Невидимый накопитель: почему мониторинг растворенного CO2 является недостающим элементом управления в наземном лососеводстве.

В системах рециркуляционного рыбоводства всё внимание уделяется кислороду. В каждой системе рециркуляционного рыбоводства в развитых странах мира установлены резервные датчики растворенного кислорода, автоматические системы оксигенации и система оповещения, которая оповещает операторов в 3 часа ночи при падении уровня растворенного кислорода. Углекислый газ не получает ни одного из этих сигналов.

Биологические условия беспощадны. Мальки лосося, потребляющие 1 килограмм корма, выделяют в процессе дыхания примерно 1,2 килограмма CO₂ — больше массы CO₂, чем массы корма, преобразованного в рост. В проточной системе этот CO₂ вымывается водой. В рециркуляционной системе, где 95–99% воды очищается и возвращается, CO₂ накапливается. Без активного удаления концентрация CO₂ в резервуаре повышается до 30–50 мг/л в течение нескольких дней после достижения полной плотности посадки.

Проблема измерения: почему датчики CO2 сложны в использовании

Измерение растворенного CO₂ основано на принципе электрода Северингауза. CO₂ диффундирует через газопроницаемую мембрану в тонкий слой внутреннего электролита, изменяя его pH. Изменение pH, измеренное относительно эталонного электрода, пропорционально парциальному давлению CO₂. Измерение является надежным — при условии надлежащего обслуживания датчика.

Практическая проблема в системах рециркуляционного ацидоза (РАС) заключается в дрейфе. Мембрана загрязняется биопленкой. Внутренний электролит истощается. Референсный контакт забивается взвешенными частицами. Датчик CO₂, оставленный без обслуживания на месяц, может отклониться на 30–50% от точки калибровки, показывая 8 мг/л, когда фактическое значение в резервуаре составляет 25 мг/л. Это разница между «безопасным» и «хроническим ацидозом», отображаемыми как нормальное значение на экране SCADA.

Датчик растворенного CO₂ Honde выбран для использования в системах рециркуляционного аквакультуры (RAS), поскольку его мембранный картридж можно заменить пользователем на месте, его выход RS485 Modbus-RTU напрямую подключается к ПЛК предприятия, а автоматическая температурная компенсация обеспечивает точность в диапазоне от 8°C до 20°C, характерном для типичной работы системы RAS.

Отсутствующий контур управления

Современный наземный лососевый комплекс работает по следующей схеме управления:

Подача кислорода регулируется автоматически — датчики растворенного кислорода управляют системами оксигенации в замкнутом контуре. Температура регулируется автоматически — нагреватели и чиллеры реагируют на показания датчиков в резервуарах. pH регулируется автоматически — дозирование бикарбоната натрия реагирует на показания датчиков pH. CO₂ измеряется — если вообще измеряется — в виде ручного отбора проб раз в неделю, анализируемых с помощью настольного измерителя в лаборатории.

В результате получается процесс, контролируемый в четырех измерениях, при этом пятое измерение управляется вслепую. Дегазационная колонна — насадочная башня или вакуумный стриппер, удаляющий CO₂ — работает с фиксированной скоростью, рассчитанной на пиковую нагрузку, независимо от фактического спроса. У оператора нет данных, чтобы ответить на самый основной вопрос: удаляет ли дегазатор сегодня достаточное количество CO₂?

Установка датчика CO₂ Honde в возвратную линию резервуара замыкает этот контур. Датчик измеряет фактическую концентрацию CO₂ в воде, поступающей в резервуар. Выход RS485 управляет работой дегазатора: когда концентрация CO₂ приближается к 15 мг/л, поток воздуха для дегазации увеличивается; когда она падает ниже 8 мг/л, поток воздуха уменьшается. Дегазатор работает с той эффективностью, которая фактически необходима для воды, и рыбы никогда не достигают порога ацидоза.

Архитектура решения для наземного лососевого хозяйства

Результаты полевых исследований: наземный центр по выращиванию смолтов, Западная Норвегия, 2026 год.

На коммерческом предприятии по выращиванию мальков атлантического лосося в западной Норвегии, производящем 2,5 миллиона мальков в год в полностью рециркуляционной системе, в период с января по март 2026 года были установлены датчики CO₂ компании Honde во всех 24 резервуарах для выращивания рыбы.

Результаты работы за 5 месяцев (до пика производства молоди весной):

• •Датчики непрерывного действия показали, что концентрация CO₂ в резервуарах колебалась от 6 до 24 мг/л в сутки — в зависимости от циклов кормления и работы дегазатора, — в то время как предыдущие еженедельные отборы проб неизменно показывали в среднем 10–12 мг/л. Рыба в резервуарах с наибольшей плотностью содержалась в условиях хронического ацидоза примерно 30–40% производственного цикла.
• •После замыкания контура управления дегазатором — когда реле модулировало поток воздуха для дегазации в соответствии с показаниями датчика — среднее содержание CO₂ в резервуарах стабилизировалось в диапазоне от 8 до 14 мг/л по всем 24 резервуарам.
• •Коэффициент конверсии корма улучшился на 11% в период выращивания в мае-июне по сравнению с тем же периодом 2025 года, что, по словам руководителя производства, напрямую связано с устранением ацидоза, вызванного CO₂.
• •Система сигнализации зафиксировала 37 случаев повышения уровня газа при пороговом значении 20 мг/л в течение первого месяца — до полной настройки контура управления дегазатором — и ни одного случая повышения уровня газа в последний месяц испытаний.
• •В документации по благополучию рыб, подготовленной для весеннего аудита 2026 года, впервые была включена непрерывная история концентрации CO₂, заменившая предыдущие записи точечных проб полным набором данных с отметкой времени.