Mô hình hệ thống nuôi trồng thủy sinh sạch

Nội dung text: Mô hình hệ thống nuôi trồng thủy sinh sạch

1. MÔ HÌNH HỆ THỐNG NUÔI TRỒNG THỦY SINH SẠCH Nguyễn Hữu Dương, Nguyễn Hoàng Hải, Nguyễn Phước Lộc Viện Công nghệ Việt - Nhật, Trường Đại học Công nghệ TP.Hồ Chí Minh GVHD: TS. Đoàn Thị Bằng TÓM TẮT Hiện nay, tại các thành phố lớn đa số mọi người đều có nhu cầu về thực phẩm sạch. Người dân thường lo lắng về dư lượng thuốc phun ở rau hoặc thuốc tăng trọng ở cá khi mua từ chợ, siêu thị. Trong tình trạng tiến thoái lưỡng nan như vậy, nhóm chúng em đã phát triển mô hình nuôi trồng thủy sinh có thể trồng rau và nuôi cá, đổi mới và thay thế cách nuôi trồng truyền thống. Khách hàng chúng em hướng tới là lượng người dân có mức sống trung bình, khá tại các thành phố nơi mà xu hướng nhà cao tầng hoặc sân vườn, sân thượng. Những người dân hiện đại họ rất quan tâm tới sức khỏe của bản thân và gia đình của mình, vì vậy đây là giải pháp cực kì hiệu quả tại các gia đình sống tại thành phố lớn, bên cạnh đó tụi em còn hướng tới nơi mà những người nông dân đang canh tác, nuôi trồng là công việc chính, qua đó giúp nâng cao chất lượng sản phẩm bán ra, cải thiện chất lượng và sản lượng hàng hóa đang có trên thị trường. Từ khóa: chất lượng, dư lượng thuốc, mô hình nuôi trồng thủy sinh, thực phẩm sạch, sức khỏe. 1 CÁC VẤN ĐỀ GẶP PHẢI VỀ THỰC PHẨM 1.1 Thuốc trừ sâu, bảo vệ thực vật Việc sử dụng phân bón hóa học và thuốc trừ sâu là tác nhân chính góp phần tạo ra ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng, hàng loạt cuộc kiểm tra của các ban ngành vẫn kiểm tra thấy dư lượng thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật, hàng hóa dù xuất khẩu qua châu âu (EU) vẫn bị trả về hoặc từ chối nhập khẩu vì dư lượng kháng sinh, kim loại nặng, Nếu những thực phẩm này vào cơ thể con người một cách đều đặn mỗi ngày thì sẽ gây ra hậu quả như thế nào? Hình 1. Thực phẩm phun thuốc trừ sâu độc hại 1171
2. 1.2 Vận chuyển, bảo quản, nguồn gốc xuất sứ của thương lái và doanh nghiệp hợp tác xã không minh bạch Việc vận chuyển tập kết theo các kho bãi qua từng công đoạn dự trữ hàng hóa không đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm (thương lái nhập về với số lượng lớn nhưng không thể kiểm soát số lượng hàng hóa nhập về, vì nếu bỏ ra chi phí xây dựng kho bãi lớn hay chất lượng thì không thể đem lại khả năng sinh lời). Hàng hóa sau khi được nhập về từ xe chuyên dụng được cân kiểm la liệt trên mặt đất gây ra mất vệ sinh an toàn thực phẩm trầm trọng. Việc không minh bạch trong giấy tờ chứng minh nguồn gốc xuất xứ, chất lượng hàng hóa dù cho có là tiểu thương buôn bán ở chợ hay ở các siêu thị có các cục quản lý thị trường vẫn không thể đảm bảo được hoàn toàn chất lượng hay đem lại sự an toàn tin tưởng tuyệt đối cho người tiêu dùng ngày nay. Hình 2. Phóng sự về vệ sinh an toàn thực phẩm của VTV24 1.3 Vấn đề bảo quản, phun thuốc cho nông sản luôn tươi để bắt mắt khách hàng Việc mua hàng với số lượng lớn và không tiêu thụ hết không phải là chuyện hiếm thấy, ít doanh nghiệp nào mạnh dạn công bố hình ảnh bằng chứng hủy hàng hóa đã hết hạng sử dụng, thay vào đó các tiểu thương hay doanh nghiệp thường dùng một cách khác để “qua mắt người tiêu dùng” “bằng cách ngâm tẩm hóa chất để hô biến những loại rau cũ đã héo úa trở nên tươi mới” như vừa được nhổ từ vườn, việc này ảnh hưởng nặng đến sức khỏe của con người trầm trọng dễ gây ra vô sinh, dị tật cho thai nhi hoặc nặng hơn là ung thư. Bằng cách này hay cách khác việc gây ra hao tổn cho sức khỏe người tiêu dùng vẫn hơn là nhận lỗ về cho doanh nghiệp. 1172
3. Hình 3. Cảnh giác hóa chất bảo quản trên rau củ quả 1.4 Thức ăn công nghiệp cho thủy sản Trên thị trường thủy sản hiện nay rất đa dạng về số lượng của thủy sản, hiện tại các tiểu thương thường nhập nguồn hàng từ các nhà nuôi công nghiệp hoặc nông dân. Với quy mô công nghiệp các nhà cung cấp thường chọn các sản phẩm thức ăn công nghiệp hoặc thuốc tăng trọng cho cá để có thể tăng sản lượng sản xuất, cũng như đáp ứng về nguồn cung cho khách hàng hiện tại. Với xu hướng công nghiệp hóa các thức ăn cho thủy sản thường chưa hàm lượng thuốc tăng trọng hoặc chất bảo quản rất cao, thời gian bảo quản thức ăn có thể lên đến vài năm. Việc này có thể khiến cho thủy sản có ngoại hình tốt, giảm giá thành chi phí (đa phần các chất, thuốc tăng trọng được nhà nông hoặc doanh nghiệp ưa chuộng sử dụng đều có xuất xứ từ Trung Quốc) khiến cho sản phẩm có giá rẻ hơn, nhưng về cơ bản chỉ là hình thức ngoại hình bên ngoài nhưng lại khiến chất lượng thịt và các vitamin tốt bị giảm rất nhiều. Thuốc tăng trọng nếu sử dụng quá liều sẽ ảnh hưởng cực lớn đến sức khỏe con người nếu như số lượng hợp chất hóa học này được đưa vào cơ thể. Tình trạng dễ gặp phải là buồn nôn, chóng mặt lâu dần hợp chất này vẫn cứ tích tụ sẽ dẫn đến các bệnh về ngộ độc thần kinh, đường ruột và nghiêm trọng hơn là ung thư. Bên cạnh đó việc sử dụng kháng sinh cho thủy sản cũng là một vấn đề nan giải vì nếu như nuôi với số lượng lớn, thủy sản rất dễ nhiễm bệnh hoàng loạt, nguyên nhân đến từ nhiều yếu tố khác nhau như nguồn nước nhiễm bẩn, chất lượng hệ thống lọc vi sinh và chất thải cá, chất lượng con giống, nguồn thức ăn tăng trọng cũng là yếu tố làm thủy sản giảm lượng kháng sinh tự nhiên. Thay vào đó người nuôi sử dụng lượng kháng sinh bổ sung vào thức 1173
4. ăn hoặc thả trực tiếp vào môi trường nước. Với quy mô công nghiệp hàng chục ha khiến cho việc vệ sinh, giải phóng nguồn dư lượng kháng sinh là một bài toán vô khó. Các chất hóa học có trong nguồn thực phẩm công nghiệp thủy sản khó hòa tan như kiềm, kim loại nặng và các chất hóa học như phốt pho và cacbon. 1.5 Khai thác số liệu và phân tích từ người dân quan tâm đến VSATTP [*]Với 233 mẫu khảo sát được trích từ nghiên cứu khoa học của TS. Đặng Thanh Liêm (được trích từ nghiên cứu khoa học thị hiếu và thái độ của người tiêu dùng khu vực Thành phố Hồ Chí Minh đối với sản phẩm thủy sản chế biến được đăng tải vào tháng 11/2015 đến từ trường ĐH. Văn Hiến) đã cho thấy lý do chính khiến người tiêu dùng nghĩ rằng họ sẽ tiếp tục dùng sản phẩm nông thủy sản chế biến trong tương lai với nhận định quan trọng trong 100% tỷ lệ nghiên cứu khảo sát thì trong đó vấn đề về VSATTP được người tiêu dùng quan tâm chiếm (30,9%), trong cuộc khảo sát gần nhất của nhóm chúng em trên 100 người dân sống tại đô thị lớn thì vấn đề VSATTP chiếm 80%, theo số liệu báo cáo thì vấn đề người dân hoặc người trong gia đình bị ngộ độc thực phẩm chiếm 60% và số lượng cư dân mắc các bệnh về tiêu hóa và đường ruột chiếm đến 80%. Đây là một con số có thể nói là tới mức báo động. Nếu cơ thể mỗi ngày đều sử dụng rau bẩn nhưng với mác rau sạch hoặc nếu không biết và vẫn vô tư sử dụng liên tục trong thời gian dài thì hậu quả sẽ như thế nào? Đợi đến khi cơ quan chức năng phát hiện và triệt phát lúc đó mới tóa hỏa khi nhận thì chúng ta đã nạp bao nhiêu khối lượng “rau sạch’’ kia vào cơ thể. Nhưng triệt phá thì có phải là hết không hay cũng giống như vòi bạch tuộc cắt đứt một cái rồi lại mọc ra hàng chục cái khác với thủ đoạn tinh vi xảo quyệt hơn? Không ai có thể biết chắc là tình trạng này sẽ chấm dứt hay vẫn tái diễn thứ xảy ra với cơ thể chúng ta thì chỉ khi nạp vào cơ thể thì mãi về sau ta mới biết được. 2 Ý TƯỞNG GIẢI PHÁP Hệ thống này được gọi là Aquaponic nhưng hiện tại ở Việt Nam chưa được áp dụng thực tế và thành công do người nuôi trồng chỉ nuôi trồng theo phương pháp truyền thống, chưa có sự can thiệp của thiết bị hoặc kỹ thuật điện tử và IoT đây là mô hình nuôi trồng tự động hoá và giám sát từ xa. Đây có thể gọi là bước đi kết hợp đầu tiên ở mô hình nuôi trồng thuỷ sinh. Khái quát dự án: sản phẩm chúng em là mô hình Hệ thống nuôi trồng thủy sinh xanh. Mô tả về sản phẩm: Sẽ dùng hệ thống vi xử lý thông tin lấy tính hiệu từ nhiệt độ nước, mực nước trong bể, độ PH trong nước, chất lượng nước trong bể, hệ thống điều hòa oxy, và lọc không khí. Đảm bảo điều kiện sống của sinh vật trong bể có một môi trường sống tốt nhất. Hệ thống sẽ có bồn lọc tự động để có thể lọc được nước trong một môi trường khép kín. Sau đó tái sử dụng phân cá để bón tự động cho cây trồng, thay thế cho phân bón hóa học. Lọc nước giúp cho cá có một môi trường sống tốt tăng sản lượng và chất lượng cá, giúp rau trồng và hoa màu có được một chất lượng sạch sẽ mà không liên quan tới các chất hóa học, tăng sức khỏe cho người tiêu dùng mà đây chính là vấn đề mà mọi người ở thời điểm hiện tại đang quan tâm nhất. Giúp cho người sử dụng tốn ít thời gian chăm sóc, có thể nuôi với quy mô công nghiệp, tích hợp nuôi được nhiều sinh vật. Áp dụng công nghệ chăm sóc từ xa cho người nông dân, giảm thiểu rủi ro và tăng chất lượng cho khách hàng. Tích hợp thêm cả 1174
5. vấn đề năng lượng sạch cho người sử dụng chúng em sử dụng hệ thống năng lượng điện mặt trời để có thể tách nguồn nuôi ra khỏi lưới điện sử dụng một nguồn năng lượng sạch hoàn toàn. Hình 4. Mô hình thủy sinh sạch trong nhà cho khách hàng 2.1 Vi xử lý Hệ thống vi xử lý thông tin hoạt động áp dụng công nghệ IOT nên nhóm quyết định sử dụng bộ xử lý Arduino Uno R3 như bộ não để điều khiển và kiểm soát thông tin đưa về từ cảm biến của như trả lời tín hiệu lập trình sẵn, điểm hạn chế của arduino Uno là giao thức kết nối chỉ có thể giao thức qua tín hiệu Digital và Analog chứ không thể nào truyền tải thông tin qua Bluetooth hay Internet vì vậy mấu chốt của mô hình IOT đó là phải kết nối dữ liệu được với Internet với điểm thiếu hụt như vậy nhóm quyết định chọn bộ computer mini là Rasberry Pi 3. Để tiện lợi và thuận tiện thông qua IOT nên nhóm quyết định kết hợp trong giao thức kết nối giữa Arduino Uno và Rasberry Pi 3 để truy xuất thông tin qua giao thức MQTT và xuất thông tin lên cổng Cloud Sever. 2.2 Cảm biến Việc sử dụng cảm biến là một yếu tố quan trọng trong mô hình, các yếu tố về chất lượng nước, hệ thống vi sinh trong nước, độ pH trong nước và trong đất, độ ẩm đất, Tại đây chúng tôi sử dụng cảm biến để lấy thông tin về cho hệ thống đánh giá sau đó theo số liệu đã lập trình sẵn để có thể điều khiển thiết bị. Qua đó theo từng thông tin mà cảm biến đưa về theo phút để có thông tin cập nhật liên tục. Cảm biến cho vườn rau: cảm biến độ ẩm đất, cảm biến độ pH trong đất, cảm biến nhiệt độ, cảm biến độ dinh dưỡng của đất. Cảm biến cho hồ cá: cảm biến độ pH nước, cảm biến chất lượng nước, cảm biến nhiệt độ nước. 2.3 Hệ thống lọc tự động Hệ thống gồm 03 phần Hệ thống lọc nước cơ (màn lọc mịn, lọc tạp chất, thức ăn thừa), sau đó qua hệ thống lọc vi sinh cuối. Hệ thống lọc vi sinh do nhóm nghiên cứu và xin ý kiến từ 1175
6. các chuyên gia hàng đầu sau đó chắt lọc và lựa chọn kỹ lưỡng hệ vi sinh phù hợp với hệ thống nên có thể gọi đây là hệ vi sinh do nhóm tự nghiên cứu và phát triển. Hình 5. Mô hình bồn lọc của hệ thống tuần hoàn 2.4 Công nghệ chăm sóc từ xa Thông qua các thông số từ cảm biến đưa về cho bộ điều khiển, theo số liệu đã lập trình sẵn ở thông số chuẩn cần thiết sẽ điều khiển thiết bị điện tử phụ trợ để có thể can thiệp kịp thời. Công nghệ IOT đã có từ trước trên thế giới hiện tại ở Việt Nam chỉ nằm ở quy mô thử nghiệm. 3 ĐIỂM KHÁC BIỆT Điểm đổi mới: về điểm đổi mới hiện tại nếu so về tính chất mô hình sản xuất hiện tại mô hình ‘‘nhà sản xuất thủy sinh’’ này hiện tại chưa được phát triển tại Việt Nam nhưng đã được thử nghiệm ở một vài quốc gia trên thế giới sau đại dịch COVID-19, hiện tại mô hình này rất được sự ủng hộ to lớn ở những quốc gia phát triển công nghiệp, giải quyết được bài toán nông sản nơi mà các nước họ không có nhiều diện tích hoặc yếu tố để phát triển nông nghiệp. Tại Việt Nam tuy chúng ta là quốc gia có sản lượng nông thủy sản xếp vị trí cao trên thế giới nhưng chúng ta vẫn phải đối mặt với vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm, các nhà phát triển dự án nông nghiệp số tại Việt Nam vẫn bị động khi chỉ dừng lại ở việc hỗ trợ các nhà nông chứ chưa tiếp cận được mọi người như dự án của nhóm. Tính chất sáng tạo của dự án về công nghệ: với tính chất công nghệ của thời đại 4.0 chúng tôi đã áp dụng nhiều công nghệ sản xuất tự động vào trong mô hình của mình nhưng tiêu biểu nhất là công nghệ rất được quan tâm nhất hiện nay đó là IOT (Internet Of Things). Công nghệ điều khiển hệ thống từ xa giúp cho việc nuôi trồng trở nên tự động hóa và giảm lượng thời gian chăm sóc cho cây trồng, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm, giúp sản phẩm được bảo quản lâu hơn. Hệ thống bồn lọc do nhóm tự thiết kế giúp cho sản phẩm tối ưu trong quá trình nuôi trồng và không chiếm nhiều diện tích, mang lại không gian sống xanh cực kì hiệu quả và tăng tính thẩm mỹ. 4 HIỆU QUẢ CỦA DỰ ÁN Lợi ích của việc phát triển mô hình sau khi tiếp cận số lượng khách hàng theo từng nhóm, qua đó chúng em xây dựng được 01 kênh dữ liệu về cơ sở nuôi trồng giúp cho khách hàng của mình có một mạng xã hội thông tin nuôi trồng, qua đó đưa giúp cho nâng cao chất lượng 1176
7. hàng hóa trên thị trường, người dân chủ động trong quá trình sử dụng thực phẩm mà không cần phải mua những mặt hàng ở ngoài. Khai thác yếu tố khách hàng muốn tự tay thay đổi cuộc sống và tính tiện dụng của sản phẩm giúp cho khách hàng tự tay làm ra đước nguồn thực phẩm và trực tiếp sử dụng không phải suy nghĩ lo lắng về vấn đề thực phẩm bẩn giúp khách hàng nâng cao và phát triển sức khỏe của bản thân và gia đình. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tố Uyên (2018) Vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm ở chợ đáng báo động. [2] VTV24 (2018) Vệ sinh an toàn thực phẩm, mujA [3] Đoàn Huỳnh Bảo Duy (2021) IoT là gì? hay/internet-of-things-iot-xu-huong-cong-nghe-cua-tuon-767301 [4] Nguyễn Minh Đức, Đặng Thanh Liêm (2015). Thị hiếu và thái độ của người tiêu dùng khu vực TP.HCM đối với sản phẩm thủy sản chế biến, Nghiên cứu khoa học, Đại học Văn Hiến. 1177