अध्याय 11 एक्वापोनिक्स सिस्टम मॉडलिंग
11.8 चर्चा और निष्कर्ष
एक्वापोनिक्स जटिल तकनीकी और जैविक प्रणाली हैं। उदाहरण के लिए, मछली के लिए संभव स्पष्टीकरण ठीक से नहीं बढ़ रहा है छोटे भोजन राशन, प्रतिकूल पानी की गुणवत्ता, तकनीकी समस्याओं के कारण तनाव, आदि हो सकता है स्वाभाविक धीमी जीव विज्ञान के कारण, इन स्पष्टीकरणों की वैधता की वैज्ञानिक जांच थकाऊ होगी और कई प्रयोगात्मक परीक्षणों की आवश्यकता होगी सभी महत्वपूर्ण कारकों और उनकी बातचीत प्राप्त करें, बहुत सारी सुविधाएं, विशेषज्ञता, अनुसंधान समय और वित्तीय परिसंपत्तियों की मांग करें। इसलिए, इस अध्याय में एक्वापोनिक सिस्टम मॉडलिंग का मुद्दा संबोधित किया गया था। एक्वापोनिक्स में, विभिन्न उद्देश्यों के लिए मॉडलिंग की आवश्यकता होती है: (i) अंतर्दृष्टि/समझ, (ii) विश्लेषण, (iii) अनुमान और (iv) प्रबंधन और नियंत्रण। इन सभी उद्देश्यों के लिए, उपयुक्त मॉडल की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, उद्देश्यों (ii) और (iii) को प्राप्त करने के लिए, एक अनुभवजन्य दृष्टिकोण का उपयोग किया जा सकता है जो नए प्रयोगों के संचालन के बिना जितना संभव हो उतना जानकारी निकालने के उद्देश्य से पिछले प्रयोगात्मक परीक्षणों से डेटा का विश्लेषण करने के लिए सांख्यिकीय मॉडल का उपयोग करता है। सांख्यिकीय मॉडल एक्वापोनिक सिस्टम में मछली और फसल उत्पादन को प्रभावित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण कारकों को प्रकट कर सकते हैं। भविष्य के प्रयोग इन कारकों पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं, इस प्रकार महंगा अनुसंधान संपत्ति का उपयोग और अधिक प्रभावी बना रही है।
· Aquaponics Food Production Systems11.7 मॉडलिंग उपकरण
एक्वापोनिक्स में, फ्लो चार्ट या स्टॉक और फ्लो आरेख (एसएफडी) और कारण लूप आरेख (सीएलडी) का उपयोग आमतौर पर एक्वापोनिक सिस्टम की कार्यक्षमता को चित्रित करने के लिए किया जाता है। निम्नलिखित में, प्रवाह चार्ट और सीएलडी का वर्णन किया जाएगा। 11.7.1 फ्लो चार्ट एक्वापोनिक्स की एक व्यवस्थित समझ प्राप्त करने के लिए, एक्वापोनिक्स के सबसे महत्वपूर्ण घटकों के साथ प्रवाह चार्ट यह दिखाने के लिए एक अच्छा उपकरण है कि सिस्टम में सामग्री कैसे बहती है। यह, उदाहरण के लिए, लापता घटकों और असंतुलित प्रवाह खोजने और मुख्य रूप से उपप्रोसेसरों के निर्धारकों को प्रभावित करने में मदद कर सकता है। चित्रा 11.
· Aquaponics Food Production Systems11.6 मल्टी-लूप एक्वापोनिक मॉडलिंग
पारंपरिक एक्वापोनिक डिजाइनों में एक्वाकल्चर और हाइड्रोपोनिक इकाइयां शामिल होती हैं जिनमें दोनों उपप्रणालियों (कोरनर एट अल। 2017; ग्रेबर और जुंग 2009) के बीच पुनर्चक्रण जल शामिल होते हैं। ऐसे एक-लूप एक्वापोनिक सिस्टम में, पीएच, तापमान और पोषक सांद्रता के संदर्भ में दोनों उप-प्रणालियों की शर्तों के बीच व्यापार-बंद करना आवश्यक है, क्योंकि मछली और पौधे एक पारिस्थितिकी तंत्र साझा करते हैं (गोडडेक एट अल। 2015)। इसके विपरीत, डीकॉप्टेड डबल-लूप एक्वापोनिक सिस्टम एक दूसरे से आरएएस और हाइड्रोपोनिक इकाइयों को अलग करते हैं, जो पौधों और मछली दोनों के लिए अंतर्निहित फायदे के साथ अलग पारिस्थितिक तंत्र बनाते हैं। हाल ही में, पोषक तत्वों के संदर्भ में लूप को बंद करने के साथ-साथ इनपुट-आउटपुट दक्षता में वृद्धि में वृद्धि हुई है। इसी कारण से, पुनर्खनिजीकरण (गोडडेक 2017; एमेरेन्सियानो एट अल। 2017; गोडडेक एट अल। 2018; योगेव एट अल 2016) और विलवणीकरण लूप (गोडडेक और केसमैन 2018) को समग्र प्रणाली डिजाइन में शामिल किया गया है। इस तरह के सिस्टम को डीकॉप्टेड मल्टी-लूप एक्वापोनिक सिस्टम (गोडडेक एट अल 2016) कहा जाता है।
· Aquaponics Food Production Systems11.5 एचपी ग्रीनहाउस मॉडलिंग
फसल के पानी का उपयोग और पोषक तत्व तेज एक्वापोनिक्स का केंद्रीय उपप्रणाली है। एचपी हिस्सा जटिल है, क्योंकि पानी का शुद्ध तेज और भंग पोषक तत्व केवल एक साधारण रैखिक रिश्ते का पालन नहीं करते हैं, जैसे मछली की वृद्धि। एक पूर्ण-कार्यात्मक मॉडल बनाने के लिए, एक पूर्ण ग्रीनहाउस सिम्युलेटर की आवश्यकता है। इसमें ग्रीनहाउस भौतिकी के उप-मॉडल सिस्टम शामिल हैं जिनमें जलवायु नियंत्रक और फसल जीव विज्ञान शामिल हैं, जिसमें जैविक और भौतिक तनाव के साथ इंटरैक्टिव प्रक्रियाओं को शामिल किया गया है।
· Aquaponics Food Production Systems11.4 मॉडलिंग एनारोबिक पाचन
** अंजीर 11.10** टैन (एक्ससबएनएचएक्स-एन ,1/उप) का सिमुलेशन [मिलीग्राम/एल] में 2 दिन = 2880 मिनट क्यू = 300 एल/मिनट (नीला) और क्यू = 200 एल/मिनट (नारंगी) के साथ अंजीर 11.11 QSubexc/उप = 300 एल/दिन (पीला), QSubexc/उप = 300 एल/दिन (पीला), Qsubexc/उप = 480 एल/दिन (नारंगी) और QSubexc/उप = 72,000 मिनट से अधिक [मिलीग्राम/एल] में Nitrate-n (XSUBEXC/उप = 600 एल/दिन (नीला) एनारोबिक पाचन (ई) जैविक सामग्री के एक प्रक्रिया है कि hydrolysis के अनुक्रमिक कदम शामिल है, एसिडोजेनेसिस, एसिटोजेनेसिस और metanogenesis (Batstone एट अल.
· Aquaponics Food Production Systems11.3 आरएएस मॉडलिंग
ग्लोबल फिश एक्वाकल्चर 2014 में 50 मिलियन टन तक पहुंच गया (एफएओ 2016)। बढ़ती मानव आबादी को देखते हुए, मछली प्रोटीन की बढ़ती मांग है। जलीय कृषि के सतत विकास के लिए उपन्यास (जैव) प्रौद्योगिकियों की आवश्यकता होती है जैसे कि एक्वाकल्चर सिस्टम (आरएएस) को पुन: परिचालित करना। आरएएस एक कम पानी की खपत है (Orellana 2014) और निकालने वाले उत्पादों की एक रीसाइक्लिंग के लिए अनुमति देते हैं (वालर एट अल.
· Aquaponics Food Production Systems11.2 पृष्ठभूमि
एक प्रणाली की कई परिभाषाएं उपलब्ध हैं, ढीले विवरण से लेकर सख्त गणितीय योगों तक। निम्नानुसार, एक प्रणाली को एक ऐसी वस्तु माना जाता है जिसमें विभिन्न चर सभी प्रकार के समय और अंतरिक्ष तराजू पर बातचीत करते हैं और जो अवलोकन संकेतों का उत्पादन करते हैं। इन प्रकार के सिस्टम को ओपन सिस्टम भी कहा जाता है। वेक्टर-मूल्यवान इनपुट और आउटपुट संकेतों के साथ एक सामान्य खुली प्रणाली (एस) का एक ग्राफिकल प्रतिनिधित्व चित्र 11.
· Aquaponics Food Production Systems11.1 परिचय
सामान्य तौर पर, गणितीय मॉडल अध्ययन के तहत प्रणाली के आधार पर बहुत अलग रूप ले सकते हैं, जो सामाजिक, आर्थिक और पर्यावरण से यांत्रिक और विद्युत प्रणालियों तक हो सकता है। आमतौर पर, सामाजिक, आर्थिक या पर्यावरण प्रणालियों के आंतरिक तंत्र बहुत अच्छी तरह से ज्ञात या समझ में नहीं आते हैं और अक्सर केवल छोटे डेटा सेट उपलब्ध होते हैं, जबकि यांत्रिक और विद्युत प्रणालियों का पूर्व ज्ञान उच्च स्तर पर होता है, और प्रयोग आसानी से किए जा सकते हैं। इसके अलावा, मॉडल फॉर्म भी मॉडलिंग प्रक्रिया के अंतिम उद्देश्य पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, प्रक्रिया डिजाइन या सिमुलेशन के लिए एक मॉडल में विभिन्न दीर्घकालिक परिदृश्यों का अध्ययन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले मॉडल की तुलना में अधिक जानकारी होनी चाहिए।
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