Rola i zasada działania oszczepów białkowych w systemach akwakultury z recyklingiem

Cząstki zawieszone w stanie stałym mają niekorzystne wpływy na różne aspekty lądowych systemów recyklujących w hodowli ryb, dlatego usunięcie tych cząsteek jest podstawowym celem oczyszczania w systemach recyklujących w hodowli ryb. Większość cząstek w systemie recyklującym w hodowli ryb ma rozmiar mniejszy niż 100 mikron. Ze względu na czynniki takie jak turbulencja wody, biodegradacja i mechaniczne poruszanie, cząstki zawieszające się, które nie są usunięte w odpowiednim czasie, rozpadną się na mniejsze cząstki, zazwyczaj mniejsze niż 30 mikronów  w rozmiarze. W takim przypadku metody osadzania i filtracji mechanicznej przestaną być efektywne.

Technologia separacji piankowa to technologia stosowana do usuwania drobnych zawiesin. Wprowadzając powietrze do cieczy, tenzyd w wodzie jest soaked przez małe pęcherzyki powietrza, a następnie unosi się na powierzchnię wody dzięki pływakowości pęcherzyków, tworząc pianę, która usuwa rozpuszczone i zawieszające się substancje w wodzie. Obecnie separacja piankowa jest uważana za jedną z głównych procedur skutecznego usuwania mikropartekli w systemie recyklingu hodowlanym ryb, będąc ważną częścią tego systemu.

Zasada działania ekstraktorów białka

• Zasada foam fractionation

Separator białek opiera się przede wszystkim na zasadzie separacji piany. W systemie recyklingowym akwakultury, z powodu obecności dużej ilości materii organicznej w odchodach i resztkach karmy organizmów akwakulturowych, substancje powierzchniowo czynne, takie jak białka w tej materii organicznej, mają charakter amfifilowy (są zarówno hydrofilowe, jak i oleofilowe). Gdy do wody wprowadza się dużą liczbę maleńkich pęcherzyków powietrza, te substancje powierzchniowo czynne adsorbuje się na ich powierzchni. Wraz z podnoszeniem się pęcherzyków, które mają na swojej powierzchni adsorbowane białka i inne substancje, tworzy się warstwa piany na powierzchni wody. Gęstość warstwy piany jest niska, co ułatwia jej separację z ciałem wodnym, usuwając tym samym materiały organiczne, takie jak białka w wodzie.

• Proces fizykochemiczny

Z mikroskopowego punktu widzenia istnieje napięcie powierzchniowe między pęcherzami powietrza a wodą. Gdy pęcherze powietrza unoszą się w górę w wodzie, organiczne cząsteczki w wodzie będą gromadzić się na powierzchni pęcherzy pod wpływem napięcia powierzchniowego. Jest to proces fizycznej adsorpcji, który towarzyszy niektórym zmianom chemicznym, takim jak interakcje między cząsteczkami organicznymi i reakcje chemiczne z powierzchnią pęcherzy. Na przykład, niektóre cząsteczki białek mogą ulec denaturacji, co sprawia, że łatwiej adsorbuje się one na pęcherzach.

Rola oczynników białkowych w akwakulturze recyklującej

• Oczyszczanie wody

1. Usuwanie materii organicznej

Separator białek może skutecznie usuwać organiczne związkowanie z wody, w tym białka, tłuszcze, cukry itp. Jeśli te związki organiczne będą się gromadzić w wodzie, zostaną one rozkładane przez mikroorganizmy, zużywając dużą ilość roztworzonego tlenku i produkując szkodliwe substancje, takie jak azot amonowy i nitryt. Usuwanie tych związków organicznych za pomocą separatora białek może zmniejszyć obciążenie kolejnej filtracji biologicznej oraz zmniejszyć produkcję szkodliwych substancji w wodzie. Na przykład, bez separatora białek zawartość chemicznego zapotrzebowania na tlen (COD) w wodzie może szybko wzrosnąć powyżej 100mg/L, podczas gdy przy użyciu separatora białek COD można kontrolować na poziomie około 30-50mg/L.

2. Zmniejszyć produkcję azotu amonowego

W wyniku usuwania związków organicznych zawierających azot, takich jak białka, przez separator białkowy, zmniejsza się potencjalne źródło azotu amoniakowego w wodzie. Jest to kluczowe dla utrzymania niskiej stężenia azotu amoniakowego w systemie recyklującego hodowli ryb, ponieważ azot amoniakowy jest silnie toksyczny dla organizmów akwakulturowych.

• Poprawa przejrzystości wody

Separator białkowy może nie tylko usuwać materię organiczną, ale również usuwać zawiesiny o rozmiarze cząstek mniejszym niż 30 mikron w wodzie, poprawiając jej przejrzystość i promując wzrost organizmów akwakulturowych.

• Zmniejszenie przekazywania chorób

Usuwanie nośników patogenów: Materii organicznej i zawiesin w wodzie są często nośnikami patogenów, takich jak bakterie, wirusy i pasożyty. Separator białkowy usuwa te nośniki, co zmniejsza szanse na przenoszenie patogenów w wodzie i obniża ryzyko zakażenia chorobami organizmów akwakulturowych.