Приложение 8 Рекомендации по использованию установки для инкубации икры радужной форели «Cтронга»
На основании результатов полученных исследований был спроектирован лазерно- оптический прибор для воздействия на икру рыб (преимущественно лососевых видов) c целью повышения эффективности инкубации.
Прибор позволяет осуществлять воздействие на икру непосредственно в инкубаци- онном аппарате, не прерывая технологический процесс инкубации.
Общий вид прибора и расположение его на инкубационных аппаратах лоткового ти- па представлены на рис. 1–3.
Рис. 1. Общий вид лазерно-оптического прибора: а – вид сбоку; б – вид сверху
Рис. 2. Расположение лазерно-оптического прибора на инкубационном аппарате лоткового типа SDK
Рис. 3. Общий вид расположения инкубационных аппаратов лоткового типа с лазерно-оптическими приборами в рыбном цехе
Сотрудниками кафедры ихтиологии и рыбоводства УО БГСХА совместно с сотруд- никами Института физики Национальной академии наук Беларуси разработана проект- ная документация для создания лазерно-оптического прибора для инкубационных аппа- ратов лоткового типа.
Общая масса готового изделия 19,1 кг. Размер 313×512×512 мм. Модуль оптического излучения выполнен на базе полупроводникового лазера с оп- тическим преобразователем пучка лазерного излучения, а также на базе матрицы полу- проводниковых лазеров с оптическими преобразователями пучка лазерного излучения, формирующими на поверхности воды световое пятно, соответствующее внутреннему диаметру герметичной емкости. Конструктивно светодиодный источник оптического модуля обеспечивает получение поляризованного излучения. Над открытой герметичной емкостью располагается модуль оптического излучения на базе полупроводниковых лазеров и (или) светодиодных источников для воздействия на икру и личинок рыб, элек- трически связанный с модулем питания и управления параметрами воздействующего излучения и его длительностью. В герметичную емкость загружается икра рыб. Расход подаваемой воды и ее качество зависят от рыбоводно-технологических параметров, установленных для конкретного вида рыб. Модуль оптического излучения может быть как механически связан с корпусом герметичной емкости, так и выполнен отдельно от него. В первом случае модуль оптического излучения механически фиксируют к корпу- су герметичной емкости, во втором – в специальном держателе. При фиксации модуля оптического излучения к корпусу герметичной емкости обеспечивается неизменность условий воздействия излучения на икру и личинок рыб в процессе фотовоздействия. Во втором случае, когда модуль оптического излучения механически не связан с герме- тичной емкостью, легко реализуется поочередное воздействие оптическим излучением на икру и личинок рыб, расположенных в различных герметичных емкостях, путем пе- ремещения модуля оптического излучения от одной емкости к другой.
Конструктивно установку для инкубации икры и, в частности, модуль оптического излучения выполняют в различных вариантах.
1. Модуль оптического излучения выполнен на базе полупроводникового лазера с оп- тическим преобразователем пучка лазерного излучения, формирующим на поверхности воды световое пятно, соответствующее внутреннему диаметру герметичной емкости. В этом случае излучатель полупроводникового лазера с оптическим преобразователем пучка лазерного излучения располагают вдоль оси симметрии герметичной емкости на таком расстоянии от поверхности воды, чтобы размер светового пятна на поверхности воды соответствовал внутреннему диаметру герметичной емкости. При этом расстояние от поверхности излучателя до поверхности воды определяется расходимостью излуче- ния. Поскольку излучение полупроводникового лазера является поляризованным, то такое воздействие на биообъекты при соответствующем выборе параметров оптического излучения обеспечивает стимулирующее влияние на эмбриональное и постэмбриональ- ное развитие особей.
2. Модуль оптического излучения выполнен путем использования матрицы одина- ковых полупроводниковых лазеров (лазеров одной длины волны), которая может быть сформирована отдельно расположенными лазерными излучателями, каждый из которых содержит оптические преобразователи пучка лазерного излучения, формирующие на поверхности воды перекрывающиеся световые пятна. При этом суммарное световое пятно соответствует внутреннему диаметру герметичной емкости. Наряду с этим матри- ца лазерных излучателей может быть выполнена путем объединения в единый излуча- тель отдельных лазерных диодов или их линеек с общим для целой матрицы оптическим преобразователем пучка, формирующим на поверхности воды световое пятно, соответ- ствующее внутреннему диаметру герметичной емкости.
3. Модуль оптического излучения выполнен путем использования матрицы полу- проводниковых лазеров различных длин волн с оптическими преобразователями пучка лазерного излучения, формирующими на поверхности воды световое пятно, соответ- ствующее внутреннему диаметру герметичной емкости, при этом модуль питания и управления параметрами воздействующего излучения и его длительностью обеспечива- ет комбинированное последовательное воздействие излучением различных длин волн и регулирование длительности паузы между воздействиями. Данный вариант исполнения установки для инкубации икры обеспечивает возможность комбинированного воздей- ствия на гидробионтов лазерным излучением различного спектрального диапазона, что значительно усиливает стимулирующее действие физического фактора.
4. Установка для инкубации икры выполнена путем использования в модуле оптиче- ского излучения светодиодного источника, который совместно с оптическим преобразо- вателем пучка излучения формирует на поверхности воды световое пятно, соответству- ющее внутреннему диаметру герметичной емкости. В этом случае светодиодный излу- чатель с оптическим преобразователем пучка оптического излучения располагают вдоль оси симметрии герметичной емкости на таком расстоянии от поверхности воды, чтобы размер светового пятна на поверхности воды соответствовал внутреннему диаметру герметичной емкости. При этом расстояние от поверхности светодиодного излучателя до поверхности воды определяется расходимостью излучения.
5. Для повышения интенсивности светового воздействия на гидробионтов модуль оптического излучения одного спектрального диапазона выполняют на базе матрицы светодиодных источников с оптическими преобразователями пучка излучения, форми- рующими на поверхности воды световое пятно, соответствующее внутреннему диаметру герметичной емкости. Матрица светодиодных источников может быть сформирована отдельно расположенными светодиодными излучателями, каждый из которых содержит оптические преобразователи пучка оптического излучения, формирующие на поверхно- сти воды перекрывающиеся световые пятна. При этом суммарное световое пятно соот- ветствует внутреннему диаметру герметичной емкости. Наряду с этим матрица светоди- одных излучателей может быть выполнена путем объединения в единый излучатель отдельных светодиодов или их линеек с общим для целой матрицы оптическим преобра- зователем пучка, формирующим на поверхности воды световое пятно, соответствующее внутреннему диаметру емкости.
6. Модуль оптического излучения выполнен путем использования матрицы светоди- одных излучателей различного спектрального диапазона, формирующими совместно с оптическими преобразователями пучка излучения на поверхности воды световое пятно, соответствующее внутреннему диаметру герметичной емкости. При этом модуль пита- ния и управления параметрами воздействующего излучения и его длительностью обес- печивает комбинированное последовательное воздействие излучением различного спек- трального диапазона и регулирование длительности паузы между воздействиями. Дан- ный вариант исполнения установки для инкубации икры обеспечивает возможность комбинированного воздействия на гидробионтов оптическим излучением различного спектрального диапазона, что значительно усиливает стимулирующее действие физиче- ского фактора.
Поскольку, как правило, излучение светодиодных источников является неполяризо- ванным, а биологическое действие оптического излучения зависит от степени его поля- ризации, то следующий вариант исполнения установки для инкубации икры предполага- ет расположение на выходе светодиодного источника или на выходе оптического преоб- разователя пучка оптического излучения поляризационной пленки таким образом, чтобы плоскость ее была перпендикулярна диаграмме направленности излучения светодиодно- го источника. Это позволяет обеспечить воздействие на гидробионты линейно поляризо- ванным излучением.
Использование поляризационной пленки повышает регуляторное действие оптиче- ского излучения, поэтому данный вариант исполнения установки для инкубации икры на базе светодиодных излучателей представляется наиболее целесообразным. Однако в этом случае более половины мощности излучения светодиодных источников поглощает- ся самой пленкой, что приводит к дополнительным энергозатратам.
По этой причине в одном из вариантов исполнения установки для инкубации икры предполагается такая конструкция светодиодного источника оптического модуля, кото- рая обеспечит получение поляризованного излучения без использования поляризацион- ной пленки. Светодиодные устройства для получения поляризованного излучения ак- тивно разрабатываются в последние годы.
Технической задачей инкубационного аппарата «Стронга» (рис. 4) является повышение эффективности инкубации, выживаемости эмбрионов рыб в процессе инкубации, выхода личинок из оплодотворенной икры и качества получаемого рыбопосадочного материала.
Установка для инкубации икры и выращивания личинок рыб «Стронга» включает открытую герметичную емкость No 1, выполненную в форме ящика, и рамки на дне и на одной из боковых стенок, обтянутые металлической тканой сеткой, для задерживания икры и личинок и пропуска воды для водоснабжения. Рамки с сеткой зафиксированы таким образом, чтобы расположенные на них икра и личинки были ниже поверхности воды. Размер ячеек сетки меньше размеров икринок, что исключает их проваливание через ячейки. Герметичная емкость No 1 располагается в рыбоводном лотке, представ- ляющем собой герметичную емкость No 2, включающую патрубок для слива воды. Над герметичной емкостью No 1 располагается лазерно-оптическое устройство для воз действия на икру и личинок рыб, включающее короб, в котором располагаются источни- ки лазерного и светодиодного излучения, а также приборы для включения излучения и регулирования времени и режима воздействия.
Рис. 4. Установка для инкубации икры и выращивания личинок рыб «Стронга»
Порядок применения. На герметичную емкость No 1 помещается лазерно-оптическое устройство. Герметичная емкость No 2 заполняется водой на уровень не более 18 см, при этом необходимо создавать постоянную подачу воды. Расход и качество воды зависят от вида инкубируемой икры и выращиваемых личинок и определяются технологическими регламентами. Герметичная емкость No 1 (инкубатор) помещается в герме- тичную емкость No 2 (лоток), при этом вода, находящаяся в лотке, поступает в инкубатор через сетки, имеющиеся на дне его и на одной из боковых стенок. В инкубатор выкла- дывается икра или помещаются личинки согласно общепринятым рыбоводно- биологическим требованиям. Затем включается лазерно-оптическое устройство. В зави- симости от вида инкубируемой икры и выращиваемых личинок выставляется оптималь- ный режим воздействия.