Innowacyjna produkcja pasz wodnych w postaci peletek powlekanych chitozanem z odpadów przybrzeżnych przy użyciu suszenia w złożu fluidalnym metodą natrysku od góry

Przekształcanie przybrzeżnych odpadów w wartościową paszę

Wzdłuż wielu wybrzeży góry pancerzy krewetek, skorup krabów i wodorostów gromadzą się jako odpady po przetwórstwie owoców morza. Badanie to pokazuje, jak te pozostałości można przekształcić w wysokiej jakości peletki paszowe dla hodowanych ryb i krewetek. Dzięki sprytnemu suszeniu i powlekaniu peletek, badacze nie tylko poddają recyklingowi bogate w składniki odżywcze odpady, ale także uzyskują trwalszą paszę, która dobrze się przechowuje, mniej się marnuje i może przyczynić się do bardziej zrównoważonej i przystępnej cenowo akwakultury.

Od pancerzy i wodorostów do małych porcji dla ryb

Zespół rozpoczął od zmielenia trzech rodzajów odpadów przybrzeżnych — pancerzy krewetek, skorup krabów i spiruliny — i wmieszania ich w trzy różne receptury peletek. Spirulina dostarczała skoncentrowane białko i zdrowe tłuszcze, podczas gdy pancerze dodawały dodatkowego białka i użytecznych minerałów. Celem było zastąpienie dużej części tradycyjnej mączki rybnej stosowanej zwykle w paszach, co obniży koszty i zmniejszy presję na dzikie zasoby ryb. Wszystkie receptury dały małe cylindryczne peletki o poziomach białka i tłuszczu odpowiednich dla zdrowego wzrostu ryb, a jedna receptura z większą zawartością skorup kraba (nazwana recepturą A) oferowała najlepszą ogólną równowagę odżywczą.

Szybsze suszenie peletek przy mniejszym zużyciu energii

Świeżo wytworzone peletki są mokre i kruche, więc trzeba je suszyć ostrożnie. Zamiast powolnego suszenia w piecu lub na tacach, badacze zastosowali hybrydowy system złożowy z natryskiem od góry wspomagany lampą halogenową. W tym układzie gorące powietrze dmucha w górę, utrzymując peletki w stanie przypominającym delikatne wrzenie, podczas gdy bliskie podczerwieni ogrzewają je od wewnątrz. Testując temperatury powietrza od 70 do 110 °C, stwierdzili, że wyższe temperatury usuwają wodę znacznie szybciej bez przegrzewania paszy. Przy 110 °C peletki osiągnęły bezpieczny niski poziom wilgotności poniżej 12% w około 10 minut — skracając czas suszenia niemal o sześć godzin w porównaniu z metodami tradycyjnymi i obniżając zużycie energii na kilogram odprowadzonej wody.

Rozwiązanie problemu „kruszących się” peletek

Był jednak pewien haczyk: najszybsze suszenie oszczędzające energię miało też tendencję do zwiększania kruchości peletek. Receptura A, choć bogata w składniki odżywcze, miała stosunkowo niski „wskaźnik trwałości peletu”, co oznaczało, że łatwiej się kruszyła przy obróbce lub podczas przemieszczania. Kruche peletki mogą rozsypywać się podczas transportu lub szybko rozpadać w wodzie, marnując paszę i zanieczyszczając zbiorniki lub stawy. Aby temu zaradzić, badacze dodali drugi etap: powlekanie wysuszonych peletek cienką warstwą chitozanu, naturalnej substancji pozyskiwanej ze skorup krabów, znanej z tworzenia filmów i właściwości przeciwmikrobowych.

Delikatny natrysk, który wzmacnia i chroni

Powłoka była nanoszona w złożu fluidalnym z natryskiem od góry: powietrze unosiło peletki, podczas gdy drobna mgiełka roztworu chitozanu spadała z góry i niemal natychmiast wysychała. Przy użyciu statystycznej metody optymalizacji zespół dostroił trzy kluczowe parametry — stężenie chitozanu, prędkość natrysku i temperaturę powietrza — aby zminimalizować zarówno czas suszenia, jak i zużycie energii elektrycznej. Najlepsze połączenie obejmowało umiarkowane stężenie chitozanu (około 0,7% masowo w roztworze), stosunkowo niski współczynnik natrysku i najwyższą testowaną temperaturę powietrza (110 °C). W tych warunkach powlekanie zajmowało nieco ponad osiem minut i zużywało tylko około jednej trzeciej kilowatogodziny na kilogram peletek.

Gładkie peletki, wolniejsze rozpuszczanie i mniej pleśni

Obrazy mikroskopowe ujawniły, że chitozan utworzył gładką, ciągłą powłokę wokół peletek, uszczelniając wiele porów widocznych w niepowlekanej paszy. Przełożyło się to na konkretne korzyści: wskaźnik trwałości wzrósł o około 36 punktów procentowych, łatwo przekraczając powszechne cele jakościowe, podczas gdy odsetek materiału peletu rozpuszczającego się w wodzie spadł o około jedną trzecią. Oznacza to, że pasza dłużej utrzymuje się w stawach, dając rybom więcej czasu na jej zjedzenie i zmniejszając utratę składników odżywczych do wody. Choć odnotowano pewne obniżenie mierzonej ilości białka i włókna — prawdopodobnie dlatego, że łagodnie kwaśny roztwór powlekający i ciepło zmieniły niektóre białka — ogólny profil odżywczy pozostał dobrze w granicach znanych jako wspierające dobry wzrost ryb. Co ważne, peletki powlekane także hamowały wzrost pleśni Aspergillus w testach laboratoryjnych, co sugeruje lepsze bezpieczeństwo i trwałość przy przechowywaniu.

Co to oznacza dla hodowców ryb i wybrzeża

Mówiąc prosto, praca ta przedstawia sposób na przekształcenie śmierdzących hałd odpadów owoców morza w trwałe, długo utrzymujące się peletki paszowe przy użyciu wydajnego suszenia i cienkiej, naturalnej powłoki. Proces oszczędza energię, poprawia wytrzymałość peletek, zmniejsza szybkość rozpadu paszy w wodzie i zapewnia dodatkową ochronę przed grzybami psującymi. Choć dokładna receptura i ustawienia maszyn trzeba by dopracować dla pełnoskalowych zakładów i różnych rodzajów odpadów przybrzeżnych, przesłanie jest jasne: dzięki inteligentnemu inżynierskiemu podejściu to, co kiedyś wyrzucano wzdłuż brzegu, może stać się cennym składnikiem bardziej zrównoważonej akwakultury.

Cytowanie: Maikaew, J., Srisang, N., Tambunlertchai, S. et al. An innovative chitosan-coated aquatic feed pellets production from coastal waste using top-spray fluidized bed drying. Sci Rep 16, 5166 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35937-0

Słowa kluczowe: pasza akwakulturowa, odpady przybrzeżne, powłoka z chitozanu, hodowla ryb, zrównoważona akwakultura