هندسة عملیة التدریج داخل أحواض السمک البلطی

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 أستاذ مساعد ـ قسم الهندسة الزراعیة، کلیة الزراعة، جامعة کفرالشیخ، مصر.

2 مدرس ـ قسم الهندسة الزراعیة، کلیة الزراعة، جامعة کفرالشیخ، مصر.

المستخلص

على الرغم من الاتجاه الناشئ نحو محاولة میکنة جمیع العملیات الزراعیة منذ عدة عقود، إلا أن الاستزراع المائی لم یحظى بأی من هذه المحاولات فی هذا النحو خلال تقنیات التحضین والتربیة والحصاد وما بعد الحصاد. لقد ساهم الاستزراع المائی فی سد فجوة کبیرة من الغذاء فی جمهوریة مصر العربیة، حیث یصل الإنتاج الکلى لمزارع الأسماک لعام 2009م إلى 705490 طن طبقاً لإحصائیات منظمة الفاو للأغذیة والزراعة. تعتبر عملیة تدریج الأسماک واحدة من أهم عملیات ما بعد الحصاد للحصول على تسویق جید للمنتج. فی هذه الآونة، یتم تدریج أسماک البلطی یدویاً فی مصر داخل مزارع الأسماک المحلیة إلى خمس درجات اسمیة وهى (السوبر الواسع، السوبر الضیق، نمرة واحد، نمرة اثنین وشر). یعانی کل أو غالبیة المزارعین المصریین من صعوبة تدریج أسماک البلطی بخلاف مزارعی الأسماک فی جمیع أنحاء العالم، حیث تختلف إستراتیجیة حصاد الأسماک فی مصر عنها فی أی مکان آخر، حیث یقوم المزارع المصری بصرف کل ماء المزرعة وحصاد الأسماک کلها الصغیر منها والکبیر، مما یزید العبء على المزارع خلال عملیة التدریج للحصول على مقاسات متساویة الحجم للتسویق الجید. ظهر العدید من المشاکل أثناء عملیة التدریج للأسماک منها اختلاف خبرات العمال لتحدید مقاس الأسماک والتی یجب على أساسها تحدید المجموعة الاسمیة للسمکة، فیظهر خلال المجموعة الاسمیة الواحدة أسماک من مجموعات اسمیة أخرى، مما یؤثر بالسلب على جودة التدریج وکذا التسویق. فضلاً عن ذلک، ارتفاع أجر العمال والوقت المستغرق للتدریج. لذلک استهدفت الفکرة الأساسیة فی هذا العمل البحثی تصنیع المدرج الذی بدوره یعتمد على أساسیات سلوک الأسماک وجاذبیتها نحو أی تیار للماء (خاصیة الریوتاکتیک). حیث تم استغلال هذه الخاصیة داخل المدرج بعمل قناة تدریج ذات میل مثبت بداخلها مناخل ذات مقاسات مختلفة عمودیة على اتجاه سریان الماء بالقناة.  أیضاً تم استخدام مضخة ماء (قدرة 1حصان) لملئ المدرج جزئیاً بالماء حوالی 4 متر مکعب ماء للغسیل أولاً ولتنشیط الأسماک لمدة 30 دقیقة. تم استخدام عدد ثمانیة فنشوری لثمانیة مداخل للماء (أربعة لحوض غسیل الأسماک لإعادة تنشیط حیویتهم وأربعة أخرى لقناة التدریج) داخل المدرج لضمان امتثالیة جیدة للماء المؤکسج (المعالج بالهواء) فی عمود الماء بداخل المدرج. أجریت مجموعة التجارب العملیة فی أحد الأحواض السمکیة بمدینة الحامول، محافظة کفرالشیخ، جمهوریة مصر العربیة خلال موسم الصیف لعام 2012م. لمعرفة مقاسات الغرابیل المستخدمة للحصول على المجموعات الاسمیة المطلوبة، تم إجراء دراسة أولیة لمعرفة الخصائص المورفولوجیة لأسماک البلطی،
حیث تم دراسة العلاقة بین طول وعمق وسمک السمکة ووزن کل منها.  کانت مقاسات الغرابیل التی تم التوصل إلیها نهائیاً لتصنیع مدرج الأسماک کالآتی: 

  لحجز الأسماک التی متوسط وزنها 260جم فأکبر
  لحجز الأسماک التی متوسط وزنها 240جم
  لحجز الأسماک التی متوسط وزنها 210جم
  لحجز الأسماک التی متوسط وزنها 186جم

تم تصمیم المدرج لیفی متطلبات عملیات ما بعد الحصاد فی المزارع السمکیة المفتوحة فی جمهوریة مصر العربیة، حیث یلزم بعد الحصاد مباشرة عملیة تنظیف للأسماک وإعادة تنشیطها مرة أخرى لآن کل الأسماک التی یتم حصادها فی الأحواض الطینیة تکون محملة بالروبة أو الطین ما بین خیاشیمها وعلى أجسامها، فلا یمکن تقدیم الأسماک للمستهلک بهذه الطریقة. لذا یلزم غسلها أولاً قبل تدریجها وإعادة تنشیطها بالماء النظیف المؤکسج لتقوم الأسماک بتنظیف نفسها مرة أخرى. تم استغلال هذه المیزة فی إجبار الأسماک للسباحة من خلال الغرابیل لهثاً وراء الماء. یتکون المدرج المصنع تحت الدراسة، من حوض غسیل  متر مربع لتنظیف الأسماک وقناة جری الماء Raceway بطول 5.3 متر تم تقسیمها إلى أربعة غرف تدریج یفصل کلاً منهما عن الآخر غربال رأسی.  تم دراسة تأثیر ثلاث معدلات تصریف للماء من المدرج 100، 375، 500 لتر/دقیقة وزاویتی میل لقناة التدریج 5° و 7° على کفاءة التدریج وکذلک نسبة المحجوز لکل طول أو وزن فردى للأسماک ومتوسط أوزان المحجوز ومدى الأوزان الفردیة للمحجوز لکل غربال وکذلک نسبة التداخل بین المجموعات الاسمیة.
بعد إجراء مجموعة التجارب العملیة والانتهاء من الدراسة، تم التوصل إلى أن متوسط أوزان الأسماک المحجوزة خلف کل غربال کانت کالآتی:
1-     الغربال الأول 322.7 جم فأکثر بمدى اختیاری 51 جم وکفاءة 96.33٪
2-     الغربال الثانی 246.8 جم بمدی اختیاری 50 جم وکفاءة 97.87٪
3-     الغربال الثالث 206 جم بمدى اختیاری 20.5 جم وکفاءة 74.49٪
4-     الغربال الرابع 126.9 جم بمدى اختیاری 21.5جم وکفاءة 61.36٪
تم التوصل إلى أفضل ظروف تشغیل وهى معدل تصریف لماء المدرج 375 لتر/دقیقة (سرعة هروب للماء 0.00347 متر/ثانیة) وزاویة میل 5°، حیث تم الحصول على أعلى کفاءة تدریج 92.01٪ وإنتاجیة 2000کج/ساعة تحت هذه الظروف.
یوجد العدید من نماذج المنحنیات الاختیاریة للغرابیل أو قضبان الفرز لمعدات الصید فی البحار والمحیطات0 لذا تم توظیف نموذجی ریتشارد والنموذج المنطقی ذو المعاملات الثلاثة (three parameters-logistic) لتصنیف أداء کل غربال ومنحنى الاختیاریة الخاص به وتمثیله، حیث تبین أن نموذج ریتشارد هو أفضل نموذج یعبر عن منحنى الاختیاریة لکل غربال داخل المدرج تحت الدراسة.  

Akaike, H. 1974. A new look at the statistical model identification. IEEE Trans. Automat. Contr., AC-19: 716-723.
Aydın, C. and Z. Tosunoğlu. 2012. Evaluation of sorting grids for deepwater rose shrimp (Parapenaeus longirostris) in the Eastern Mediterranean demersal trawl fishery. Journal of Applied Ichthyology. 28: 102-106.
Baranov, F. I. 1948. Theory and assessment of fishing gear. Ch. 7: Theory of fishing with gill nets. Pishchepromizdat, Moscow. 45 p. (Translation from Russian by Ontario Department of Lands and Forests, Maple. Ont.).
Bingzhong, Y., Yanli, T. and L. Zhenlin. 2011. Selectivity of escape-hole size in tube traps for whitespotted conger myriaster. Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 29 (5): 1041-1047.
Engle, C. R., B. Southworth, P. O. Sudhakaran and A. Nanninga. 2011. Production and economic effects of in-pond grading of channel catfish. Aquacultural Engineering 45, 1–8.
Favire, C. 1989. Machine for grading and sorting fish, in particulary fish from the salmonidae family. United States patent number 4,854,455.
Heikes, D. 2007. Components and Use of an In-Pond Fish Grading System. Sothern Regional Aquaculture Center. SRAC publication No.3901.
Herrmann, B., M. Sistiaga, K. N. Nielsen and R. B. Larsen. 2012. Understanding the Size Selectivity of Redfish (Sebastes spp.) in North Atlantic Trawl Codends. J. Northw. Atl. Fish. Sci., 44: 1–13.
Hiramatsu, K. 1992. A statistical study of fish population dynamics using maximum likelihood method. Parameter estimation and model selection. Bull. Natl. Res. Inst. Far. Seas. Fish., 29: 57-114. (In Japanese, with English abstract.)
Huner, J., H. Dupree and D. Greenland. 1984. Harvesting, grading, and holding fish. In: Third Report to Fish Farmers. US Fish and Wildlife Service, Washington, DC, pp. 158–164.
Karplus I., V. Alchanatis and B. Zion. 2005. Guidance of groups of guppies (Poecilia reticulata) to allow sorting by computer vision. Aquacultural Engineering 32: 509–520.   
Liang Y.T. and Y.C. Chiou. 2009. Machine vision based automatic raw fish handling and weighing system, In: Chien B., T. Hong, S. Chen and M. Ali (eds.). Next-generation Applied Intelligence 22nd International conference on Industrial, Engineering and other applications of applied intelligent systems, IEA/AIE 2009 Tainan, Taiwan, June 2009, Proceedings.
Millar, R.B. 1992. Estimating the size-selectivity of fishing gear by conditioning on the total catch. J. Am. Stat. Assoc. 87, 962–968.
Millar R. B. and R. J. Fryer. 1999. Estimating of size-selectivity curves of towed gear, traps, nets and hook. Rev. Fish Biol. Fish., 9: 89-116.
Nelder, J.A. and, R. Mead. 1983. A simplex method for function minimization. Comput. J., 7: 308-313.
Revill A. and R. Holst. 2004. The selective properties of some sieve nets. Fisheries Research 66: 171–183.
Sardà F., N. Bahamon, B. Molí and F. Sardà-Palomera. 2006. The use of a square mesh codend and sorting grids to reduce catches of young fish and improve sustainability in a multispecies bottom trawl fishery in the Mediterranean. Scientia Marina 70 (3): 347-353.
Tokai T. 1997. Maximum likelihood parameter estimates of a mesh selectivity logistic model through SOLVER on MS -Excel. Bull. Jpn. Fish. Ocean. 61, 288–298.
Trimpey, J., C. Engle, D. Heikes, K.B. Davis, A. Goodwin. 2004. A comparison of new in-pond grading technology to live-car grading for food-sized channel catfish Ictalurus punctatus. Aquacultural Engineering 31, 263–276.
Xu, X. and R.B. Millar. 1993. Estimation of trap selectivity for male snow crab (Chionoecetes opilio). using the SELECT modeling approach with unequal sampling effort. Can. J. Fish. Aquat. Sci. 50, 2485–2490.