تقییم الأداء المتعلق بالطاقة لمفرخ سمکی (البلطی النیلی) ذو صوبة حراریة شمسیة

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 مدرس مساعد – قسم الهندسة الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة کفر الشیخ،مصر.

2 مدرس الهندسة الزراعیة – قسم الهندسة الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة کفر الشیخ،مصر.

3 أستاذ الهندسة الزراعیة المتفرغ – قسم الهندسة الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة کفر الشیخ،مصر.

المستخلص

تعتبر عملیة التفریخ السمکی لانتاج الزریعه من العملیات التی تعتمد بشکل کبیر علی الطاقة، ومن ثم البحث عن تقنیات متطورة وجدیدة ومبتکرة لتقلیل الاعتماد علی الطاقة التقلیدیة والانتقال الی الطاقة المتجددة أضحی من الدراسات الملحة فی هذا المجال لترشید الطاقة بالاضافة الی امکانیة التبکیر فی الانتاج. وبالتالی تهدف هذه الدراسة الی تقییم الأداء المتعلق بالطاقة لمفرخ سمکی (البلطی النیلی) ذو صوبة مزدوجة الغطاء، ومزودة بسخان شمسی لتسخین الماء نهارا والأستفادة منها لیلا لتدفئة الماء بحوض السمک. بالإضافة إلی ضخ هواء للحفاظ علی مستوى الاکسجین على الا یقل عن الحد الادنی المسموح به (5 جزء فی الملیون) للتفریخ عن طریق ضاغط هواء یتم تشغیله بمنظومة خلایا فوتوفولطیة. أجریت الدراسة فی مزرعة کلیة الزراعة - جامعة کفر الشیخ فی الفترة من 27/12/2014 الی 11/2/2015. استخدمت صوبة قطاعها العرضی على شکل شبة منحرف قاعدتاه 1.1 و 4 م وإرتفاعه 4 م، وهو یمثل ایضا عرض الصوبة وطولها 5.25 م وموجهه شرق غرب،  السطح الاکبر فیها مائل بزاویة 36° ویواجه الجنوب، مغطاة بطبقتین من البولی إثیلین (الطبقة الداخلیة بسمک 60 میکرومیتر، والخارجیة بسمک ٢٠٠ میکرومیتر)، والمسافة بینهم حوالی 10±2 سم. تم تصنیع المجمع الشمسی محلیا بمساحة امتصاص قدرها 0.777 م2  ویمیل بزاویه 30 º على الأفقی ویواجه الجنوب والطول الکلی لمسار الماء داخلة 19 م عبر شبکة متصلة من الانابیب النحاسیة، وخزان تخزین الماء الساخن الملحق به موجود داخل الصوبة ومعزول حراریا، سعته الکلیة 225.8 لتر وبة فقط 150 لتر ماء، ومزود بسخان کهربی کوسیلة مساعدة عند الإحتیاج للحفاظ على عدم إنخفاض درجة حرارة الماء داخله عن 40 ± 3 مº، وذلک عن طریق ثرموستات. تم بناء حوض بالطوب بسمک  25 سم ، أبعاده الداخلیة 4 ×1×1 م، والأرضیه خرسانیه سمکها 25 سم، وإرتفاع الماء بالحوض 75 سم.

إستخدمت ماسورة نحاس فی أرضیة الحوض علی شکل حرف U کمبادل حراری فی عملیة التدفئة من خزان التخزین الحراری بتمریر الماء بها بواسطة مضخة تصرفها 1.4 لتر/دقیقة إلى الحوض. کما تم وضع ثرموستات اخر أیضا بحوض السمک للتحکم فی تشغیل وإیقاف مضخه المبادل الحراری للمحافظة علی  درجة حرارة الماء فی الحوض27 ± 1 °م. تم وضع الذکور و الاناث فی الحوض بنسبة 1: 3 علی الترتیب، بالاضافه الی نسبة 33% زیادة تحسبا للنفوق والأقلمة، حیث کان عددهم الاجمالی 16 سمکه (4 ذکور: 12 أنثی) ، کانت تتم التغذیة مرتین یومیا للأمهات وللزریعة 8مرات یومیا علی فترات خلال النهار. ویتم تغییر الماء یومیا بنسبة 5% تقریبا، وفترة الإضاءة خلال الیوم 14 ساعة وذلک بوضع لمبه داخل المفرخ تضاء لیلا لمدة 4 ساعات بعد الغروب. تم رصد کل من درجات الحرارة، الرطوبة النسبیة للهواء، الاشعاع الشمسی، درجة حرارة الماء والاکسجین الذائب لماء الحوض. وکذلک درجات الحرارة الخاصة بالمجمع الشمسی والمبادل الحراری، أزمنة التشغیل لکل من مضخة المبادل الحراری والسخان الکهربی. وکانت أھم النتائج المتحصل علیھا علیها کالآتی:-


المتوسط العام للبیانات المقاسة خلال فترة التجربة، درجة الحرارة للهواء الخارجی والرطوبة النسبیة له و درجة حرارة الهواء داخل الصوبة والرطوبة النسبیة له کانت  13°م، 74%، 21.4 °م و 77.8%. وکانت القیم المناظرة للإشعاع الشمسی الکلی علی المستوى الأفقی وسرعة الریاح هی 320 وات /م2 و 0.6 م/ث . وکانت القیمة المحققة المناظرة لارتفاع درجة حرارة هواء الصوبة 8.4 º م.
قیمة المتوسط الیومی لکفاءة السخان الشمسی کانت 40%، عند القیم المناظرة من الإشعاع  علی سطح المجمع الشمسی، على الأفقی ودرجة حرارة الهواء الخارجی خلال فترة تشغیل المجمع الشمسی حوالی 722 وات/م2 ، 475 وات/م2 و 15.7 º م على الترتیب.
قیمة المتوسط التراکمی الیومی للطاقة المکتسبه للماء من المبادل الحراری کانت 18.185 میجا جول /.یوم/ م2 منمساحة سطح الماء ،عند القیمة المتوسطة للاشعاع الشمسی  الأفقی التراکمی 13.433 میجا جول /)م2 .یوم(.
إعتمادا علی زمن تشغیل المبادل الحراری فقد ساهمت الصوبة بقیمة متوسطه إسبوعیة بما یعادل 58.13 % من زمن التشغیل الکلی والمتبقی وهو یعادل 41.87 % یمثل مساهمة المبادل الحراری فی زمن إمداد الطاقة لماء الحوض.
تم  تحقیق مستوى مرتفع من التحکم فی کلا من درجة الحرارة والاکسجین الذائب لماء الحوض، حیث کان متوسط درجة حرارة والاکسجین الذائب لماء الحوض خلال التجربة کلها حوالی 26.8 (أنحراف قیاسی 0.15) º م و 7.62 (انحراف قیاسی 0.68) جزء فی الملیون علی الترتیب.
متوسط معدل الانتاج من الزریعه حوالی 115 بیضة / انثی بنسبة فقس 63,9%.

المراجع

Abou-Zied, R.M.  and A. A. Ali (2007). Evaluation of Nile tilapia commercial hatcheries system in Fayoum governorate. Egypt. J. Aquat. Biol. Fish. 11 (3), 230–238.
Duffie J. A. and W. A. Beckman (2013). Solar Engineering of Thermal Processes, John Wiley & Sons, Inc. New York. Fourth Edition.
Eldokla, A. A.; G. E. Azazy and W. A. E. Elabd (2011). Economic study for themain factor affecting tilapia propagation activities. J. Agric. Env. Sci., vol. 10. Damanhur University, pp. 1–13.
El-Husseiny, O. M.; A. M. Goda; G. M. Abdul-Aziz and E. R. El-Haroun (2007).  Fish meal free diets for Nile Tilapia Oreochromis niloticus (L.). Mugill cephalous and liza Ramada in Semi-intensive polyculture system in earthen ponds. Egyptian J.  Nutrition and Feeds 10 (1): 179-203.
El-Saidy, D. M. S. and M. M. A. Gaber (2005). Effect of dietary protein levels and feeding rates on growth performance, production trains and body composition of Nile tilapia, Oreochromis niloticus cultured in concrete tanks. Aquaculture Research, 36 (2): 163-171.
FAO (2013). The Global Aquaculture Production Statistics for the year 2011. Fisheries and Aquaculture Department.
Fuller, R. J. (2007). Solar heating systems for recirculation aquaculture. Aquacultural Engineering 36, 250–260.
GAFRD (General Authority for Fishery Resources Development), (2011). Statistics of Fish Production. Ministry of Agriculture and Land Reclamation. Eygpt.
Jain, D. and G. N. Tiwari (2003). Modeling and optimal design of ground air collector for heating in controlled environment greenhouse. Energy Conversion and Management; 44:1357–72.
Kour R.; S. Bhatia and K. K Sharma (2014). Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) as a successful biological invader in Jammu (J&K) and its impacts on native ecosystem. International Journal of Interdisciplinary and Multidisciplinary Studies (IJIMS).  Vol (1) No.10, 1-5.
Li, D. S.; D. H. Willits; C. L. Browdy; M. B. Timmons; and T. M. Losordo (2009). Thermal modeling of greenhouse aquaculture raceway systems.  Aquacultural Engineering, (41):1–13.
Little, D. C.  and G. Hulata (2000). Strategies for tilapia seed production. In: Beveridge, M. C. M., McAndrew, B. J. (Eds.), Tilapias: biology and exploitation. Fish and Fisheries Series, 25. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands, pp. 267–326.
Macfadyen, G.; A. M. Nasr Allah; D. A. R. Kenawy; F. Mohamed; H. Hebicha; A. Diab; S. M. Hussein; R. Abouzied and G. El Naggar (2012). Value-chain analysis - an assessment methodology to estimate Egyptian aquaculture sector performance, and to identify critical issues and actions for improvements in sector performance. Aquaculture. 362–363, 18–27.
Mwegoha, W. J. S.; M. E. Kaseva and S. M. M. Sabai (2010). Mathematical modeling of dissolved oxygen in fish ponds. African Journal of Environmental Science and Technology, 4 (9): 625-638. http://www.academicjournals.org/ AJEST.
Naiel, R. A. ; M. G. Aamer; A. A.  Ibrahimand G. E. Azazy (2011). Economics of fry production of fish hatcheries. Zagazig J. Agric. Res. 38 (5), 1329–1341.
Nasr-Allah, A. M.; M. Dickson; D. A. Al-Kenawy; M. F. Mohamed and G. El Naggar (2012). Value chain analysis of Egyptian fish seed production. Study Report World Fish Center.
Radwan, I. (2008). Tilapia aquaculture in the Nile Delta 1990–2008. In: Elghobashy, H., Fitzsimmons, K., Diab, A.S. (Eds.), Proceedings of 8th International Symposium on Tilapia in Aquaculture, Cairo, Egypt, 12–14 Oct 2008, pp. 605–611.
Sadek, S. (2011). An overview on desert aquaculture in Egypt. In: Crespi, V., Lovatelli, A. (Eds.), Aquaculture in desert and arid lands: development constraints and opportunities. FAO technical workshop. 6–9 July 2010, Hermosillo, Mexico. FAO Fisheries and Aquaculture Proceedings No. 20. FAO, Rome, pp. 141–158.
Saleh, M. A. (2007). Freshwater fish seed resources in Egypt. In: Bondad-Reantaso, M.G. (Ed.), Assessment of Freshwater Fish Seed Resources for Sustainable Aquaculture, FAO Fisheries Technical Paper. FAO, Rome, pp. 241–255.
Shaheen, A. A. (2013). An industry assessment of tilapia farming in Egypt. African Union - Inter-African Bureau for Animal Resources. pp 25, 13, 12.
المجلة المصرية للهندسة الزراعية
المجلد 33، العدد 4
أكتوبر 2016
الصفحة 1649-1674

ملفات

شارك

إرسال الاستشهاد إلى

الإحصائيات