A Comparison between Surface and Underwater Feeding Technology with Respect to Feed Waste

Abstract

Den teknologiske utviklingen innen akvakultur har en eksponentiell vekst og det utvikles stadig nye løsninger. Blant dem finner man nye fôringsteknologier som skal bidra til å løse utfordringer industrien står ovenfor. Undersøkelser viser at der er lite informasjon å hente når det kommer til hvor bærekraftige disse innovasjonene er. Denne masteroppgaven tar for seg hvilken fôringsteknologi i fiskeoppdrett som er mest miljøvennlig med tanke på fôrspill ved hjelp av en pelletdistribusjonsmodell.

I begynnelsen av avhandlingen vil faktorer som anses som relevante under en fôringsprosess diskuteres, etterfulgt av utfordringene som følger med det å mate oppdrettsfisk. Deretter introduseres den konvensjonelle overflaterotorsprederen og en undervannsfôrer. Sammenligningen av disse fôringsteknologiene er muliggjort ved å bruke en allerede eksisterende matematisk pelletdistribusjonsmodell laget av SINTEF Ocean. Denne ble i utgangspunktet laget for å måle fôrspill fra den konvensjonelle overflaterotorsprederen, men modellen har blitt endret slik at fôrfordelingsmønsteret fra en undervannsfôrer er inkludert. For å sammenligne mengden fôrspill fra de to fôringsteknologiene blir to av designparametrene til undervannsfôreren, fôringsdybden og bunnringradiusen, undersøkt. Begge parametrene simuleres tre ganger med forskjellige verdier for tre forskjellige vannstrømsprofiler: jevn strøm, lineær avtagende moderat strøm og lineær avtagende sterk strøm. En adferdsrelatert parameter, den lokale fisketetthetgrensen, FDthresh, simuleres også med to vilkårlige verdier for tilfellet med uniform støm for å vise hvor viktig denne parameteren er for den overordnede modellen. For å ha et utgangspunkt for simuleringene har det blitt utviklet et realistisk fôringsregime i samarbeid med fôroperatører fra et oppdrettsfirma.

Parameterstudiet i denne avhandlingen viser at overflatesprederen er det mer bærekraftige alternativet med tanke på fôrspill, men det er ikke gitt at dette er sant i virkeligheten. For at denne modellen skal gi mer realistiske resultater, vil det være nødvendig for hver oppdretter å implementere lokale data fra sine oppdrettsanlegg. Modellen må også forbedres slik at den når et akseptabelt detaljnivå. Resultatet av sammenligningen kan dermed få et annet utfall hvis overnevnte gjennomføres.

Due to the technological development within the fish farming industry, new feeding technologies are being developed — however, little documentation concerning the sustainability of different innovations exist. This thesis explores different feeding technologies in aquaculture to compare their feed waste production with the use of a mathematical model of the feeding process.

Factors that are considered relevant during a feeding process are discussed together with challenges of feeding farmed fish. Two feeding technologies that currently are attempting to address these challenges are presented. First, the conventional surface rotor spreader is introduced, followed by a subsea feeder. The comparison is made possible by using an already existing mathematical pellet distribution model made by SINTEF Ocean for the surface rotor spreader. The model is altered to include the feed distribution pattern of a subsea feeder. It is of interest to see how the subsea feeder measures up to the surface rotor spreader. That is why two of the subsea design parameters, the feeding depth, and the bottom ring radius, are investigated. Both parameters are simulated three times with different values for three different water current profiles: uniform current, linear decreasing moderate current, and linear decreasing strong current. A behaviour related parameter, the local fish density threshold, FDthresh, is also simulated with two arbitrarily chosen values to show how important this parameter is to the overall model. To have a starting point for the simulation, a realistic feeding regime is developed and simulated in conjunction with operators at a fish farm.

The parameter study in this thesis reveals that the surface rotor spreader is the more sustainable option regarding feed waste, but it is uncertain if this is actually true in reality. For this model to produce more realistic results, it will be necessary for each fish farmer to implement local data from their fish farms. Further work must also be done to improve the model accuracy. The outcome of the comparison might change when the above is reviewed.