Il ruolo e il principio di funzionamento degli skimmer di proteine nei sistemi di acquacoltura a ricircolo

La materia particolata sospesa solida ha effetti negativi su vari aspetti dei sistemi di acquacoltura ricircolante basati sulle industrie terrestri, pertanto, la rimozione della materia particolata sospesa solida è l'obiettivo principale del trattamento dell'acquacoltura ricircolante. La maggior parte delle particelle nel sistema di acquacoltura circolante è più piccola di 100 micron di dimensione. A causa di fattori come la turbolenza dell'acqua, la biodegradazione e l'aggressione meccanica, le particelle sospese che non vengono rimosse in modo tempestivo si degraderanno in particelle più piccole, generalmente meno di 30 micron  di dimensione. In tal caso, il trattamento per sedimentazione e la filtrazione meccanica diventeranno inefficaci.

La tecnologia di separazione a schiuma è una tecnologia utilizzata per rimuovere particelle sospese fini. Introducendo aria nel corpo d'acqua, il tensioattivo presente nell'acqua viene assorbito dalle piccole bolle e poi risale alla superficie dell'acqua grazie alla galleggiabilità delle bolle formando schiuma, in modo da rimuovere sostanze disciolte e sospese nell'acqua. Attualmente, la separazione a schiuma è considerata uno dei principali processi per rimuovere efficacemente microparticelle nei sistemi di acquacoltura in circolo chiuso e rappresenta una parte importante del sistema di acquacoltura in circolo.

Principio degli Skimmer di Proteine

• Principio della Fractionation a Schiuma

Il separatore di proteine si basa principalmente sul principio della separazione per schiuma. In un sistema di acquacoltura ricircolante, a causa della presenza di una grande quantità di materia organica presente negli escrementi e nei residui di cibo degli organismi d'acquacoltura, le sostanze attive sulla superficie, come le proteine contenute in questa materia organica, hanno caratteristiche amfifiliche (sia idrofiliche che oleofiliche). Quando vengono introdotte nel acqua una grande quantità di bolle minuscole, queste sostanze attive sulla superficie si adsorbono sulla superficie delle bolle. Con la salita delle bolle, queste ultime, con le proteine ed altre sostanze adsorbite sulla loro superficie, formano uno strato di schiuma sulla superficie dell'acqua. La densità dello strato di schiuma è bassa, e si separa facilmente dal corpo d'acqua, rimuovendo così materie organiche come le proteine presenti nell'acqua.

• Processo Fisicochimico

Da una prospettiva microscopica, esiste una tensione superficiale tra i bolle e l'acqua. Quando le bolle salgono nell'acqua, le molecole organiche presenti si aggregano sulla superficie delle bolle sotto l'azione della tensione superficiale. Questo è un processo di adsorbimento fisico, accompagnato da alcune variazioni chimiche come interazioni tra molecole organiche e reazioni chimiche con la superficie delle bolle. Per esempio, alcune molecole proteiche possono subire denaturazione, rendendole più facili da adsorbere sulle bolle.

Il Ruolo degli Skimmer di Proteine nella Piscicoltura in Ricircolo

• Purificazione dell'acqua

1. Rimuovere la materia organica

Gli separatori di proteine possono rimuovere efficacemente la materia organica dall'acqua, inclusi proteine, grassi, zuccheri, ecc. Se questi composti organici si accumulano nell'acqua, verranno decomposti dai microbi, consumando una grande quantità di ossigeno disciolto e producendo sostanze nocive come l'ammoniaca azotata e il nitrito. La rimozione di questi composti organici tramite un separatore di proteine può alleviare la pressione della successiva filtrazione biologica e ridurre la produzione di sostanze nocive nell'acqua. Ad esempio, senza un separatore di proteine, la richiesta chimica di ossigeno (RCO) nell'acqua potrebbe aumentare rapidamente oltre i 100 mg/L, mentre con l'uso di un separatore di proteine, la RCO può essere controllata intorno a 30-50 mg/L.

2. Ridurre la produzione di ammoniaca azotata

A causa della rimozione di composti organici contenenti azoto, come le proteine, da parte del separatore di proteine, si riduce la fonte potenziale di ammoniaco azotato nell'acqua. Questo è fondamentale per mantenere una bassa concentrazione di ammoniaca azotata nel sistema di acquacoltura a ricircolo, poiché l'ammoniaca azotata è altamente tossica per gli organismi d'acquacoltura.

• Miglioramento della chiarezza dell'acqua

Il separatore di proteine non solo rimuove la materia organica, ma porta via anche le particelle sospese con una dimensione inferiore a 30 micron presenti nell'acqua, migliorando la trasparenza dell'acqua e promuovendo la crescita degli organismi d'acquacoltura.

• Riduzione della trasmissione delle malattie

Rimozione dei veicoli di patogeni: La materia organica e le particelle sospese nell'acqua sono spesso portatrici di patogeni, come batteri, virus e parassiti. Il separatore di proteine rimuove questi vettori, il che riduce la possibilità di trasmissione dei patogeni nell'acqua e abbassa il rischio di infezione da malattie negli organismi d'acquacoltura.