Role a způsob fungování proteinových skimmerů v systémech recirkulační akvakultury

Tužší věcné částice mají škodlivý vliv na různé aspekty pozemních průmyslových rekolačních systémů akvakultury, proto je odstranění tužších věcných částic hlavním cílem čištění rekolačních systémů akvakultury. Většina částic v rekolačním systému akvakultury má velikost menší než 100 mikronů. Z důvodu faktorů jako jsou vodní turbulence, biodegradace a mechanická agitace se věpnuté částice, které nelze odebrat včas, rozpadnou na menší částice, obvykle menší než 30 mikronů  v velikosti. V takovém případě bude sedimentační čištění a mechanická filtrace neefektivní.

Technologie pěnové separace je technologií používanou k odstraňování jemně zvěšených částic. Díky nasycení vody vzduchem jsou tenzidy vodou absorbovány do malých bublin a poté s jejich plovoucí silou stoupají na hladinu, kde tvoří pěnu, která odstraňuje rozpustné i zvěšené látky ve vodě. V současnosti se pěnová separace považuje za jednu z hlavních metod účinného odebírání mikročástic v systému recirkulační akvakultury a je důležitou součástí tohoto systému.

Princip proteinových separátorů

• Princip pěnové frakce

Oddělovač bílkovin je převážně založen na principu pěnové separace. V recirkulačním systému pro chov vodních organismů, kvůli přítomnosti velkého množství organické hmoty ve výkalích a nezpracovaném krmení těchto organismů, mají pohyblivé látky, jako jsou bílkoviny v této organické hmotě amphofilní vlastnosti (jsou jak hydrofilní, tak oleofilní). Když do vody uvádíme velké množství malých bublin, tyto pohyblivé látky se adsorpčně vážou na povrch bublin. S nárůstem bublinek se bublinky s bílkovinami a dalšími látkami adsorbovanými na jejich povrchu shromažďují v podobě pěnové vrstvy na hladině vody. Hustota této pěnové vrstvy je malá a snadno se odděluje od vodní hmoty, čímž se odebírají organické látky, jako jsou bílkoviny, z vody.

• Fyzikálně-chemický proces

Z mikroskopického hlediska existuje mezi bublinami a vodou povrchové napětí. Když bubliny stoupají vodou, organické molekuly ve vodě se za pomoci povrchového napětí shromažďují na povrchu bublin. Jedná se o proces fyzikální adsorpce, který je doprovázen některými chemickými změnami, jako jsou interakce mezi organickými molekulami a chemické reakce s povrchem bublin. Například některé proteinové molekuly mohou prožít denatúru, což je usnadňuje adsorpce na bubliny.

Role proteinových separátorů v recirkulačních akvarkulturách

• Vodní čištění

1. Odebrání organické hmoty

Odstraňovače bílkovin mohou účinně odstranit organickou hmotu z vody, včetně bílkovin, tuků, cukrů atd. Pokud se tyto organické látky v воде nahromadí, bude je rozkládat mikroorganismy, které spotřebují velké množství disovaného kyslíku a vyrobí škodlivé látky, jako je amoniakový dusík a nitrit. Odstranění těchto organických sloučenin prostřednictvím odstraňovače bílkovin zmírní zátěž následné biologické filtrace a sníží produkci škodlivých látek v воде. Například bez odstraňovače bílkovin může chemická spotřeba kyslíku (COT) v воде rychle narůst na více než 100 mg/l, zatímco s použitím odstraňovače bílkovin lze COT udržet na úrovni asi 30-50 mg/l.

2. Snížit produkci amoniakového dusíku

Díky odstraňování dusíkobsahujících organických sloučenin, jako jsou bílkoviny, proteinovým separátorom se snižuje potenciální zdroj amoniakového dusíku vodě. To je klíčové pro udržování nízké koncentrace amoniakového dusíku v systému recirkulační akvakultury, protože amoniakový dusík má silnou toxickou účinek na chovné organismy.

• Vylepšení průhlednosti vody

Proteinový separátor může odstraňovat nejen organickou hmotu, ale také přenášet věsce s velikostí částic menší než 30 mikron v vodě, což zlepšuje průhlednost vody a podporuje růst chovných organismů.

• Snížení přenosu nemocí

Odstraňování nositelů patogenů: Organická hmota a věsce v vodě často nesou patogeny, jako jsou bakterie, viry a paraziti. Proteinový separátor tyto nositele odstraní, což snižuje šanci přenosu patogenů ve vodě a snižuje riziko nákazy nemocemi u chovných organismů.