Prosjektnummer
PIB - Multispektral turbiditetssensor for robust vannkvalitetskontroll i akvakultur
Turbiditet er en viktig indikator for vannkvalitet i akvakulturanlegg, særlig i resirkuleringsanlegg (RAS). Parameteren gir informasjon om partikkelbelastning, filterstatus og prosessstabilitet. Høye nivåer av suspenderte partikler kan gi gjelleirritasjon, stress og økt sykdomsrisiko hos fisk. Likevel brukes turbiditet i dag i liten grad som aktiv styringsparameter i drift. Årsaken er begrensninger ved dagens kommersielle turbiditetssensorer. Sensorene påvirkes av begroing og tilsmussing, har sensordrift over tid og krever hyppig kalibrering. De har også lav robusthet i miljøer med luftbobler og høy partikkeltetthet. Målingen gir ofte begrenset informasjon fordi den baseres på én vinkel og én bølgelengde. Resultatet er ustabile data med lav operasjonell verdi, og turbiditet brukes derfor mer som analyseverktøy enn som sanntidssignal for prosesskontroll.
Tradisjonell NTU-måling påvirkes sterkt av partikkeltype, størrelse og farge. Ulike partikkelregimer kan gi samme NTU-verdi, men ha ulik årsak og betydning, for eksempel filtergjennomslag versus økt biologisk aktivitet. Dette gjør tolkning krevende og begrenser bruken i praktisk drift. Prosjektet skal utvikle en robust multispektral turbiditetssensor for bruk i RAS- og gjennomstrømningsanlegg. Sensoren kombinerer spredningsmåling med spektral informasjon i synlig område. Dette gjør det mulig å skille mellom partikkelindusert turbiditet og optiske effekter fra farge og oppløste stoffer.
Multispektral måling gir høyere informasjonsinnhold og bedre grunnlag for å identifisere årsaker til avvik, som biofilmfragmentering, filterlekkasje eller endringer i råvannskvalitet. Dette kan styrke bruken av turbiditet som styringsparameter i sanntid. Prosjektet inkluderer utvikling av en aktiv rengjøringsmekanisme som fjerner biofouling og avleiringer på sensorvinduet. Rengjøring kan aktiveres ved behov basert på spektrale endringer, eller ved faste intervaller. Dette forventes å gi bedre langtidsstabilitet og redusert manuelt vedlikehold.
Kombinasjonen av multispektral måling, behovsstyrt rengjøring og vedlikeholdsvarsling skal gi en mer driftssikker turbiditetsmåling med høy relevans for prosesskontroll i akvakultur.
Prosjektet gir stor nytte for havbruksnæringen ved å introdusere en ny generasjon robuste, multispektrale turbiditetssensorer. Sensorene gir mer presis og stabil informasjon om vannkvalitet enn dagens løsninger, og dataene er direkte relevante for drift. På kort sikt gir teknologien bedre prosesskontroll og mindre behov for manuelle inngrep. På lengre sikt legger den grunnlaget for mer automatisert, datadrevet og prediktiv drift i akvakulturanlegg.
For oppdrettsbedrifter gir mer presise målinger tidlig varsling av hendelser som fôrspill, filterproblemer, biofilmvekst og økt organisk belastning. Dette gir bedre driftssikkerhet, raskere beslutninger og redusert risiko for stress, sykdom og tap av fisk. På kort sikt styrkes stabiliteten i RAS- og gjennomstrømningsanlegg. Over tid muliggjør teknologien økt automatisering og bedre dokumentasjon av vannkvalitet og fiskevelferd. Samtidig får teknologileverandører tilgang til et konkurransedyktig sensorprodukt med tydelig etterspørsel i markedet.
Sensoren bidrar til lavere driftskostnader gjennom færre feilalarmer, mindre unødvendig tilbakespyling, lavere energiforbruk og redusert behov for manuell rengjøring. Integrert rengjøring og høy målestabilitet gir lengre serviceintervaller og lavere livsløpskostnader. Bedre vannkvalitet og mer stabil drift reduserer risiko for produksjonstap og kan gi økt utbytte per syklus.
Ved å kombinere turbiditet med spektral fargeinformasjon kan sensoren skille mellom ulike typer partikler og biologiske prosesser. Dette gir mer presis styring av rensing, fôring, oksygenering og vannutskifting. Resultatet er et mer stabilt og forutsigbart miljø for fisken, med lavere stress, bedre helse og jevnere sluttproduktkvalitet.
Mer presis overvåking av vannkvalitet gjør det mulig å utnytte produksjonskapasiteten bedre innenfor gjeldende velferdsrammer. Risikoen for driftsstans reduseres, og RAS-anlegg kan over tid produsere mer biomasse per enhet med høyere stabilitet gjennom hele produksjonssyklusen.
Automatisert og behovsstyrt rengjøring reduserer behovet for manuelle inngrep i krevende prosessområder. Færre feilalarmer og mer stabile målinger gir tryggere drift, færre uforutsette hendelser og lavere belastning på driftspersonell.
Mer presis måling av partikler og farge gir bedre styring av renseprosesser og lavere utslipp til miljøet. Samtidig bidrar teknologien til redusert kjemikaliebruk, mer energieffektiv drift og bedre dokumentasjon overfor myndigheter. Dette støtter en mer bærekraftig og miljøvennlig havbruksproduksjon.
Prosjektet gjennomføres som et samarbeid mellom Sentec AS, NORCE Research og Blom Fiskeanlegg AS, med tydelig rollefordeling mellom industri og forskning. Organiseringen sikrer sterk teknologisk utviklingskraft, solid forskningskompetanse og praktisk testkapasitet gjennom feltforsøk i oppdrettsanlegg. Blom bidrar med egeninnsats i form av driftstilrettelegging, prøvetaking og deltakelse i prosjektgruppen, som inngår i prosjektets totale finansiering i tråd med FHFs krav. Prosjektgruppen består av erfarne nøkkelpersoner innen sensorteknologi, optiske måleprinsipper, embedded-utvikling og drift innen akvakultur, dette gir et robust grunnlag for utvikling og industrialisering av løsningen.
Arbeidspakke 1: Kravspesifikasjon og multispektralt optisk sensorkonsept, Bård Henriksen (NORCE RESEARCH)
Etablerer krav, forskningsgrunnlag og konsept for den multispektrale turbiditetssensoren gjennom kartlegging av driftsmiljø i RAS- og gjennomstrømningsanlegg. Parallelt utvikles mekaniske konsepter for sensorhus og optisk vindu, tilpasset marin drift, kjemisk eksponering og integrasjon av rengjørings- og antifoulingløsninger. WP1 gir dermed et solid vitenskapelig og teknisk fundament for videre sensorutvikling og prototyping i påfølgende arbeidspakker.
Arbeidspakke 2: Signalbehandling, antifouling og integrert sensorsystem, Ronny Karlsen (Sentec)
Utvikle og teste en funksjonell sensorprototype basert på det optiske konseptet fra WP1, med fokus på signalbehandling, antifouling og systemintegrasjon. Det utvikles algoritmer for spektral korreksjon, temperaturkompensasjon og støyfiltrering, slik at sensoren kan gi stabile og presise målinger under varierende driftsforhold. Samtidig etableres modeller for tilstandsbasert vedlikehold som kan oppdage tidlig fouling og aktivere rengjøring ved behov. Prototypen utstyres med både mekanisk rengjøringsmekanisme og UV-basert antifouling for å redusere begroing og sikre langsiktig drift. Alle komponenter integreres i en komplett TRL 6-plattform med minst tre prototyper som testes og kalibreres mot ISO 7027-standarden i lab og semi-kontrollerte miljø.
Arbeidspakke 2. Eksperimentell testing i kontrollerte RAS-relevante miljøer, Ronny Karlsen (Sentec)
Gjennomføre eksperimentell testing under kontrollerte forhold som etterligner reelle RAS- og gjennomstrømningsmiljøer, med mål om å validere optisk design og signalbehandling fra WP1 og WP2. Det etableres testmiljøer der partikler, farge, biologisk materiale og luftmiksing kan varieres systematisk og måles mot referansesensorer i henhold til ISO 7027. Strukturerte eksperimentserier gir et robust datagrunnlag for multivariat analyse og sammenligning mellom multispektral turbiditet og tradisjonelle NTU-sensorer. Samtidig prosesslogging gjør det mulig å knytte sensordata til faktiske driftsforhold og skille optiske effekter fra prosessrelatert støy. Resultatene brukes til videre justering av kalibrerings- og korreksjonsmodeller og gir et helhetlig forskningsgrunnlag for pilotering i WP4.
Arbeidspakke 3. Pilottesting, langtidsdrift og industrialisering, Ronny Karlsen (Sentec)
Demonstrere og validere den multispektrale turbiditetssensoren i et reelt industrielt oppdrettsanlegg for å dokumentere ytelse, robusthet og vedlikeholdsbehov over tid. Sensoren installeres og integreres i eksisterende drifts- og overvåkingssystemer, og testes i kontinuerlig langtidsdrift under reelle prosessforhold. Systematisk logging av måledata, rengjøringsaktivitet, UV-bruk og driftsavvik gir grunnlag for vurdering av stabilitet, oppetid og behovsstyrt vedlikehold. Brukererfaringer fra operatører og serviceteknikere benyttes direkte i videre produktforbedring og industrialisering. Arbeidspakken dokumenterer teknologisk modenhet på TRL ≥ 7 og etablerer et solid grunnlag for kommersiell utrulling.
Arbeidspakke 4 Prosjektledelse, administrasjon og koordinering, Ronny Karlsen Sentec
Sikre helhetlig prosjektstyring, koordinering og kvalitet, samt at alle formelle krav og rapporteringsforpliktelser overfor FHF oppfylles. Arbeidspakken etablerer en tydelig prosjektorganisasjon med klare roller, beslutningslinjer og effektive arbeidsrutiner. Regelmessige prosjekt- og referansegruppemøter sørger for god koordinering mellom Sentec, NORCE og pilotpartnere. Fremdrift, kvalitet, risiko og økonomi følges opp løpende for å sikre leveranser i tråd med plan og budsjett. WP5 avsluttes med sluttrapportering og et samlet beslutningsgrunnlag for videre kommersialisering og teknologisk modning.
Formidlingsarbeidet skal sikre at prosjektets resultater når relevante aktører i akvakultursektoren, og legge til rette for kunnskapsoverføring, praktisk implementering og videre teknologiutvikling innen vannkvalitetsovervåking. Prosjektet retter seg mot RAS‑ og gjennomstrømningsanlegg, oppdrettsselskaper, relevante FoU‑miljøer, systemleverandører samt forvaltning og miljømyndigheter. Formidlingen skjer gjennom sluttrapport og tekniske delrapporter, presentasjoner på faglige arenaer som FHF‑arrangementer, Tekna og RASTech, samt workshop med industripartnere for driftsmessige erfaringer og anbefalinger.
I tillegg formidles resultater digitalt via Sentecs kanaler, artikler i bransjemedier som Kyst.no og iLaks, og oppdateringer i profesjonelle nettverk. Det utarbeides også fagartikler og konferansebidrag, og det legges til rette for deling av relevante datasett. Praktisk demonstrasjon inngår gjennom visning av sensoren hos industripartner og pilotinstallasjoner i testanlegg.
Formidlingen skal bidra til tidlig innsikt og raskere adopsjon av multispektral turbiditetssensorikk, økt forståelse av vannkvalitetsdata, og styrket bærekraft og driftsstabilitet i oppdrettsnæringen. Samtidig vil prosjektet styrke Sentecs og Norges posisjon innen avansert sensorteknologi for akvakultur.