会议呼吁尽快研制渔用颗粒饲料机械,加快发展颗粒饲料养鱼。此后,国内开始了渔用饲料加工机械的研究开发,1980年代和1990年代前半期是我国水产饲料加工设备研究成果的多产期,成果的推广和产业化程度都相当出色,培养、扶植了一大批饲料设备生产企业,为我国饲料工业的发展壮大奠定了基础。1990年代中后期开始,我国饲料加工机械的研发主体基本上以企业为主,其中以江苏牧羊集团和江苏正昌集团最为知名。水产饲料生产设备的种类已基本齐全,包括粉碎设备、混合设备、制粒设备、膨化设备、冷却喷涂设备、稳定干燥设备、称重包装等。目前,饲料生产设备的制造水平、种类和性能完全可以满足我国饲料业的发展。 1、颗粒饲料机械 饲料加工基本上都采用制粒机生产。硬颗粒饲料压制分平模和环模制粒两大类。早期以平模为主,随着机械加工能力的提高,近10多年来,饲料加工厂广泛使用的是环模制粒机。1980年研制的硬颗粒饲料加工成套设备是国内水产系统最早研制成功的成套设备,适应了当时对渔用颗粒饲料加工设备的要求,促进了水产养殖业的一次飞跃,其推广应用取得了显著的经济和社会效益,成果获得1982年农牧渔业部技术改进一等奖;1982年完成的对虾配合颗粒饲料加工机组,解决了微细粉碎和颗粒水中稳定性的难题,实现了用配合颗粒饲料养虾的养殖需求,提高了饲料利用率,成果获1983年农牧渔业部技术改进二等奖。1990年代,国内开始引进欧洲的颗粒机制造技术。经过不断的改进和创新,使得颗粒机操作性、人性化、自动化方面越来越好,如颗粒机自动操作系统、液压保护系统、压辊和环模自动调节及快速拆装系统等。 除大型机组外,1980年代开发的颗粒饲料加工机械的一个重要特点是:大多数机型结构紧凑,集多种功能于一体,既有单机也有小型机组,既有平模也有环模。其特点是使用方便、价格适中,尤其适合小型养殖单位和养鱼专业户使用,成果转让和推广使用的成效相当突出,促进了人工颗粒饲料在水产养殖上的广泛应用,取得了显著的经济、社会和生态效益。 2、膨化颗粒饲料机械 用膨化颗粒饲料养鱼可提高鱼的适口性和饲料的利用率,是一种比较理想的颗粒饲料。国内最早研究利用挤压膨化技术生产膨化饲料是在1978年,1981年研制成功的75型膨化颗粒饲料机是国内最早的膨化颗粒饲料专用生产设备,成果在全国大范围推广应用,并获1984年农牧渔业部技术改进二等奖。1987年改进后的85型膨化颗粒饲料机,既可生产膨化浮性饲料,又可生产膨化沉性饲料,并且在饲料和食品行业得到应用。大豆膨化工艺是上世纪90年代国际上兴起的饲料加工新技术。1997年研制的大豆膨化机,其生产的饲料可提高适口性,降低饲料成本,成果获1998年农业部科技进步二等奖。目前国产膨化机最大生产能力 3、特种饲料及饲料源加工机械 1990年,商业部“七五”攻关项目中的鸡粪制饲料蛋白工艺及设备试验、幼仔苗种用特种饲料加工工艺与设备和先沉后浮颗粒饲料及设备等课题研究先后完成。这几项研究成果为解决我国特种饲料研究领域的生产工艺和设备制造,提供了技术基础,积累了经验。啤酒糟饲料蛋白加工工艺及设备(1994年)和以白酒糟为对象的食品糟渣饲料化加工工艺和设备(1999年),既解决了高含水率糟渣对环境的污染,又提供了一种新的饲料蛋白源,1997年获得农业部科技进步二等奖。2008年完成的发酵豆粕加工工艺及设备采用独特的车阵式固体发酵技术及PLC控制技术,自动化程度高。该发酵系统技术水平在国内处于领先地位。 81 四、水产养殖机械 我国是水产养殖大国,有着几千年的养鱼史。但传统的粗放式养鱼模式制约了单产的提高,根本的出路是要解决水产养殖机械化问题。为此,根据原水产部下达的《1963年~1972年水产科学技术发展规划(草案)》中“淡水养殖机械化的研究”项目,水产养殖机械的研究从1964年开始。70年代中期,随着叶轮增氧机的诞生和水力挖塘机组的问世,标志着我国开始进入机械化养鱼的新时代。1980年代的水净化技术和1990年代的工业化养鱼设施技术的成熟为本世纪开展的工厂化循环水养殖系统的研究作了深厚的技术积累。 1、增氧机械 增氧机是水产养殖专用机械。在夏季出现闷热天气时,使用增氧机可以防止因水体缺氧而发生鱼类浮头(死亡)现象。目前我国在水产养殖生产中使用的增氧机械主要有叶轮式、水车式和射流式三种型式。 1976年,国内第一台叶轮增氧机研制成功,创造性地利用倒伞形叶轮在水面下的旋转产生水跃,使水和空气充分接触以达到氧的传递,同时通过搅动水体使上下水层对流,为下层的贫氧区增加氧气,从而可以增加鱼的放养密度,提高鱼的摄食量,使单位面积养殖产量实现重大突破。该成果荣获1977年上海市重大科技成果奖和1978年全国科学大会奖。叶轮增氧机问世30多年,目前仍然是我国海淡水养殖业实现稳产高产的最关键、最不可缺少的设备,依然是生产量最大、使用最广泛的渔业机械。初步估计,目前全国各种系列的叶轮增氧机保有量已达到数百万台,年产量约为20万台。叶轮增氧机创造了巨大的经济和社会效益。 水车式增氧机是随着1980年代养鳗业的兴起而开始从国(海)外引进的,它的开发主体是生产企业。目前它的产量约占增氧机械总产量的25%。射流式增氧机主要适用于特种水产品养殖及工厂化养殖,产量约为增氧机械总产量的5%。 1980年代,各种不同类型、不同功能的增氧机械被不断研制出来,并广泛应用,极大地促进了水产养殖业的发展。主要研究成果有:射流增氧机(1981年),将饱和溶氧水射入水面0.8 m以下,使中下层亏氧水得到增氧。塑料叶轮增氧机(1987年),提高了整机的增氧性能,成果获得1990年农业部科学技术进步二等奖。叶轮增氧机叶轮优化设计(1989年),为叶轮增氧机的设计提供了有效的方法和依据,获1994年农业部科技进步二等奖。螺旋桨水流增氧机研制(1990年),根据螺旋浆推进原理研制而成,产生的循环水流能起到增氧、搅水、曝气等作用。冰下保温涡流增氧机(1990年),使冬季增氧时进入冰下水体的冷空气被充分加温达到不降低水温之目的。立体循环增氧造流装置(1994年),模拟自然界的流水状态来改善水质。简易风力增氧机(1990年),风能利用系数达0.288,风速8 m/s时输出功率为93 W。 2、挖塘、清淤机械 池塘开挖、清淤机械的开发研究始于1963年。科研人员从水力采煤原理得到启发,探索水力机械化方案。1966年首先研制出立式泥浆泵,1979年研制成功水力挖塘机组。该机组为国内首创的水力土方施工机械,适用于土方开挖、疏浚、筑堤等,工效高,成本低,至今仍是鱼塘、水利清淤必用的施工机械,20多年来已累计生产20余万套。该成果获得1981年国家水产总局技术改进成果一等奖。潜走式池塘清淤机(1990年),能在水底淤泥层灵活移动并集淤抽吸,解决了带水清淤、淤地行走和翻越塘堤等难题,成果获得1990年中国水产科学研究院科技成果一等奖。 3、投饲机械 投饲机械的研究开发始于1980年代中期,但直至90年代中期以后,由于养鱼户认识到使用投饵机可以提高饲料利用率,可以增产、增收,因而产销量开始大幅度提高。2008年,国内各种类型投饵机的年产量估计达到16万台,产量仅次于增氧机。目前,投饵机的投饵方式有气动式、螺旋输送式、离心抛物式,也有电子控制的投饵船、鱼动式投饵机。产量比较大的机型为机械离心式投料方式、机械振动式下料装置。 1990年代研制的投饲机械主要有:对虾投饵装置,利用水泵产生的高压水从储饵装置冲入管道再从喷嘴直接喷于水体中,达到投饵的目的;水力投饵机,应用水力引射喷头实现水力动能投饵;振动式鱼塘自动投饵机,采用偏心电机振动原理进行分料,解决了卡料堵转等难题。近年来开始为深水网箱养殖系统设计投饲机械。应用气力输送工艺为海水网箱设计投饲系统(2005年),输送距离为50 m,投饲能力为500 kg/h;深水网箱投饵机(2006年),它的核心部件是由突然扩大装置改装成的引射器,以一定的水流将饵料抛向网箱,可向多个、距离不同的网箱供饵。 4、活鱼及活鱼苗(种)运输装备 为适应水产养殖业的发展以及市场对活鱼需求量的与日俱增,国内最早研制的是淡水活鱼运输车(1979年),之后,一种更方便、更灵巧的淡水活鱼运输箱(1981年)又研制成功。该运输箱装有增氧和水过滤设备,可运输或暂存活鱼(虾),解决了大中城市副食品基地与市场间的活鱼(虾)运输困难。船用活鱼运输装置(1986年),具有增氧、水净化和保温功能,可连续运输20小时以上,鱼的成活率大于90%。2003年,海水活鱼运输技术及装备研究在福建完成。 五、工业化养鱼 工业化养鱼技术是养殖业现代化的标志。工业化养鱼首先要解决养殖水质问题。1980年代,我国开始与集约化养殖技术有关的装备及系统配置的研究工作。这一时期的研究重点是为养殖机械化作配置研究。静水高密度养鱼机械化(1981年),创造性地开发出一种较简单的高密度养殖模式,室内单产折合亩产可达15000 kg以上。全人工高效益机械化养虾技术(1988年),研究了对虾养殖池的机械配置、水质处理及科学管理,初步建立了一整套利用机械化手段达到对虾高产养成技术模式。大规格对虾苗种高密度培育技术及设施(1990年),为中国对虾的工厂化育苗提供了基础。在这些项目的研究过程中,从设备开始到系统集成,逐步为1990年代开展集约化、工厂化养殖系统研究打下了基础。 1990年,国内第一个600吨规模的工业化养鱼场工程在中原油田建成。该工程以当时国内首创的生物包净化技术,采用水净化、养鱼合二为一的一元化生态系统, 形成封闭循环流水养鱼模式,年产量达100 kg/m2。这种节水型密集养殖模式特别适合于缺水地区发展水产养殖业。 1991年我国第一套中试规模的工业化鱼菜共生系统研究项目在上海通过专家鉴定。该项目将水栽培蔬菜的种植与集约化水产养殖系统相结合,利用植物的根系吸收水中的硝酸盐,达到水净化的目的;2000年,利用该技术在苏州西山国家农业示范园设计了2 000 m2的鱼菜共生示范工程。 除了上述工程性项目外,为工业化养鱼技术配套的相关设备的开发研究也取得进展,主要成果有:依靠微生物和生物酶达到净化水质作用的水净化机(生物转盘)(1981年);鱼池加热器(1985年);自动投饲机(1987年),采用吹风出料方式,投饲距离约4 m;采用臭氧技术的电子水质净化机(1988年);水质净化杀菌装置(1992年),利用臭氧的强氧化作用,结合活性炭吸附作用,实现对养殖水体消毒、去污、杀菌的目的。 高密度集约化养鱼系统的开发对主要水质指标的在线监测技术提出了迫切需求。2001年完成的养殖水体多参数在线监控系统可对养殖水体的多个理化指标,如温度、盐度、溶氧、pH、氨氮、氧化还原电位、亚硝酸盐、硝酸盐等进行自动监测、报警,并对水位、增氧、投饵等养殖系统进行自动控制。2004年完成的水产工厂化养殖多环境因子的远程集散监控系统,除对重要环境因子进行自动监测和控制外,还采用专家系统和图像处理的方法对鱼病进行自动诊断和早期预报。本世纪开始,渔业生态环境保护越来越受到重视,国家有关部门对工厂化养鱼系统技术和循环水技术研究的支持力度越来越大,通过国家项目的实施,取得了不少研究成果。目前掌握的工厂化循环水养鱼(繁育)系统技术能够通过物理和生物等技术手段对海、淡养殖污水进行净化处理,处理后的水基本上可以回用,达到节水、环保的目的。总体研究水平处于国内领先地位,部分研究成果已达到国际先进水平。比较有代表性的研究成果有: 工厂化养鱼关键技术及设施(2003年),在微滤机控制、分子筛制氧机、多点在线水质自动监测系统和新型活性功能填料等方面的研究均有创新,水循环每2小时一次,水利用率95%。循环水工厂化淡水鱼类养殖系统关键技术(2005年),研制开发了系统化的水处理设备,尤其在悬浮颗粒去除技术、高效生化反应器等关键技术的研究方面取得显著进展,水循环率达到96%以上。该成果获得2006年上海市科技进步一等奖。工厂化鱼类高密度养殖设施的工程优化技术(2007年),以高效生物过滤净化技术及装置研究为主,建立封闭式海水养殖循环水处理系统。鱼类全人工繁育控制系统(2008年),创建了适合我国国情的鱼类繁育环境全人工控制系统,项目整体上处于国内领先水平。冷水性鱼类设施渔业养殖技术(2008年)突破了低温下水产养殖废水氨氮处理技术关键,氨氮氧化去除率达到45%。纳米材料应用研究是一个新兴的研究领域。纳米材料的渔业应用和技术(2005年),自主开发了一体化纳微米过滤净水技术,形成一个纳微米过滤设备养鱼模式,开创了纳米材料技术在渔业科技中系统应用的先河。 六、深水网箱 深水网箱是海水养殖从内湾浅水向开放性水域发展的关键装备,必须具备能抵抗恶劣海况的抗风浪、抗水流能力。1998年,我国海南省率先引进挪威HDPE重力式大型深水抗风浪网箱,其显著的经济效益和社会效益引起养殖业的高度重视,国家支持项目随即启动。虽然我国在深海抗风浪网箱方面的研究起步较晚,但通过“九五”、“十五”国家科技攻关项目,已经取得了多方面的技术突破,已先后研制出浮绳式、HDPE重力式、金属框架重力式、碟式和多层结构鲆鲽类潜式等多种形式的抗风浪网箱,其中HDPE重力式网箱发展最快,对该型网箱的研究也相对比较深入,并以较快的速度实现引进消化及国产化推广。目前国内已有多家企业根据水域特点,生产HDPE重力式网箱及钢质全浮式升降网箱,形成了独有技术,工艺和结构已接近国外产品。目前已在浙江、山东、福建、广东、海南等多个沿海地区建立了十多个抗风浪网箱养殖示范基地,网箱数量达4000多个。抗风浪深水网箱研究成果的推广,对于改造传统网箱养殖业,加速海水养殖增长方式的转变,拓展海水养殖的发展空间,以及引导渔民转产转业和增收都具有重要的意义。 深海抗风浪网箱(2004年),是较早研制的HDPE双管圆形深海抗风浪网箱,网箱周长可达50 m,最大养殖水体2380 m3,单网箱可养鱼15~20 t。在高海况和1 m/s流速海况条件下,可保证网箱系统和养殖鱼类的安全。该项目在抗风浪网箱材料选择和性能试验等研究方面具有创新性,并且发展了离岸工程化生态养殖这一海水养殖新模式。深水抗风浪网箱养殖技术与设施(2005年),解决了网箱国产化生产技术和相关的网箱工程设施及控制技术,增强了对养殖条件的人工控制能力,实现了网箱工厂化生产。成果获2005年中国水产科学研究院科技进步一等奖,2007年中华农业科技进步二等奖。鲆鲽类网箱离岸养殖设施技术(2006年),具有较强的抗风浪、抗潮流性能,具有良好的推广价值。南方冷水性鱼养殖网箱(2007年)以冷水性鱼(俄罗斯鲟、杂交鲟等)为对象,使鲟鱼在南方水库度夏存活率达到了100%。第三部分 渔业装备与工程技术发展趋势81 一、国外发展现状 1.养殖装备及工程 国外水产品养殖总量都远不及我国,但先进国家养殖业的产业化程度要出我国许多,养殖形式主要是循环水工厂化养殖和网箱设施养殖,装备及设施技术较为先进,工业化程度更高,信息化技术已有相当程度的应用。由于西方发达国家在养殖业的食用安全、水资源利用、环境影响等方面有严格的要求,其社会经济和生产力水平较高,体现在养殖装备与工程上,主要表现在系统技术的完备性和组合水平上。工厂化养殖系统,从对输入的水、鱼种、饲料的控制开始,经可控的水循环系统,程序化、自动化、数据化操作的生产系统,到输出产品鱼的质量控制、污染物的处理等,在高效、可控制、无污染方面达到了相当高的工业化水平。其中关键的水循环及排放处理关键技术,围绕着物理过滤、生物过滤等主要技术内容,循环水技术可达到零换水的水平,对水资源的需用量和废水的排出量都达到很低的指标。一些新的技术或方法已成功地应用于养殖工程系统中,如生物反硝化技术、植物共生技术、微藻共生技术、养殖专家系统等,达到了较高的系统配置和应用水平。海上网箱养殖设施系统,发展于不同的生产要求和水域条件,主要有挪威海峡大西洋鲑养殖系统、美国、日本抗风浪网箱养殖系统、金**鱼网箱养殖系统、拖弋式网箱、游弋式网箱养殖系统等。拖弋式网箱可用于养殖对象区域性转移,如围网捕捞金**鱼由捕捞海域向养殖区域的转移等。游弋式网箱可将 “网箱” 封闭航行,能经常变换养殖位置,选择理想水域、避免海域污染。各类的优点在于包括网箱结构、现代化操作管理手段在内的系统技术有相当高的配置水平和应用效果,如鱼类监视、环境监测、机械化操作等,非常适合于产业化生产管理的要求。 2.远洋捕捞装备 世界海洋渔业先进国家大型作业船只的装备和助渔仪器具有一定的先进性和系统配套上的完整性,如大型围网作业机械、延绳钓机、鱿钓机械等,作业性能、自动化程度、工作稳定性等都达到相当的水平,是国内远洋捕捞企业必用的配备。国际海洋渔业进入仪器捕鱼的瞄准捕鱼时代,主要以小型船用雷达、无线电通讯、水平探渔仪、网位仪、曳纲长度计和张力计,以及拖网作业状态控制系统等为代表,实现了全球性、全年的、大规模的工业化生产。 3.水产品加工与流通装备 由于经济水平和饮食结构的因素,发达国家在水产品加工与流通方面具有相当高的应用水平和装备技术水平,主要体现在鱼、虾、贝类自动化的处理机械和小包装制成品的加工设备等方面。自动化的处理机械,包括清洗、分级、(鱼体)开片、去皮(壳)、冻结等流程化工序,具有处理效率高、质量稳定、数据化管理等优点,可向市场提供各种优质、方便加工的生制品。制成品加工机械包括各类适合消费者习惯和口味的小包装熟制品、熏制品、炸制品、鱼糜制品、生食制品等,技术手段多、品种丰富,为大规模的产业发展提供关键支撑。水产品流通装备的技术水平在于快速流通和低温保障上,从鱼离开水面开始,鱼体的保温、保鲜措施、鱼市场的电子交易、集装箱化转移、冷藏运输等,形成流程化的系统,确保每一类的水产品到达预定的市场位置时具有稳定的质量。 二、发展趋势 渔业装备及工程科技的发展将顺应我国渔业未来发展的趋势及其对渔业装备现代化的要求,借助社会科学技术的发展,在现有技术水平 上,有重点地进行应用技术研究、高新技术突破和常规技术升级,以期有效地推动我国渔业现代化的发展。 养殖设施及装备方面。无污染、低消耗、有投资回报效益、保证食用安全等将是未来养殖设施及装备科技发展所追求的目标。工厂化养殖设施及装备将越来越注重于生产系统的节水、节能和达标排放,追求投资回报率将引导系统技术水平不断升级,主要品种标准化生产模式及养殖专家软件系统将是规模化生产的主要支持手段。池塘养殖和内湾网箱养殖生产系统将注重设施化与生态化的结合,注重设施与生态、设备的结合,在健康养殖的前提下提高生产的集约化程度,减小对自然水域环境的影响。随着新技术、新材料的运用,深水网箱养殖设施包括生产的各个环节配套将更为全面,达到安全生产和操作方便的要求,更利于产业化生产。海上养殖设施技术的研究还会向更新的形式发展。 远洋捕捞装备方面。有利于国际性渔业生产竞争,有利于保护渔业资源的选择性捕捞,将是捕捞生产对装备及其工程化技术的基本要求。捕捞装备将逐步实现国产化,中国在世界船舶、机械制造业的优势将为远洋渔船自主建造提供基本条件,市场对国产化的要求将会促使科技工作迎头赶上。随着社会科技水平的迅速发展,在现有声纳技术、GIS技术、GPS技术的平台上,有助于选择性捕捞、准确性渔政管理的助渔仪器将会有越来越大的发展需求,达到相当高的水平。 水产品保鲜、加工与流通装备方面。随着社会的现代化进程、国际贸易的竞争日益激烈、产业竞争优势由劳动密集型向质量、技术密集型的提升,水产品保鲜加工与流通装备将有很大的发展空间。高效的鱼(虾、贝)类处理装备将替代人工为水产品加工业的规模化、产业化发展提供基本手段。水产品精深加工、综合加工及质量保证的装备技术将不断提高。为适应不断增加的市场需求,生产各类制成品的技术及装备将日见丰富。水产品流通技术也将随着现代物流业的发展形成独特的体系。 三、国家与产业发展需求 党的十七大报告,提出了“统筹城乡发展,推进社会主义新农村建设”的发展要求,指出“解决好农业、农村、农民问题,事关全面建设小康社会大局,必须始终作为全党工作的重中之重”。发展现代农业总的思路和目标是:用现代物质条件装备农业,用现代科学技术改造农业,用现代产业体系提升农业,用现代经营形式推进农业,用现代发展理念引领农业,用培养新型农民发展农业,提高农业水利化、机械化和信息化水平,提高土地产出率、资源利用率和劳动生产率,提高农业素质、效益和竞争力。 渔业是农业的重要组成部分。大力发展渔业,是开拓新的农业资源、增加食物总量、保障国家粮食安全的重要措施。我国渔业正处在从传统渔业向现代渔业的转型期,实现传统渔业向现代渔业的跨越,是新时期渔业发展面临的一项长期而艰巨的任务。现代渔业是相对传统渔业而言,遵循资源节约、环境友好和可持续发展理念,以现代科学技术和设施装备为支撑,运用先进的生产方式和经营管理手段,形成农工贸、产加销一体化的产业体系,实现经济、生态和社会效益和谐共赢的渔业产业形态,可持续发展是现代渔业发展的基本前提。 当前渔业实现可持续发展面临的主要问题包括:海洋捕捞资源衰退与生态修复的问题;渔船装备陈旧与安全、节能的问题;养殖模式落后与健康养殖、资源节约、环境友好的问题;水产品加工产业链过短与深加工、机械化加工的问题;渔业生产方式转变与生态化、精准化、数字化、智能化的问题等,这些问题都与渔业装备与工程技术水平有关,本质上也反映了渔业现代化进程中,实现工业化之必然要面对的问题。 水产养殖模式转变,需要发展符合“健康养殖、资源节约、环境友好、高效生产”的要求。池塘养殖模式,需要通过设施化和机械化水平的提高,保证养殖水环境,提高生产效率,节约养殖用水,控制副营养物质的排放,修复养殖环境生态,达到“以水养鱼”的集约化高效生产的要求。海上网箱养殖需要顾及水域环境生态,向外海发展,提高设施及装备的可靠性和操控性。工厂化养殖需要在水循环利用、节能、成本控制等方面进行系统优化和适用模式构建。养殖生产的机械化、数子化水平需要进一步提升。围绕着水产饲料蛋白质资源保障,需要新型蛋白质原料开发的技术及装备。 海洋捕捞装备需要提升机械化水平。近海捕捞需要发展节能型标准化渔船,以提高燃油利用效率、降低生产成本,提高选择性捕捞的能力,发展玻璃钢渔船。远洋捕捞需要提高船舶及装备的现代化水平,实现大型围网、拖网、延绳钓捕捞装备的国产化,提升资源探捕、渔场判断的能力。 水产品加工的机械化水平需要进一步提升。以大宗水产品种,尤其是养殖品种为对象,需要发展水产品综合加工设备,提高机械化水平和质量控制能力,为规模化生产、工业化加工提供装备保障。 四、拟解决的关键技术问题 1、水产养殖工程领域 (1)池塘生态养殖方面。池塘养殖生态系统物质与能量流动模型构建;池塘养殖水循环利用与排放控制;池塘底泥高效清除与再利用;生态化、机械化、智能化养殖可持续养殖模式等。 (2)工厂化循环水养殖方面。循环水养殖系统物质与能量流动模型;高密度循环水条件下养殖对象的反应机制、养殖生境构建边界条件、饲喂策略;工厂化养殖专家系统;养殖设施工程经济性;养殖设施建造与运行规范。 (3)改进、提高现有的各类网箱制作技术和工艺,重点为强流下网衣的漂移和有效容积保持;包括网衣水下清洗技术及设备、夜间警示装置、鱼类起捕设备、网箱养殖监测系统等配套设施的研发;高强度网衣新材料和网衣防污损材料的研发;网箱产品的安全性能的研究;深水网箱的动态仿真、与实际结合的理论研究修正等。 2、水产捕捞装备领域 (1)中小型玻璃钢渔船设计、建造规范与施工工艺标准化体系的完善;渔船船型优化、船机桨优化匹配以及主机余热利用、节能机电产品集成应用等节能关键技术;标准化系列渔船设计与装备系统集成关键技术。 (2)负责任捕捞渔具渔法动力模型构建以及与捕捞设备参数合理匹配关键技术;远洋渔船捕捞装备机电液集成与系统可靠性问题;依托现代助渔与导航仪器的海洋精准捕捞、船位实时监控、海上遇险互救和数字化海洋渔业管理系统的关键技术。 3、水产品加工装备领域 (1)大宗水产品物流设备系统。研究物流设备系统,包括鲜活水产品运输保活、休眠唤醒和储运冷链等关键技术;水产品原料品质与规格快速判别装置;捕捞低值鱼、养殖对虾鲜度指标数字化技术;品质等级及判别标准制定;智能化原料品质、规格判别;品质与规格信息化等。 (2)鱼糜高效分离技术与关键设备。捕捞低值鱼、养殖淡水鱼等鱼糜加工工艺及设备创新;开发新型分离设备;鱼糜高效加工与节水、减排技术集成;鱼糜制品油炸、蒸煮设备优化,研究适度油炸(蒸煮)、油(水)质控制技术等。 (3)海珍品规模化加工装备:海参、鲍鱼柔力分级技术;海参活体运输技术与干制品复水技术;海参规模化加工成套设备研发;蒸煮、干制、腌渍加工关键设备等。加工副产品综合加工技术与关键设备:虾头油、水和固形物高效分离技术与设备;虾油精制技术与设备;虾头蛋白质等营养物质用于食品等。 五、主要研究方向和研究重点 1、资源节约型水产养殖装备与工程技术 (1)养殖环境智能控制装备技术 以提高养殖系统水资源、饲料资源利用率为目标,以自动化、数字化技术为平台,开展养殖环境智能控制技术研究,构建水产养殖数字化技术体系;开展养殖水质信息采集关键技术研究,研究不同养殖模式水质综合指标分布规律及监测点采样方法优化技术、模糊判别技术,开发水质智能预警系统;研究池塘系统分布式控制集成技术,提高养殖工况系统控制的准确性和可靠性;研究溶解氧精准控制、饲料精准投喂技术与系统装备,提高循环水养殖系统氧利用效率与饲料利用率。 (2)工厂化养殖工程技术 开展工厂化循环水养殖工程在硝化反应模型、硝态氮转化模型、旋流积污水动力特性、纯氧增氧特性等的基础理论研究,构建海水、淡水及冷水鱼工厂化养殖系统模型,解决其中的关键工艺、技术和装备;开展全人工条件下养殖技术研究,开发养殖专家系统与精准投喂技术,形成自动化、智能化控制系统技术;开展工厂化养殖室外生态设施净化技术与室内循环水净化技术的结合研究,构建适应国情的低投资、低运行成本的经济型循环水集约化养殖设施模式。 (3)池塘养殖生态工程技术 针对我国大面积养殖池塘在健康养殖、水资源利用、富营养物质排放等方面存在的突出问题,开展池塘集约化养殖生态控制系统技术研究,构建不同养殖区域以人工湿地、水生植物、好氧反应等为主的低生态位能量吸收模型,以达到水质优化、循环利用和排放控制的目的;开展池塘“测水养殖”专家系统与精确投喂技术研究,构建池塘养殖系统数字化、智能化技术平台;开展池塘设施结构与构筑物标准化技术研究,优化池型和给排水管渠等,以提高土地利用率和设施系统建设的工程经济性;开展池塘清淤与底质微生态修复技术研究,开发池塘淤泥有效处置和肥料化利用技术,养护底质生态,解决鱼塘短时间老化的问题;开展传统养殖池塘生态工程化改造技术研究,形成改造设计规范。 2、渔业节能技术与应用 (1)渔船节能技术 以降低渔船能耗为目的,开展渔业船舶工程系统节能技术与集成应用研究,重点研究主要作业渔船船型节能优化技术,构建标准化船型,设计渔船专用船型软件;开展船机桨优化匹配技术研究,提高不同作业船型、作业工况主机推进效率;开展主机余热再利用技术研究,开发余热制冷关键技术,提高能源利用率;开展船用机电产品、新能源利用等节能技术的集成应用研究,解决高新节能技术应用于渔业的共性技术问题,提高渔船节能的系统水平;研究渔船节能标准化技术,构建节能型渔船设计规范。 (2)养殖设施节能型装备与工程技术 以提高养殖设施系统运行能耗为目标,重点开展节能型关键设备与系统集成技术研究,以无动力筛过滤技术、气浮过滤技术、高效生物过滤技术、可再生能源调温系统,以及大流量、低扬程水泵为研究重点,降低养殖设施系统能源消耗水平;研究光-微藻-养殖容量能量模型,开发藻相工程化控制技术,降低系统能耗,构建节能型循环水养殖系统模式。 3、渔业安全生产保障装备与工程技术 (1)深水网箱精准养殖装备技术 以提高深海抗风浪网箱设施系统生产安全为目标,开展安全生产保障系统技术研究,重点研究深水养殖网箱抗风浪、抗潮流结构关键技术,提高深水网箱设施安全性能;研究不同海域、不同养殖品种专用抗风浪网箱结构与设计规范,满足海上多形式网箱养殖对装备适用性、安全性的要求;开发满足深水网箱海上作业特殊要求的自动投饲、水下监测、活鱼起捕、网衣清洗、废物收集处理、养殖工作船等系统化装备技术,构建不同海域网箱养殖数字化专家系统,为深水网箱的规模化发展提供可靠的设施保障。 (2)开放性海域养殖设施生产保障技术 开展开放性海域养殖设施安全构建与系统配套装备技术研究,为养殖业向外海发展奠定基础,重点研究海上养殖平台构建与系统装备技术,构建海上废弃石油钻井平台渔业利用系统模式;研究海上游弋式养殖装备技术,构建运输船改装海上养殖平台系统技术;建立开放性海域养殖设施安全操作规范和设备安全标准化技术,为维护我国海洋专属经济区权益提供技术支持。 (3)捕捞作业安全保障技术 以选择性捕捞装备技术实现为目标,开展自动化捕捞装备研究,重点研究捕捞装备、助渔导航仪器以及基于3S组网的海洋渔业信息系统技术,构建海上捕捞作业安全生产体系,降低捕捞生产风险,提高人身安全。以捕捞作业安全防护措施水平提高为目标,开展作业机械自动化控制技术研究,提高捕捞作业安全性。以提高渔港港区及相应水域防灾、减灾能量为目标,研究港区水域“防淤、减淤”控制技术、水域水质保护技术、水产品加工废水及废弃物处理技术等,构建捕捞作业安全保障技术体系。 4、渔业资源合理利用装备与工程技术 (1)选择性捕捞装备技术与远洋捕捞大型设备的国产化 以选择性捕捞设备与自动控制技术为目标,开展高分辨率水声探测技术研究,开发鱼群分辨水声探测、网情测定技术及装备,为改变盲目滥捕、破坏渔业资源的作业方式提供先进装备。以大型远洋装备国产化为目标,开发大型围网设备、金**鱼延绳钓装备,为提高远洋渔业的国际竞争力提供装备保障。 (2)大宗水产品加工装备技术 以提高大宗水产品出口加工机械化水平为目标,开展关键技术研究,重点研究水产品综合利用技术与装备,包括精深开发、鱼糜加工、废弃物综合利用、口味改进和低温脱水干燥等;研究物流设备系统,包括鲜活水产品运输保活、休眠唤醒和储运冷链等关键技术,为水产品升值加工提供装备保障。 六、“十二五”发展目标 在池塘养殖设施、工厂化循环水养殖设施、离岸网箱养殖设施方面,形成完善的研究体系,突破关键关键性技术瓶颈,体现集成示范效应,使养殖设施模式符合“健康养殖、资源节约、环境友好、高效生产”的要求,通过技术推广,促进养殖生产方式的转变。在节能技术研究方面,实现形成主要作业渔船的船型优化与标准化技术以及渔船玻璃钢化技术,体现降低燃油消耗的集成示范效应,突破大型捕捞装备液压控制关键技术,使先进技术及装备的应用具有明显的节能效应,促进捕捞产业节能水平的提高。在水产品加工技术方面,围绕大宗养殖产品的综合加工,突破淡水鱼加工、海珍品加工关键技术,集成成套加工装备系统,使先进技术的推广应用有利于水产品加工产业化、规模化的发展,提升产品价值。81 渔船捕捞机械和鱼品加工机械标准体系建设研究浙江省渔业船舶检验局、浙江海洋学院、宁波捷胜海洋开发有限公司改革开放至今,我国海洋捕捞业得到了长足的进步和发展,逐渐摆脱了过去作业形式单一、船只装备陈旧、作业海域狭窄、产业配套匮乏的传统捕捞模式。尤其是近十几年来,远洋渔业发展迅猛,近2000艘远洋渔船驰骋在四大洋,这对我国渔业企业、造船企业、捕捞设备与渔具配套企业提出了更高的要求。本文通过对国内外渔业捕捞机械和渔品加工机械的现状和发展状况的研究,提出未来若干年内我国应建立和完善的渔业捕捞机械和渔品加工机械的标准体系。1国外捕捞机械与鱼品加工机械发展现状1.1国外捕捞机械发展现状当今国外的拖网和围网渔船已经逐步向大型或特大型方向发展,但由于拖网作业对渔业资源的破坏较大,一些渔业发达国家已经禁止使用近海拖网作业,大力发展深水拖网、围网船和钓捕船进行中上层鱼类资源开发已成为趋势。另外钓船也占有一定的比例,一般以中小型船为主。无论是大型还是中小型渔船,一般都配备了先进的捕捞装备和助渔导航电子设备。围网、拖网捕捞装备一般都采用先进的液压传动与电气自动控制技术,设备操作安全、灵活,自动化程度高。绞纲机拖力达到100吨多,速度快,效率高。1.1.1国外拖网捕捞机械发展现状国外大型拖网船,其总长达到140m多,宽18m多,航速达17kn,鱼舱容积达11320m3,主要进行中上层拖网;作为主要起网机械的绞纲机的81 单根曳纲的绞拉力可达到8~10t,绞拉速度达到140m/min,放网速度要达到200m/min,作业深度要求达到3000m以上。拖网捕捞装备都采用先进的液压传动与电气自动控制技术,设备操作安全、灵活,自动化程度高。德国渔船用45m标准鳕鱼拖网,以3.0~4.5kn拖速作业时,最大拖网深度达到1200~3000m;波兰渔船用P26/30标准鳕鱼拖网,以3.2kn拖速作业时,最大深度可达1500~3500m。所以,国外大型拖网渔船,可以在世界各地大陆斜坡范围内作业。1.1.2国外围网捕捞机械发展现状远洋围网捕捞是当前许多远洋渔业发达国家的主要作业方式,其捕获量和渔业经济贡献率占到了近70%。20世纪70年代以来,海洋渔业发达国家的围网渔船注重向大型化和现代化发展。美国、日本、挪威、德国、加拿大等国普遍采用航程远、功率大、航速快的大型围网渔船,船长一般都在70米以上,主机功率不低于2800KW,航速超过15kn。其主要特点有:⑴围网网具规格不断增大,长高比值明显下降,主要捕捞上层大型鱼类,增加有效的捕捞深度。如:美国金枪鱼围网,网具长1500~2000m,网高210~260m,重30t;挪威金枪鱼围网,网长1500m,网高200m,重25t。⑵大型围网渔船所配备的捕捞设备的机械化和自动化程度越来越高。如:美国为了在太平洋、大西洋、印度洋等水域适应捕捞鲣和金枪鱼的围网作业,安装了先进的捕捞设备。1l00t级船上备有各种捕捞机械16种21台,均采用液压传动和集中控制,整个捕捞过程只需6人;日本116t级围网船上有各种机械21~24台,达到了高度机械化;挪威围网船采用三滚筒式起网机,安全可靠,在7~8级风浪时仍可作业,捞取250t渔获物只需30min左右。⑶部分部件采用高强度铝合金制作,使机体重量大为减轻。如美国LINDGREN-PITMAN公司设计的滚筒式起网机大部分材料采用高强度铝合金制作与国内同类起网机相比重量减轻了一半以上。⑷关键渔机能力强,如围网绞纲机,美国2000t级围网船绞纲机拉力390kN;日本499t级围网船绞纲机拉力为225kN;挪威768t级围网船拉力为390kN。⑸国外先进的围网船上装有多种辅助捕捞机械,除了与国内围网船类同的绞纲机械外,主要还有起网机、舷墙滚轮、吸鱼泵等。不同国家的围网船上,还配备一些有特色的专用设备,如在日本中型围网船上,普遍使用船尾绞网机和理网滑车系统;81 挪威围网船则较多使用三滚轮起网机。另外,目前在俄罗斯、秘鲁、日本、加拿大、丹麦、冰岛、挪威、法国,美国等国家都或多或少地使用了吸鱼泵。挪威的船用吸鱼泵重350kg、扬程15m、鱼水混合密度33%、吸水能力每小时60t。对30~50cm长的鱼类损伤率不超过5%~7%。1.1.3国外刺网捕捞机械发展现状国外单船式刺网渔船总长在40m以下,主机功率不超过300kW,每船带网60~150片。日本近海鲑鳟鱼流网船多采用金枪鱼钓船、底拖网船、秋刀鱼舷提网船、鱿鱼机钓船兼作。其船舶总吨为30~60t,主机功率为150~250kW。有些流网渔船已装有专门化的系列机械设备,包括带网纲自动调节装置、起网滚柱、起网绞机、盘网机和抖鱼机等,实现了流网作业的半自动化和自动化。1.1.4国外钓捕机械发展现状国外的钓捕设备以自动钓为主。国外的鱿鱼钓机以日本的“三明”、“东和”和韩国的“LG”最为典型。如日本的“三明鱿鱼钓机”的作业水深范围在0-999m,升降速度10-100r/min,电机采用600W的永磁式直流马达,有16回路、24回路、32回路等几种,具有电脑记忆数据功能,记忆数据组可达20组;而韩国LG鱿鱼钓机的记忆数据组甚至达到30组。日本的水上集鱼灯泡已经发展到4000W,韩国发展到3000W,水下集鱼灯泡一般使用的是5000W功率。金枪鱼延绳钓作业渔船匹配了全套自动化延绳钓装备,主要由运绳机、自动装饵机、自动投绳机、干线起绳机、支线起绳机等组成。延绳钓机设备主要由日本、美国、挪威、澳大利亚、韩国、中国台湾等研发和制造。如挪威MustaAutolineSystem自动钓系统,最多可配备6万把钓钩,并实现了自动起放钓。日本金枪鱼延绳钓作业方式及捕捞设备种类比较多,设备操作较复杂,但设备配置及布置比较灵活,自动化程度高。81 1.2国外鱼品加工机械的发展现状1.2.1国外鱼品加工机械的研究现状与发展趋势1)保鲜技术装备。国外普遍采用微冻保鲜、气调保鲜等技术装备。2)鱼类处理机械。国外发达国家鱼类处理机械发展较快,在洗鱼、分级、去鳞、去头、剖腹、去内脏等各个环节都已实现了机械化处理,有的甚至应用了微机技术,能自动调整刀的位置、切入深度,以达到较高的出肉率。3)鱼糜制品机械。包括采肉机、漂洗机、脱水机、精滤机、混和机、擂溃机、充填机、成型机和高温高压杀菌装置。日本比较重视发展鱼糜制品机械,很多装置用电脑控制,自动化程度高;为适应方便、调味等小包装制品的需要,真空包装机和气体置换包装机已有系列产品。4)贝类壳肉分离装置。国外普遍使用的是加热后通过机械冲击、振动式脱壳机。5)藻类加工。在藻类加工机械方面,日本已有紫菜切碎、洗净和自动制饼等成套设备,并配有自动装帘、叠帘和剥饼等机械,形成自动化生产线;海带的加工综合利用机械,除切丝机外,在工业制碘、制胶方面已有切碎、过滤、计量配料、脱水、造粒等成套专用设备。1.2.2国外鱼品加工行业的卫生安全技术标准发展现状1969年,隶属于联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)的国际食品法典委员会(CAC)制定了《食品卫生通则》,作为推荐性标准,提供给各国以促进国际食品贸易的发展。在此通则的影响下,各国对应的法规、标准相继发布并强制实施,以保证水产食品的质量和安全。其中影响显著的有:欧盟于1991年7月发布的两个指令《活双壳贝类生产和投放市场的卫生条件规定》(91/492/EEC)和《水产食品生产和投放市场的卫生条件的规定》(91/493/EEC);美国在1995年12月发布的联邦法规《水产食品加工与进口的安全卫生的规定》(21CFR,Part81 123&1240);加拿大在1992年开始强制实施的《水产食品质量管理规范(QMP)》等。其中,《鱼类及其他水产食品操作规程》已经于2005年正式发布,所列标准从技术角度提供了水产食品生产、贮存以及在船上和岸上处理过程中应注意的基本事项,也涉及到水产食品流通环节如批发和销售等有关事宜。目前,HACCP(HazardAnalysisCriticalControlPoint)实施危害分析与关键控制点体系已成为世界上最权威的食品安全控制体系之一,它的主要目标是使食品企业生产加工出符合质量标准要求的食品。已经被多个国家的政府、标准化组织或行业集团采用,或是在相关法规中作为强制性要求,或是在标准中作为自愿性要求予以推荐,或是作为对供方的强制要求。2国内捕捞设备与鱼品加工设备发展现状2.1国内捕捞机械发展现状国内的捕捞装备主要是围绕渔船作业方式来匹配的。目前国内渔船的作业主要是:拖网、围网、流网、张网、延绳钓、鱿钓等作业方式。拖网以底拖网为主,围网以中小型围网为主,流网和张网以群众性渔船为主,延绳钓以金枪鱼延绳钓和延绳笼为主,鱿钓主要以远洋作业为主。其中大型流刺网和底拖网对渔业资源的破坏较严重,应限制数量或逐渐淘汰。目前我国绝大部分作业渔船船龄都较长,其配备的捕捞装备和助渔导航等设备都相对落后。拖网作业的捕捞设备绞纲机,虽然已采用液压传动技术,但在控制技术方面和自动化方面的技术水平还相对落后,产品规格也相对较少,目前国内制造的最大的拖网液压绞机的规格为2×80kN/100min,350kW,为中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所于2000年研制的产品,但适用于更大型拖网渔船的绞纲机,国内尚处于研制开发阶段。我国自行设计的围网船主机功率基本都在1000hp以下,其中群众性围网船主要以小型灯光围网渔船为主。我国围网作业的捕捞装备主要为:绞纲机、动力滑车、舷边滚筒、尾部起网机、理网机等;多滚筒的围网起网机虽已研制成功,但由于作业习惯的原因而难以得到推广。金枪鱼延绳钓和鱿鱼钓作业渔船的捕捞设备主要依赖进口,国产的延绳钓机和鱿鱼钓机在可靠性等主要性能上,还不能很好地满足远洋金枪鱼钓与鱿钓作业的需要,81 国产化的延绳钓机设备仅有干绳起钓机。综合来看,我国渔船及捕捞装备的技术水平与渔业发达国家相比都还有很大差距。2.1.1国内拖网捕捞机械发展现状新中国成立以来,渔船的数量呈较快增长,其中拖网渔船占主要地位,我国传统的作业方式以近海底拖为主。随着拖网作业海区扩大,单艘渔船的总吨位和功率数不断增加,60年代建造的801型184kW混合式拖网渔船已从国有渔业企业中淘汰,而以291Gt,441kW的8154型渔船代之。80年代之后,随着近海渔业资源的衰退,作业区域向外海、远洋延伸,带动了拖网渔船向大型化发展。拖网渔船主要起网机械为绞纲机,其次为部分渔船安装的卷网机,还有船尾辅助绞纲机等。我国441~735kW拖网渔船绞纲机拉力为78kN,线速度约70m/min,能满足绞纲和吊网的要求,基本上为国内制造。我国用于中型拖网渔船的JYCFD4/70型中高压绞纲机卷筒空绳量2500m(φ22mm钢丝绳),能满足在水深500m海区单拖网作业的要求;双船拖网的作业水深一般不超过200m,因此也能满足要求。近年来,我国远洋深水拖网开始起步,所需求的拉力大于80kN的深水绞机,基本上为国外产品,以日本、美国和西班牙生产为主。目前国内已有企业与国外专业机构合作,开展这方面的研制和开发。2.1.2国内围网捕捞机械发展现状国内的围网网船主要配备了括纲绞机、起网动力滑车、跑纲绞机和网头绳绞机、变幅吊杆绞机等一定数量的捕捞机械设备,仅满足基本要求。括纲绞机每台的绞拉力25~30kN,绞收速度60m/min左右。绞拉力和绞收速度基本满足要求。国内的网船一般仅用动力滑车绞收网衣,使用中感到绞拉力和包角不够大,大风浪时有打滑的现象。新型的网船加装了船尾绞网机,基本解决上述问题。目前,我国远洋围网尚处于起步阶段,船型的发展也处于弱势地位,这是现阶段限制我国围网配套企业发展的重要制约因素。我国现有的围网主要有鲐鲹鱼光诱围网和大型金枪鱼围网,其中鲐81 鲹鱼光诱围网作业所需的各种捕捞机械以及小功率的诱鱼光源和各类小功率的配电电器已全部实现国产化;我国现有大型金枪鱼围网船19艘,而各类捕捞机械和网具全部为国外产品,国内尚无生产。因大型金枪鱼围网船的建造,代表着一个国家远洋渔业装备的整体水平。自2008年,国家将大型金枪鱼围网船列入国家“十一五”远洋渔业开发项目、国家863科技项目,并联合国内10多家科研机构与有一定实力的相关企业,在造船和配套上逐步实现国产化,相信在不远的将来,中国造的大型金枪鱼围网船与所有的装备将在世界各大洋航行、生产。2.1.3国内刺网捕捞机械发展现状我国沿海海洋刺网作业一般以小型渔船和机帆船为主,起网机械设备比较简单,机械化程度不高。这些渔船尚无专门的流网作业机械设备,一般只装有起网绞机。船舶总长度为12~24m,型宽3.0~5.0m,型深1.2~2.0m,主机功率9~135kW。2.1.4国内钓捕机械发展现状目前国内近海从事钓业极少,一般以远洋钓业为主,其中以鱿鱼钓和金枪鱼延绳钓为代表。在远洋鱿钓作业中,可分为手钓与机钓两大作业方式。手钓钓具由线架、转环、手钓线、手钓钩组成。机钓钓具由线轮、座根线、不锈钢丝绳、转环、机钓线、机钓钩、重锤线、重锤等组成。鱿鱼钓船在作业时还需配置集鱼灯具、鱿鱼钓机、海锚、尾帆等。集鱼灯具的作用是利用鱿鱼在生物学上的趋光特性,来诱集鱿鱼到钓船附近,以提高产量。海锚与尾帆的作用是用来稳定钓船,调节钓船在有海流作业时的漂移速度,保证钓线的垂直、平稳的起放。鱿鱼钓机是鱿钓作业中重要的捕捞设备,经过几十年的发展与完善,已经从单滚筒手摇钓机和机械控制的双滚筒自动钓机发展为电控型自动钓机及更先进的电脑型自动钓机,且从单机控制发展为集中遥控。81 具有放线、诱捕、起线、卷线和脱鱼等功能的自动钓鱿鱼机械,主要由绕线卷筒和安装在箱内的放线过载保护装置、防加速装置、缓冲装置、自动电脑程序控制装置、水深控制装置与自动换向装置等组成。目前国内根据船舶的大小不同一般配备16-50台不等。早在1997年,江苏、舟山等地的一些企业就尝试开发鱿鱼钓机。但因当时的国产电机无法满足作业工况等原因,这些项目最终都以失败而告终。目前,我国鱿钓船所配备的鱿鱼钓机全部从国外进口,选用最多的品牌是:KE-BM-1001型(日本海鸥)、MY-2D型(日本东和)、SE-58型(日本三明)和SE-81型(日本三明)。其中KE-BM-1001型和SE-58型钓机由于电控部分为一般的控制电路,称为基本型钓机;而MY-2D型和SE-81型鱿鱼钓机由于其电控部分是微机控制的,称为电脑型钓机。在机钓作业中还装有网托架和导线轮装置,网托架安装在钓船的船舷旁边,用来传导机钓钩中的钓钩与钓线,防止钓线、钓钩受船舷的磨损。导线轮安装在网托架的首端,用来引导钓线、钓钩的升降,防止钓钩扎网托架。金枪鱼延绳钓目前主要有两种:超低温金枪鱼延绳钓和水冰金枪鱼延绳钓。⑴超低温金枪鱼延绳钓是将钓获的金枪鱼第一时间用温度为-50℃---55℃的超低温库冷藏起来的一种作业方式,我国近10年来才开始陆续采用。2003年我国开始自行建造超低温延绳钓船,但所有的捕捞设备、动力系统全部从日本进口,冷冻系统也是以“进口为主,国产为辅”的合作模式在配套。由于新造船的数量有限、设备要求比较高,目前我国大陆尚无企业对超低温金枪鱼延绳钓船的渔捞设备有具体开发计划。超低温船有一些专用的甲板机械,其主要包括:放在主甲板上的扬绳机、浮球机、支绳机、输送带;放在驾驶室后绳仓上的理绳机;以及放在船尾部的投绳机和抛饵机。我国船只上的这类设备全部从日本的“泉井”与“北川”进口,国际上除了台湾有两家仿制企业外(生产的设备只在台湾籍船上有配备),尚无其他国家的企业进行开发与生产。在我国大陆,因为新造超低温船的数量太少、设备技术要求高、设备对于生产作业起致关重要等因素,所以国内企业暂时还没有考虑开发这类设备,这也是制约我国超低温船甲板机械设备国产化的重要因素之一。⑵水冰金枪鱼延绳钓是将钓获的金枪鱼用冰块保鲜的一种作业方式,随着近年来我国水冰金枪鱼延绳钓船的不断发展,每年出现一定数量的新造船,促使了国内企业开发滚筒式钓机。自2002年开始,国内就有企业开始研发这类设备,2003年国产第一台金枪鱼滚筒钓机装船使用,到2008年国内新造金枪鱼船基本上都选用了国产钓机来代替进口产品。81 2.2国内鱼品加工机械发展现状2.2.1国内鱼品加工机械发展趋势1)保鲜技术装备。我国曾研制成功各种系列的管冰机、片冰机以及船用平板冻结机和冷却海水保鲜装置等,较好地解决了渔获物海上保鲜问题,提高了鱼品质量。但对国外普遍采用的微冻保鲜、气调保鲜等技术装备方面还有待突破。2)鱼类处理机械。我国在研制鱼类处理机械方面较为落后,各类处理机械,有的尚未研究开发,有的虽已研制了样机,但未能推广应用。如洗鱼机,国产机型其结构原理基本上与国外相似,在用材和机械性能方面不如国外,目前仅少数地方采用。又如80年代开发成功的对虾分级机,除选材方面不如国外,其主要技术参数已接近日本同类产品,但至今未推广。再如我国早期研制生产的圆盘切头机,大部分采用人工喂料,生产效率低,操作人员劳动强度大,出肉率低,也未能普遍使用。总之在鱼类处理机械的研制方面,我国与国外相比,有相当大的差距。3)鱼糜制品机械。我国80年代后期,开发了新型的采肉机、精滤机、擂溃机、鱼糜漂洗、斩拌机、成型机等成套加工设备,其结构原理基本上与国外相同,但在机械的性能及寿命方面不如国外同类机型。提高我国鱼糜制品加工成套设备的性能(包括人造模拟食品加工设备)及其自动化控制水平的研究将成为今后的一个重要课题。4)贝类壳肉分离装置。国外普遍使用的是加热后通过机械冲击、振动式脱壳机。我国也已研制了毛蚶、蛏子脱壳装置,今后应重点研究扇贝、牡蛎脱壳采肉、灭菌工艺及设备,在尽量少损害其营养成份的前提下,提高成品率,并研制贝壳加工机械,以便充分利用贝壳富含的钙质,制成复合健康食品,补充儿童、老年人钙的不足。5)藻类加工。80年代后期,在引进消化国外技术与设备的基础上,我国也研究开发了全自动紫菜加工设备和海带切丝机,以及褐藻胶生产后处理方面的捏合机、脱水机、造粒机、烘干机等加工设备,主要技术性能指标均已接近或达到国外同类型产品水平,但在加工工艺材质方面差距较大。81 2.2.2国内鱼品加工行业的卫生安全技术标准发展现状长期以来,我国水产食品以鲜销为主,加工比率低,主要着力解决水产食品集中供应与长途运输的保鲜问题,水产食品安全问题没有凸显出来。与大多数发展中国家一样,我国水产食品加工总产量约占水产食品总产量的30%左右,水产食品加工技术相对落后,产业发展缓慢,在国民经济中所占的比重很小。因此长期以来,政府的注意力仅集中在水产食品的产量上,关注资源调查、发展捕捞或养殖生产,而忽视了水产食品安全问题。公众和政府机构对于水产食品安全的管理体系、法律法规体系、标准体系、质量监控体系、认证体系及技术支撑体系的建立与运行等一系列问题的重视程度不足,对其在国民经济及对外贸易中的重要作用认识也较晚。我国出口水产食品企业卫生有严格的监督管理,其相关的卫生设施以及实行状况,已经达到了较高水平。但内销水产食品企业的卫生状况堪忧,卫生设施不全,缺乏有效的监督管理,卫生质量较差。在水产食品的加工过程中,滥用添加剂是危害水产食品安全性的主要原因之一。我国水产食品加工行业仍然存在一些薄弱环节,如:现行的水产行业标准中大多为推荐性标准,标准体系不完善;水产食品加工企业的操作规范标准与基础技术条件低下;我国水产食品的安全监督体系落后,不能及时反映国内出现的水产食品安全卫生状况;缺乏完善的水产食品、渔用饲料、渔药与药物残留、水产食品养殖水域及其环境的监测和管理体系,不能完全与国际标准接轨;监督、检验、管理机构设备不足等等,这些问题严重制约了我国水产食品安全卫生质量的提高,很难跟踪国际水产行业发展的步伐,水产食品的质量时常出现问题。HACCP在国外已经流行多年,而在国内的水产加工领域则有待于推行和正确引导。3我国捕捞机械与鱼品加工机械发展方向与重点国外捕捞机械发展的主要特征是:集中控制,单机单用,实现捕捞操作机械化和自动化,大型渔船均采用环视驾驶室,集中遥控捕捞设备。国外鱼品加工机械发展的主要特征是:水产品保鲜已形成“冷链”81 ;保鲜用冰以片冰、板冰、管冰为主;冻结设备已实现自动化,自动平板冻结机,称重、进冻、出拣、脱盘、洗盘等均可自动进行;鱼糜制品机械已成系列成套产品,包括采肉机、漂洗机、脱水机、过滤器、擂溃机、充填结扎机、成型机和高温高压杀菌装置,已经采用电脑控制,自动化程度高;发展了综合利用低值鱼类和加工废弃物的浓缩鱼蛋白装置和湿法鱼粉加工设备;贝类脱壳装置仍是蒸煮后机械振动脱壳为主,已发展有液态氮、微波、红外、激光等鲜活贝类脱壳装置;藻类加工方面日本已有紫菜切碎、洗净,自动制饼成套设备,海带加工制碘、制胶方面已有切碎、过滤、计量配料、脱水、选粒等成套专用没备。我国捕捞机械的现状是:品种少,机械化、自动化程度差、普遍采用一机多用、功率低,以单机控制为主。我国鱼品加工机械的发展现状是:水产品保鲜还未形成“冷链”;保鲜用冰以片冰、板冰、管冰为主,逐渐取代了块冰;渔船上很少使用隔热舱和制冷、冻结装置;各类加工机械除紫菜加工机械外,均未能形成完整的生产线;从单机看,品种少,性能低,功耗大,自动化程度低,使用不普遍。因此无论是捕捞机械还是鱼品加工机械和国外先进水平相比有很大差距。必须建立适合我国国情的捕捞机械和鱼品加工机械的发展和重点。1.捕捞机械装备1)渔船捕捞机械装备现代化研究研究各种捕捞作业程序、工位、工况,开发适用的专用机械装备,提高海洋捕捞作业的机械化程度。从减轻劳动强度入手,进一步研究各种作业机械的操作联动,使捕捞操作从随机操作向集中操作、遥控操作发展;结合仪表信息反馈,实行机电一体化,逐步达到减员增效的目标。研究开发专用性机械,如:围网作业用的多滚筒起网机,舷边滚筒起网机;拖网作业用的卷网机,变水层拖网绞机,大功率深水绞机;金枪鱼钓船用的延绳钓起钓机,干绳卷收机,投放机等。在捕捞机械化水平进一步提高的基础上,开展以信息反馈、集中操作和程序控制为主要内容的捕捞作业现代化研究。2)滩涂贝类采捕装备研制近海贝类养殖业现在发展很快,而“好养难捕”81 的矛盾也日见突出,贝类采捕机械至今还几乎是一个空白,所以开展这方面的研究很有必要。重点研制黄泥螺、蛤蜊等贝类的采捕机械,从中增加对滩涂的认识,逐步深入,在滩涂机械方面找出发展的路子。3)活鱼输送技术的研究研究无损伤、无鳞片脱落、无应激反应的活鱼输送技术。2.水产品加工与保鲜1)淡水大宗水产品和海洋低值鱼以及上层鱼的综合加工利用技术及设备的研究,研究鱼类处理加工机械的自动化程度;鱼鳞、鱼头、鱼内脏加工综合利用的研究;鱼皮制革成套工艺及设备的研究。2)保鲜技术的研究将冰鲜保鲜、微冻保鲜、冷海水保鲜、气调保鲜技术用于陆上保鲜和省际鱼虾搬运上;对液态冰的成形机理与设备进行研究。3)鱼糜制品成套加工工艺与设备的研究对鱼糜成型的多样化、鱼糜制品凝胶强度的提高、模拟制品的形状等进行研究,提高设备的技术性能和自动化程度。4)调理与杀菌技术的研究主要解决小包装方便食品及塑罐食品的杀菌,既要达到杀菌效果,又要保持方便食品的原汁原味。重点研究解决温度和压力自动调节和锅体内热分布均匀性问题。4我国捕捞机械与鱼品加工机械标准发展情况和存在的主要问题分析我国的渔业机械的标准化工作起步于20世纪60年代,以产品标准为主。近年来在国家政策扶植下,在各级领导重视下,有了很大发展。在标准数量增加的同时,标准内容也不断拓展,从一味注重加工条件和性能参数的产品标准,开始逐步将重点转化为注重安全卫生的技术条件标准及检测方法标准。在制定标准的过程中也更注重采标,力求与世界水平接轨。我国渔业机械标准体系从整体属性上看,既有工业标准的普遍性又包含渔业生产的特殊性。目前的渔业机械标准体系存在如下问题。81 1)标准的适用性不强、覆盖面不广。目前的标准体系无论在时效性上还是数量种类上均不能满足市场和企业的生产要求。如鱿鱼钓机、鱼品加工机械在国内虽然未能形成规模生产,但进口的种类和数量在逐年增加,相应的产品标准和检测标准滞后。2)标准的先进性不强。现有的渔业机械标准基本是内向型产品标准,而非贸易型产品标准,这些标准比较强调企业组织生产的依据,考虑技术参数、生产水平较多,对市场和消费者需求变化考虑不够,质量安全技术标准及参数在产品标准中少有体现。根据标准体系建设发展的趋势和要求来分析,不少标准存在诸多缺陷,少数项目规定的指标也已落后或不适用,急待制、修订。3)企业采标率不高。在实际生产中,企业对标准的执行不够重视,企业采标率较低。4)标准的质量不高,科学性不强。现有的渔业机械标准在制定中缺少必要的调研、试验验证等环节,试验数据积累少,所定质量指标依据不够充分。不少制标单位对标准中的量化指标往往只是凭自己的经验或本单位实验室的试验数据便加以确定,没有广泛的调查研究,没有其他实验室的验证,更不考虑量化指标在实际生产中的适用性,从而造成标准发布实施后,量化指标的溯源性、重复性和权威性多有值得商榷的地方。5我国捕捞机械与鱼品加工机械应发展方向和修订建议5.1发展我国渔业机械标准体系的几点建议1)接轨国际标准体系作为渔业机械行业标准体系,没有可整体采标的途径,只能根据行业的实际需要,经常检索标准化国际组织,欧、美、日等国公共标准的目录汇编,跟踪他们的发展动态,制修订的行业标准尽量与国际标准接轨,以改善我国目前的标准体系。此外,还要积极参与国际标准的制、修订并提出有利于我国国情的建议。2)采用国际通用基础标准国际标准中最重要的是国际通用的基础标准,如导则、通用的参数系列、各种量的单位、通用的规则、通用的标识方法、通用的检测方法标准等,这些标准是进行国际交流的基本条件。这些标准是公开的,我们在制定行业标准应考虑等同采用。81 3)借鉴相关行业标准针对渔业机械行业工业化的特点,有相当部分内容可以与其他行业通用。如渔船专用机械可结合渔船特点,借鉴相关的船用机械、冷冻机械国际标准;鱼品加工机械可根据鱼品对温度、材质等具体要求采用食品加工机械国际标准等。另外还可关注我国台湾及东南亚地区由行业协会或学术团体起草制定的地方性或行业性法规中的相关内容。4)建立质量安全技术标准体系我国渔业机械行业标准在质量安全方面与国际标准差距较大。由于我国的劳动力相对便宜,渔业机械产品具有价格优势,在东南亚及东欧尚有一定的市场,与国际标准的距离,可能会影响渔业机械产品进出口贸易。所以我们需要加快研究进程,建立本行业的质量安全技术标准体系,在此体系指导下,有效地开展标准项目研究。5.2我国捕捞机械和鱼品加工机械的修订建议根据对本行业的跟踪调研,提出近几年急需制、修订的标准(见表1),供参考。表1:近几年急需制、修订的捕捞机械和鱼品加工机械标准序号标准名称修订说明1.渔船捕捞机械设备图形符号(SC/T6002-1986)修订1.渔船起重钢索滑车(SC/T8011-1994)修订2.渔船落地滑轮(SC/T8013-1994)修订3.渔船竖向滚筒(SC/T8014-1994)修订4.渔船导向滑轮(SC/T8015-1994)修订5.渔船吊杆SC/T(8018-1994)修订2.渔船吊杆承座(SC/T8019-1994)修订3.渔船吊杆千斤索拉环(SC/T8020-1994)修订6.渔船液压串联式绞纲机修理技术要求(黄海区)(SC/T8031.1-1994)保留4.渔船液压式绞纲机修理技术要求(东海区)(SC/T保留81 8031.2-1994)1.渔船尾部长滚筒(SC/T8039-2001)保留2.渔船手动拖网弹钩(SC/T8055-1994)修订1.渔船拖网弹钩滑车(SC/T8056-1994)修订3.渔船鱼舱绝热安装技术要求(SC/T8074-1994)修订2.渔船冰鲜鱼舱绝热结构形式(SC/T8075-1994)修订4.渔船液压串联式绞纲机安装技术要求(SC/T8091-1994)保留3.(渔船)2×2.5kN/42m电动绞纲机安装技术要求(SC/T8092-1994)修订5.渔船中高压液压系统安装、调试通用技术条件(SC/T8097-2000)保留6.《水产品加工质量管理规范》(SC/T3009-1999)修订7.多滚筒起网机安装技术要求制定8.舷边滚筒起网机安装技术要求制定9.卷网机安装技术要求制定10.拖网绞机安装技术要求制定11.深水绞机安装技术要求制定12.自动鱿鱼钓机安装技术要求制定13.延绳钓起钓机安装技术要求制定14.干绳卷收机安装技术要求制定15.投放机安装技术要求制定16.水产品保鲜储运设备安全技术条件制定17.鱼糜螺杆脱水机制定18.紫菜加工装备安全技术条件制定19.滩涂采捕装置安全技术条件制定20.鱼糜制品成型机通用技术条件制定21.烤鱼片加工设备安全卫生要求制定22.鱼类开片机安全技术条件制定23.洗鱼设备通用技术条件制定81 1.海带切丝机通用技术条件制定2.鱿鱼加工机械安全技术条件制定3.虾类剥壳机安全技术条件制定4.吸鱼泵安全技术条件制定5.电子钓鱼机检验方法制定81
此文档下载收益归作者所有