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關(guān)鍵詞:油清凈劑;烷基水楊酸鹽;工藝;性能
中圖分類號:TE624.82 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
0 前言
烷基水楊酸鹽是20世紀(jì)40年代初最早出現(xiàn)的油清凈劑之一,具有良好的高溫清凈性、酸中和能力、較高的熱穩(wěn)定性以及一定的低溫分散能力和抗氧化抗腐蝕性能,特別適合作為各種柴油機(jī)油的清凈劑。
傳統(tǒng)的烷基水楊酸鹽制備過程比較復(fù)雜。其制備過程主要分為原料烷基水楊酸的制備反應(yīng)及金屬化反應(yīng)兩大步,均系用烷基酚原料以柯爾貝-施密特(Kolbe-Schmidt)反應(yīng),在堿性介質(zhì)下(為此須先以NaOH等將烷基酚中和成烷基酚鈉)與CO2在5~30 kg/cm2壓力下及120~180 ℃范圍內(nèi)進(jìn)行羧基化反應(yīng)。所得烷基水楊酸鈉產(chǎn)物可以用硫酸或鹽酸酸化成烷基水楊酸,作為金屬化反應(yīng)的原料。由于強(qiáng)酸強(qiáng)堿的使用,對設(shè)備腐蝕性極為嚴(yán)重。
在獲得原料烷基水楊酸后,根據(jù)產(chǎn)品堿值的不同,其制備工藝也不同。一般來說,對于中性水楊酸鹽產(chǎn)品(正鹽)的制備主要有兩種工藝路線,即直接中和法(金屬氧化物或氫氧化物與酸直接進(jìn)行中和反應(yīng))與復(fù)分解反應(yīng)法(堿土金屬鹽與堿金屬鹽進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng));對于中高堿度的產(chǎn)品,先通過堿土金屬氧化物或氫氧化物與烷基水楊酸進(jìn)行中和反應(yīng)得烷基水楊酸鹽,然后通入二氧化碳與過量的氫氧化物反應(yīng)生成碳酸鹽作為堿性儲備,最終形成膠體結(jié)構(gòu)的清靜劑產(chǎn)品[1]。
因此,以烷基酚為初始原料來制備烷基水楊酸鹽共有五、六步反應(yīng),十余道工序,工藝十分復(fù)雜,導(dǎo)致生產(chǎn)成本過高以及環(huán)保問題嚴(yán)重。多年來,國內(nèi)外研究人員對烷基水楊酸鹽制備工藝做了不少改進(jìn)和完善,但主要集中在高堿度化工藝的優(yōu)化、水楊酸烷基酯水解及對水楊酸進(jìn)行烷基化等工藝的考察上[2-4],并未從根本上解決問題。
本研究以國內(nèi)現(xiàn)有的工業(yè)化產(chǎn)品烷基酚和氫氧化鈣等為原料,在引入特定表面活性劑的條件下,借鑒傳統(tǒng)水楊酸鹽的制備技術(shù),通過對中和反應(yīng)、羧基化反應(yīng)及高堿度化等工藝條件的優(yōu)化,制備出堿值達(dá)到160 mgKOH/g左右的中堿值納米級烷基水楊酸鈣鹽產(chǎn)品。與傳統(tǒng)工藝相比,該工藝過程不使用強(qiáng)酸強(qiáng)堿,可明顯減少生產(chǎn)工序,降低生產(chǎn)成本,同時(shí)產(chǎn)品各項(xiàng)使用性能均達(dá)到了調(diào)制高檔油品的要求。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 主要原材料理化性質(zhì)
研究中所用主要原材料理化性質(zhì)如表1所示。
1.2 主要試驗(yàn)方法
(1) 儲存穩(wěn)定性:將含10%單劑的油品在100 ℃烘箱中儲存7天,記錄其沉淀量。
(2) 冷凍蝕刻電鏡觀測法:將冷凍割斷器和樣品冷凍到液氮溫度(-196 ℃),置入真空噴鍍儀內(nèi),抽真空,當(dāng)殘壓達(dá)到0.004 Pa,溫度為-150 ℃時(shí),斷裂樣品,將樣品臺升溫至-90 ℃,保持10 min,進(jìn)行蝕刻,然后噴鉑復(fù)型,噴碳成膜,取出樣品,用二甲苯洗凈,銅網(wǎng)撈膜,于電鏡下觀察。
(3) 凸輪挺柱試驗(yàn):凸輪-挺柱模擬試驗(yàn)機(jī)與MS ⅢD、ⅢE臺架試驗(yàn)有一定的相關(guān)性。主要試驗(yàn)條件:凸輪軸轉(zhuǎn)速(1500±10)r/min;試油溫度(105±1)℃,油量300 mL;載荷(1176±5)N; 時(shí)間3 h。
2 研究結(jié)果與討論
2.1 新型納米級烷基水楊酸鹽制備工藝路線的選擇
研究中借鑒國內(nèi)外烷基水楊酸鹽的新型制備技術(shù),以烷基酚、氫氧化鈣等為原料,在特定促進(jìn)劑作用下,通過堿土金屬氫氧化物與烷基酚在一定溫度和壓力下直接反應(yīng)得到烷基酚鈣鹽,然后通入二氧化碳?xì)怏w,在較高溫度和壓力下進(jìn)行羧基化反應(yīng),得中性烷基水楊酸鈣產(chǎn)品[5-6],之后再進(jìn)行金屬化反應(yīng)得產(chǎn)品。整個(gè)反應(yīng)過程只需三步反應(yīng)即可完成,反應(yīng)式如下:
2.2 中和反應(yīng)工藝條件的考察
研究中對不同中和反應(yīng)壓力及溫度進(jìn)行了考察,結(jié)果如圖1所示。
結(jié)果表明隨著反應(yīng)壓力的增大,所得烷基酚鈣產(chǎn)品堿值呈逐步增大趨勢,當(dāng)壓力達(dá)到一定程度后產(chǎn)品堿值趨于穩(wěn)定;隨著反應(yīng)溫度的升高,所得烷基酚鈣產(chǎn)品的堿值呈先增后減趨勢,這是因?yàn)橹泻头磻?yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng),受熱力學(xué)平衡控制,溫度過高或過低均不利于反應(yīng)的進(jìn)行。
2.3 羧基化反應(yīng)條件的考察
研究中對羧基化反應(yīng)中各影響因素進(jìn)行了考察,結(jié)果見圖2。
結(jié)果表明,羧基化反應(yīng)溫度及壓力對產(chǎn)品堿值沒有明顯的影響,但不同溫度下,羧基化轉(zhuǎn)化率不同。這是因?yàn)閺耐榛逾}到烷基水楊酸鈣,無論羧基化反應(yīng)進(jìn)行與否,產(chǎn)品堿值都不會有明顯的變化,亦即產(chǎn)品堿值無法正確反映羧基化反應(yīng)的進(jìn)行程度,因此只有通過羧基化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率才能正確表征反應(yīng)的進(jìn)行程度。不同反應(yīng)壓力下,羧基化轉(zhuǎn)化率不同。隨著反應(yīng)壓力的增大,羧基化轉(zhuǎn)化率呈緩慢增長趨勢,但同時(shí)也增大了對設(shè)備的要求;隨著反應(yīng)溫度的升高,羧基化轉(zhuǎn)化率呈先增后降趨勢,但變化趨勢不甚明顯;隨著反應(yīng)時(shí)間的延長,羧基化轉(zhuǎn)化率逐步增大,但到一定程度后將趨于穩(wěn)定;同時(shí)發(fā)現(xiàn)中和產(chǎn)物放置一段時(shí)間后,羧基化轉(zhuǎn)化率有所降低,這是由于中和產(chǎn)物烷基酚鈣不很穩(wěn)定,放置后其活性降低所致。
2.4 高堿度化反應(yīng)條件的考察
高堿度反應(yīng)工藝在金屬清靜劑產(chǎn)品的制備中應(yīng)該說是比較成熟的工藝,然而直接以中性烷基水楊酸鈣代替烷基水楊酸來制備中堿值烷基水楊酸鈣產(chǎn)品,反應(yīng)過程不穩(wěn)定,產(chǎn)品堿值達(dá)不到要求,難以得到理想產(chǎn)品。這是由于中性烷基水楊酸鹽與烷基水楊酸相比,其活性較低所致。本研究中引入了一種新型的促進(jìn)劑及表面活性劑后,產(chǎn)品堿值得到較大提高,能穩(wěn)定得到堿值大于160 mgKOH/g的中堿值烷基水楊酸鈣產(chǎn)品。研究中對金屬化反應(yīng)中各影響因素進(jìn)行了考察,結(jié)果見圖3。
結(jié)果表明當(dāng)促進(jìn)劑用量低于高堿度化反應(yīng)原料(中性烷基水楊酸鈣)加入量的2.0%時(shí),金屬化反應(yīng)過程不穩(wěn)定,堿值波動較大;當(dāng)促進(jìn)劑用量大于2.0%時(shí),產(chǎn)品堿值穩(wěn)中有升,但繼續(xù)增大其用量,對產(chǎn)品堿值的提升不再有明顯作用;隨著表面活性劑用量的增大,產(chǎn)品堿值先逐步增加直至最大值后開始降低,說明其用量在一定范圍內(nèi)才能有利于產(chǎn)品堿值的提高。
3 中堿值烷基水楊酸鈣的基本性能及應(yīng)用研究
3.1 中堿值烷基水楊酸鈣的基本理化性能及組成結(jié)構(gòu)研究
中堿值烷基水楊酸鈣的基本性能分析評價(jià)結(jié)果見表2,膠體穩(wěn)定性研究結(jié)果見表3,熱穩(wěn)定性研究結(jié)果見圖4,紅外光譜分析見圖5,通過冷凍蝕刻電鏡對膠體結(jié)構(gòu)的觀測結(jié)果見圖6。
表2結(jié)果表明,新型中堿值烷基水楊酸鈣產(chǎn)品,其各項(xiàng)理化性能不但達(dá)到甚至超過了原T109的水平(堿值高而粘度、濁度較低,色澤較淺),而且高溫清凈性、氧化安定性與原T109相當(dāng),其中成焦量還有較大的降低。
油金屬清凈劑首要的基本性能是膠體穩(wěn)定性、清凈分散性和熱穩(wěn)定性,而膠體穩(wěn)定性是保證金屬清凈劑其他性能的基礎(chǔ),而金屬清凈劑如果沒有足夠的耐熱性,產(chǎn)品遇熱即進(jìn)行分解,則該產(chǎn)品的使用就會受到很大的限制,不利于產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。
表3中的結(jié)果可以看出:新型中堿值烷基水楊酸鈣產(chǎn)品具有良好的膠體穩(wěn)定性以及相容性,可長期保存而不影響使用性能。由圖4可知,原T109的初始失重溫度為188 ℃,300 ℃失重量約50%,而新產(chǎn)品初始失重溫度為192 ℃,300 ℃失重量約45%,因此,新產(chǎn)品與原產(chǎn)品相比,熱穩(wěn)定性相當(dāng)。從產(chǎn)品的紅外圖譜分析結(jié)果(圖5)可知,圖譜中3600 cm-1處有羥基吸收峰, C=C骨架伸縮振動吸收峰在1400~1600 cm-1處;飽和C-H伸縮振動吸收峰在2920~2860 cm-1處。在860 cm-1附近有碳酸鹽粒子吸收峰,表明膠體結(jié)構(gòu)中含無定型碳酸鹽。 從冷凍蝕刻電鏡觀測結(jié)果可看出,所得產(chǎn)品的膠體結(jié)構(gòu)與T109極為相似,膠體粒子分布極為均勻,粒子粒徑分布在30~50 nm之間,分布范圍較窄,因而膠體穩(wěn)定性能良好。
3.2 中堿值烷基水楊酸鈣在CH-4 10W/40柴油機(jī)油中的應(yīng)用研究
研究中采用新型制備工藝條件下得到的中堿值烷基水楊酸鈣等量代替原CH-4 10W/40柴油機(jī)油配方中的T109,進(jìn)行Cat.1K 發(fā)動機(jī)高溫清凈性試驗(yàn),油品理化分析及發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)結(jié)果見表4。
發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)結(jié)果表明,以新工藝條件下合成的產(chǎn)品直接代替原T109,在CH-4 10W/40柴油機(jī)油中進(jìn)行應(yīng)用,可順利通過Cat.1K 發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn),表明產(chǎn)品各項(xiàng)使用性能與原產(chǎn)品相當(dāng),可直接代替原產(chǎn)品使用。
4 結(jié)論
以烷基酚、氫氧化鈣等為主要原料,在引入特定促進(jìn)劑及一定壓力下通過直接中和及羧基化、高堿度化三步反應(yīng),可穩(wěn)定地制備出總堿值達(dá)到160 mgKOH/g左右的中性烷基水楊酸鈣產(chǎn)品,該產(chǎn)品與工業(yè)化產(chǎn)品具有相似的組成結(jié)構(gòu),使用性能更為良好。與傳統(tǒng)工藝相比,本工藝可明顯壓縮生產(chǎn)工序,降低生產(chǎn)成本。
參考文獻(xiàn):
[1] 付興國,牛成繼,曹鐳. 烷基水楊酸鹽系列產(chǎn)品的研制[J]. 油,1996,11(3):38-43.
[2] 姚文釗,劉雨花,付興國.烷基水楊酸鹽制備方法的現(xiàn)狀及進(jìn)展趨勢[A]. 中國汽車工程學(xué)會燃料與油分會第十一屆年會[C], 2004:218-224.
[3] Inagaki, Jiro, Har, et al. Keytop Sheet for Push-Button Switches[P]. US: 5475192, 1995.
[4] Kimura Osamu, Okamura Haruki, Yamaka Etsuo. Preparation f Alkylated Hydroxybenzoic Ester[P]. JP:54-160335,1978.
[5] 姚文釗,付興國,劉雨花,等.中性烷基水楊酸鹽的新型制備工藝研究[J]. 石油煉制與化工, 2006,37(11):62-66.
[6] Yamaoka Shinji, Ueda Sanae. Production of Alkaline Earth Metallic Salt of Aromatic Hydro- xycarboxylic Acid[P]. JP:08183754, 1996.
STUDY ON THE PREPARATION TECHNOLOGY AND PERFORMANCES OF MIDDLE-BASED CALCIUM ALKYLSALICYLATE
YAO Wen-zhao, FU Xing-guo, LIU Yu-hua, LIU Yu-feng
(PetroChina Lanzhou Lubricating Oil R&D Institute, Lanzhou 730060,China)
中國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速、總量巨大,傳統(tǒng)的水產(chǎn)監(jiān)控手段已不適用于現(xiàn)今的狀況,而基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能監(jiān)控能較好地適應(yīng)新世紀(jì)的需求,它協(xié)調(diào)了低成本、高效率兩種需求,提供詳盡且精確的數(shù)據(jù),真正地將科學(xué)融入了生產(chǎn)之中。
【關(guān)鍵詞】水產(chǎn)養(yǎng)殖 智能監(jiān)控 物聯(lián)網(wǎng)
中國的水產(chǎn)養(yǎng)殖歷史源遠(yuǎn)流長,可以追溯到三千年前,而如今中國的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)沒有辜負(fù)這段歷史,在世界上擁有舉足輕重的產(chǎn)量比(占全球總產(chǎn)量的百分之七十五)。改革開放后水產(chǎn)養(yǎng)殖逐步地替代了傳統(tǒng)的捕撈,從八十年代起兩者的產(chǎn)量持平,到二十一世紀(jì)初水產(chǎn)養(yǎng)殖的產(chǎn)量占水產(chǎn)品總產(chǎn)量的百分之七十。故而陳舊的養(yǎng)殖手段已然無法適應(yīng)當(dāng)今水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展,伴隨物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的抬頭,新世紀(jì)的變革已悄然而至。
1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢
陳舊的養(yǎng)殖手段存在著諸多問題,比如效率低、收益率低、破壞環(huán)境等等。但以上種種弱點(diǎn)皆是由缺乏科學(xué)性導(dǎo)致,以經(jīng)驗(yàn)為指導(dǎo)的舊養(yǎng)殖手段已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)代的生產(chǎn)需求,而傳統(tǒng)的人力監(jiān)控手段更是落后。但是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)使得智能監(jiān)控水溶氧含量、酸堿性等等環(huán)境數(shù)據(jù)成為了可能。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以ZigBee技術(shù)為核心,它基于IEEE802.15.4協(xié)議,簡單、方便、能耗小、續(xù)航能力高、價(jià)格親民。這將現(xiàn)代機(jī)械自動化與傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖結(jié)合在了一起,將節(jié)能、環(huán)保與高效率無縫結(jié)合在一起,最終實(shí)現(xiàn)了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的智能化。
2 關(guān)鍵技術(shù)
2.1 傳感器技術(shù)
人類通過感覺來感知外界,除了視聽嗅味觸五感以外,還有冷熱感、方向感等等,人類也只能通過這樣來獲得外界的信息,所以基于傳感器的監(jiān)控技術(shù)也僅僅是人類感覺的延長,倘若游離到感覺之外,那就稱不上所謂的監(jiān)控技術(shù)了。一般用到的傳感器大致有光敏、聲敏、氣敏、味敏、壓敏、熱敏、濕敏等幾種傳感器。在本次設(shè)計(jì)中用到的主要有溶解氧傳感器、PH值傳感器、鹽度傳感器、濁度傳感器、氦氮傳感器等幾種。傳感器的原理很簡單,假如要監(jiān)控水的酸堿度,那么用到的是PH值傳感器,水中PH值的高低將影響到傳感器的電阻值(因?yàn)閭鞲衅髦杏袑H值變化敏感的半導(dǎo)體),換句話說不同的PH值對應(yīng)不同的電阻值,再將電阻值轉(zhuǎn)變成肉眼可見的數(shù)值顯示在屏幕上,這就達(dá)到了監(jiān)控PH值的效果。
2.2 ZigBee技術(shù)
假如說本次設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)是一只章魚,那么傳感器就是章魚的觸手,而ZigBee網(wǎng)絡(luò)則是章魚的神經(jīng)。ZigBee其實(shí)對很多人來說并不陌生,小米的智能家居便是使用ZigBee協(xié)議,其最大的特征是短距離、低速率、低功耗,非常適合續(xù)航能力要求高的智能水產(chǎn)養(yǎng)殖。而另一個(gè)ZigBee的巨大優(yōu)勢則是安全性極高,至今尚未發(fā)現(xiàn)一起破解的先例。雖然在各方面Z-Wave可以替代ZigBee,但Z-Wave所使用的頻段在國內(nèi)是非民用頻段。
3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)
3.1 底層設(shè)計(jì)
底層是傳感器節(jié)點(diǎn),密集分散在養(yǎng)殖區(qū)之中,包括溶解氧傳感器、PH值傳感器、鹽度傳感器、濁度傳感器、氦氮傳感器等多種傳感器,它們會自動搜索并參與到ZigBee的自組網(wǎng)中,同時(shí)也會把本節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)IP一并發(fā)過去。
本傳感器的處理器采用CC2530處理器,除了處理器外,還包括電池、CCDBUGER調(diào)試接口、串口、功放模塊,并接有溶解氧、PH值、鹽度、濁度、氦氮等傳感單元,如果希望傳感器可以接受命令,還可以接上增氧泵、水泵等控制器。
3.2 中層設(shè)計(jì)
中層是ZigBee的無線自組網(wǎng),需要有能對傳感器發(fā)起信息的響應(yīng)能力。當(dāng)傳感器收集到數(shù)據(jù)后,將自動上傳到無線自組網(wǎng)中,無線自主網(wǎng)就像神經(jīng)一樣,將數(shù)據(jù)上傳到“大腦”,也就是上位機(jī)之中。而上位機(jī)想要對各節(jié)點(diǎn)下達(dá)命令的話,也是會將命令流入無線自組網(wǎng)中再通過自組網(wǎng)傳遞給傳感器節(jié)點(diǎn)的。當(dāng)數(shù)據(jù)抵達(dá)無線自組網(wǎng)時(shí),自組網(wǎng)本身還要對數(shù)據(jù)進(jìn)行粗處理,以滿足上位機(jī)或傳感器的需求。
無線自組網(wǎng)由協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生,協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)同樣使用CC2530處理器,并包括了晶振、DB9串口、LED等各類外設(shè)模塊以滿足全方位的需求。值得注意的是為確保通信范圍足夠的大,協(xié)調(diào)器的RF前端正是TI公司的CC2591,并集成了包括功率放大器在內(nèi)的一系列放大器。這使得僅需少量的電流便可以有效擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。
3.3 頂層設(shè)計(jì)
上層則包括了上位機(jī)、數(shù)據(jù)庫、遠(yuǎn)程監(jiān)控終端等等。數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)中時(shí),上位機(jī)會將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中,并將處理過的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的屏幕上。這里可以將上位機(jī)與數(shù)據(jù)庫等合并稱為監(jiān)控中心,其能力除了保存數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)外還有調(diào)和數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)、命令等等。
4 結(jié)論
一方水土養(yǎng)一方人,水產(chǎn)品關(guān)系到人民的幸福,水產(chǎn)養(yǎng)殖本身就是一種需要和大自然緊密聯(lián)系起來的行業(yè),以破壞環(huán)境為代價(jià)進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖本就是一件殺雞取卵的差勁交易,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以將人類科技同大自然聯(lián)系起來,已達(dá)到一種和諧的境界。傳統(tǒng)的人工養(yǎng)殖對水質(zhì)變化反應(yīng)遲鈍,遲鈍到等到無法挽回的時(shí)候才反應(yīng)過來,這份遲鈍不知浪費(fèi)了多少人力與自然資源,倘若想要做出敏捷的反應(yīng)那就需要巨大的人力資源,直接提升了成本。智能水產(chǎn)養(yǎng)殖同時(shí)解決了兩種需求,它以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心,實(shí)時(shí)檢測水質(zhì)狀況,提供詳盡且精確的數(shù)據(jù),還允許遠(yuǎn)程控制,真正地將科學(xué)融入了生產(chǎn)。不僅如此,同樣的系統(tǒng)亦可以無縫鏈接到農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)之中,具背了強(qiáng)大的潛在價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
[1]徐曉姍.基于物聯(lián)網(wǎng)和3G技術(shù)的智能水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用,2014(09):235-236.DOI:10.3969/j.issn.1009-6833.2014.09.149.
[2]Rubberso.小米智能家庭套裝為什么選擇ZigBee協(xié)議?[EB/OL].極客公園,2014.
[3]王春明,王翔宇,繆明等.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電腦知識與技術(shù),2015,11(22):154-157.
[4]顏波,石平.基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖智能化監(jiān)控系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2014,45(1):259-265.DOI:10.6041/j.issn.1000-1298.2014.01.040.
以池塘自然生態(tài)條件下的養(yǎng)殖方式居多。而發(fā)達(dá)國家的水產(chǎn)養(yǎng)殖則多采用精養(yǎng)高產(chǎn),人工或半人工控制
條件下的工業(yè)化技術(shù)。我國水產(chǎn)養(yǎng)殖科技水平比起世界先進(jìn)國家和地區(qū)來,仍有不少方面存在較大的差
距。為了使水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、健康的發(fā)展,必須深入研究我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)律,因地制宜,制
定出適合我國水產(chǎn)養(yǎng)殖的新路子。
關(guān)鍵詞:水產(chǎn)養(yǎng)殖漁業(yè)因地制宜
1、我國水產(chǎn)養(yǎng)殖現(xiàn)狀
我國湖泊水庫眾多,多年來偏重于開發(fā)利用,開發(fā)技術(shù)日趨成熟,在漁業(yè)發(fā)展中起到了重要作用,
目前我國的湖泊水庫漁業(yè),天然捕撈的比例已很小。在開發(fā)的同時(shí),也暴露出一些問題,其中主要是產(chǎn)
值偏低,以及漁業(yè)增產(chǎn)與水環(huán)境保護(hù)之間的矛盾。要解決這兩大問題,就必須對現(xiàn)有的漁業(yè)結(jié)構(gòu)作較大
的調(diào)整。這就對我國湖泊、水庫漁業(yè)研究提出了新的要求[1]。
2、設(shè)施漁業(yè)
2.1工業(yè)化養(yǎng)殖技術(shù)
工業(yè)化養(yǎng)魚的發(fā)展始于工廠化育苗,即在人工控制的條件下實(shí)現(xiàn)苗種生產(chǎn)。目前,全世界僅對蝦育
苗場就有3500座,其中我國也有數(shù)百座。當(dāng)前發(fā)達(dá)國家正在進(jìn)一步推進(jìn)工業(yè)化養(yǎng)魚的發(fā)展,以便節(jié)省昂
貴的土地費(fèi)用,節(jié)省緊缺的水資源,為社會提供優(yōu)質(zhì)的高蛋白食品。目前,工業(yè)化養(yǎng)殖的主要發(fā)展方式
是封閉式循環(huán)流水養(yǎng)魚,養(yǎng)魚生產(chǎn)向著穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、科學(xué)化、產(chǎn)業(yè)化方向邁進(jìn),養(yǎng)殖的品種主要是優(yōu)質(zhì)魚
蝦和貝類,如鮭、鱒、鲆、鯛、鰻、鱸、鲇、鱘、鮑、蝦、甲魚等不下數(shù)十種。
2.2網(wǎng)箱養(yǎng)殖技術(shù)
我國海水網(wǎng)箱養(yǎng)魚發(fā)展迅速,是沿海省市漁業(yè)增產(chǎn)的重要方式之一,目前已由傳統(tǒng)的網(wǎng)箱向抗風(fēng)浪
網(wǎng)箱擴(kuò)展,養(yǎng)殖品種主要有大黃魚、石斑魚、真鯛等優(yōu)質(zhì)魚和一些地方品種,并在加緊開發(fā)一些高附加
值的適養(yǎng)品種。這種養(yǎng)殖方式的特點(diǎn)是,活魚可供出口,經(jīng)營相當(dāng)靈活,取得了較好的效益。
2.3圍網(wǎng)養(yǎng)殖技術(shù)
圍網(wǎng)養(yǎng)殖是利用網(wǎng)片或網(wǎng)片與堤壩、湖岸相結(jié)合,在湖泊中圍隔一部分水面進(jìn)行養(yǎng)殖,是我國水產(chǎn)養(yǎng)殖的特色之一。圍網(wǎng)將養(yǎng)殖魚與湖泊隔開,可以提高放養(yǎng)密度、便于養(yǎng)殖管理及起捕,而湖水又可通
過網(wǎng)片交換,維持較好的水質(zhì)[2]。由于圍網(wǎng)養(yǎng)殖強(qiáng)度較大,因此天然餌料提供的營養(yǎng)不能滿足魚類的需要
量,必須投喂補(bǔ)充營養(yǎng)。多數(shù)圍網(wǎng)養(yǎng)殖是以草食性魚類為主養(yǎng)對象,可利用天然水草作為廉價(jià)餌料,同
時(shí)補(bǔ)充配合飼料。近年來也有以河蟹等優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)品為主養(yǎng)對象的。
3、建議優(yōu)先發(fā)展的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域[3]
3.1基本背景
水產(chǎn)養(yǎng)殖是我國水產(chǎn)業(yè)的兩大支柱之一,目前,養(yǎng)殖產(chǎn)量已超過捕撈產(chǎn)量。我國是一個(gè)水產(chǎn)大國,總產(chǎn)量已多年穩(wěn)居世界首位,養(yǎng)殖產(chǎn)量占世界的70%以上。但還不是水產(chǎn)強(qiáng)國,科技競爭力還不強(qiáng),產(chǎn)業(yè)化程度與先進(jìn)國家比還有較大差距,產(chǎn)業(yè)化規(guī)模和效益相對落后。針對我國目前的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境、技術(shù)以及設(shè)施狀況,急需推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,選擇對于我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要作用的領(lǐng)域優(yōu)先給予支持。
3.2優(yōu)先發(fā)展的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域
3.2.1海淡水增養(yǎng)殖技術(shù)
對中國對蝦、大黃魚、真鯛、牙鲆和優(yōu)質(zhì)淡水魚等主要養(yǎng)殖對象進(jìn)行種質(zhì)資源庫建設(shè)和優(yōu)良品種的生產(chǎn);研究新的蛋白源,特別是植物蛋白源的開發(fā),以解決我國動物蛋白源緊缺問題,并研究低污染飼料、抗病添加劑和免疫增強(qiáng)劑,為健康養(yǎng)殖創(chuàng)造良好條件;選擇不同養(yǎng)殖模式的典型水域,通過良性調(diào)控,使養(yǎng)殖典型水域的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量恢復(fù)到上世紀(jì)70年代以前的水平;構(gòu)建水產(chǎn)養(yǎng)殖生物亞健康評價(jià)、病原及養(yǎng)殖生態(tài)早期預(yù)警技術(shù)體系,構(gòu)建疫苗、免疫增強(qiáng)劑、植物源藥物、天敵生物制劑、養(yǎng)殖生態(tài)改良劑等生物安全抗感染技術(shù)和生態(tài)安全改良技術(shù)體系,提出改善水產(chǎn)動植物在養(yǎng)殖保健管理與食品安全的理論依據(jù)和技術(shù)措施;推廣優(yōu)質(zhì)、高效、安全的養(yǎng)殖技術(shù),使我國傳統(tǒng)的池塘養(yǎng)殖逐步向集約化養(yǎng)殖轉(zhuǎn)化。
3.2.2設(shè)施漁業(yè)和漁業(yè)工程裝備
集約化養(yǎng)殖設(shè)施:以“系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能節(jié)水無公害、控制性操作、管理智能化、”為目標(biāo),運(yùn)用新技術(shù)、新材料,進(jìn)行系統(tǒng)集成研究和技術(shù)運(yùn)用,推進(jìn)集約化養(yǎng)殖設(shè)施及裝備上一個(gè)新臺階。重點(diǎn)研究主要生產(chǎn)品種(如羅非魚、鰻魚、大黃魚、牙鲆、大菱鲆、對蝦、河蟹等)工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖(或育苗)系統(tǒng)技術(shù)和池塘集約化養(yǎng)殖設(shè)施新模式。
網(wǎng)箱養(yǎng)殖裝備及設(shè)施:重點(diǎn)開展開放性水域深水網(wǎng)箱設(shè)施系統(tǒng)、特殊用途海上網(wǎng)箱裝備和內(nèi)灣、湖泊網(wǎng)箱設(shè)施研究與生產(chǎn)。
遠(yuǎn)洋捕撈作業(yè)裝備和選擇性助漁儀器:加強(qiáng)大洋性漁業(yè)捕撈裝備的研制和生產(chǎn),解決在國際海洋捕撈競爭中裝備條件受制于發(fā)達(dá)國家的問題,提高捕撈生產(chǎn)效益。加強(qiáng)選擇性助漁儀器的研制,關(guān)鍵在以最新科學(xué)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用研究和集成研究,使捕撈作業(yè)的目標(biāo)更準(zhǔn)、更有效,從而保護(hù)非捕撈對象,修復(fù)近海捕撈資源。重點(diǎn)開展大型拖、圍、釣作業(yè)船工程及裝備技術(shù)和各種選擇性捕撈助漁儀器的技術(shù)研究。
水產(chǎn)品流通加工裝備的研究和生產(chǎn):重點(diǎn)開展魚、蝦、貝類自動化處理機(jī)械、淡水魚綜合加工技術(shù)及裝備和水產(chǎn)品電子交易系統(tǒng)和冷鏈技術(shù)的研究。
3.3觀賞水族類育種與養(yǎng)殖技術(shù)
開展對本土觀賞水族種質(zhì)資源收集、保護(hù),重要觀賞水族新品種的培育,海水觀賞水族的繁育技術(shù)以及人工生態(tài)系統(tǒng)技術(shù)與設(shè)備等研究。建立各種類型的觀賞水族準(zhǔn)化養(yǎng)殖技術(shù)。
3.4水產(chǎn)品現(xiàn)代物流模式與示范
在全國水產(chǎn)品主要集散地,在原有水產(chǎn)品市場的基礎(chǔ)上,建立水產(chǎn)養(yǎng)殖物流中心和養(yǎng)殖信息智能系統(tǒng),做到專業(yè)化、優(yōu)質(zhì)化、信息化和國際化,并為當(dāng)?shù)刈龀鍪痉丁?/p>
3.5高新技術(shù)集成科技平臺與“產(chǎn)、學(xué)、研”聯(lián)動平臺
以國家級和部級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室作為科技孵化平臺,通過大型項(xiàng)目,加大投入,并再建部級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室5~8個(gè),在原有的部級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中爭取2~3個(gè)升級為國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。對重點(diǎn)水產(chǎn)院校,通過對原有實(shí)踐基地的強(qiáng)化和優(yōu)先發(fā)展,使其成為省(市)級的“產(chǎn)、學(xué)、研”基地,以促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化。
參考文獻(xiàn)
[1] 徐跑.我國淡水水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的現(xiàn)狀和對策.科學(xué)養(yǎng)魚,2008.09.
[2] 黃文鈺,舒金華,許朋柱.長江三角洲地區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖存在問題及對策建議[J].土壤,2002年04期.