O Papel e o Princípio de Funcionamento dos Skimmers de Proteína nos Sistemas de Aquicultura de Recirculação

A matéria particulada suspensa sólida tem efeitos adversos em vários aspectos dos sistemas de aquicultura recirculante baseados em terra, portanto, remover a matéria particulada suspensa sólida é o principal objetivo do tratamento da aquicultura recirculante. A maioria das partículas no sistema de aquicultura recirculante tem menos de 100 micrômetros de tamanho. Devido a fatores como turbulência da água, biodegradação e agitação mecânica, as partículas suspensas que não podem ser removidas a tempo se decomporão em partículas menores, geralmente menos de 30 micrômetros  de tamanho. Nesse caso, o tratamento por sedimentação e filtração mecânica se tornará ineficaz.

A tecnologia de separação por espuma é uma tecnologia usada para remover partículas suspensas finas. Ao introduzir ar no corpo d'água, o tensoativo na água é absorvido por pequenas bolhas e, em seguida, sobe à superfície da água com a buoyância das bolhas, formando espuma, para remover substâncias dissolvidas e suspensas na água. Atualmente, a separação por espuma é considerada um dos principais processos para remover eficazmente micropartículas no sistema de aquicultura de recirculação, sendo uma parte importante do sistema de recirculação de aquicultura.

Princípio dos Skimmers de Proteína

• Princípio da Fração de Espuma

O separador de proteína baseia-se principalmente no princípio da separação por espuma. Em um sistema de aquicultura recirculante, devido à presença de uma grande quantidade de matéria orgânica nos excrementos e nos restos de ração dos organismos de aquicultura, as substâncias ativas na superfície, como proteínas nessas matérias orgânicas, têm propriedades anfifílicas (tanto hidrofílicas quanto lipofílicas). Quando uma grande quantidade de pequenas bolhas é introduzida na água, essas substâncias ativas na superfície se adsorvem na superfície das bolhas. Com o aumento das bolhas, as bolhas com proteínas e outras substâncias adsorvidas na superfície formam uma camada de espuma na superfície da água. A densidade da camada de espuma é pequena, e é fácil separá-la do corpo d'água, removendo assim matérias orgânicas, como proteínas, da água.

• Processo Físico-Químico

De uma perspectiva microscópica, existe tensão superficial entre as bolhas e a água. Quando as bolhas sobem na água, as moléculas orgânicas na água se agregam à superfície das bolhas devido à ação da tensão superficial. Este é um processo de adsorção física, acompanhado por algumas mudanças químicas, como interações entre moléculas orgânicas e reações químicas com a superfície das bolhas. Por exemplo, algumas moléculas de proteína podem sofrer denaturation, tornando-as mais fáceis de serem adsorvidas pelas bolhas.

O Papel dos Skimmers de Proteína na Aquicultura de Recirculação

• Purificação de água

1. Remover matéria orgânica

Os separadores de proteína podem remover eficazmente a matéria orgânica da água, incluindo proteínas, gorduras, açúcares, etc. Se esses compostos orgânicos se acumularem na água, eles serão decompostos por microorganismos, consumindo uma grande quantidade de oxigênio dissolvido e produzindo substâncias nocivas como nitrogênio amoniacal e nitrito. Remover esses compostos orgânicos através de um separador de proteína pode aliviar a pressão da filtração biológica subsequente e reduzir a produção de substâncias nocivas na água. Por exemplo, sem um separador de proteína, a demanda química de oxigênio (DQO) na água pode aumentar rapidamente para mais de 100mg/L, enquanto com o uso de um separador de proteína, a DQO pode ser controlada em torno de 30-50mg/L.

2. Reduzir a produção de nitrogênio amoniacal

Devido à remoção de compostos orgânicos contendo nitrogênio, como proteínas, pelo separador de proteína, a fonte potencial de nitrogênio amoniacal na água é reduzida. Isso é crucial para manter uma baixa concentração de nitrogênio amoniacal no sistema de aquicultura de recirculação, pois o nitrogênio amoniacal tem forte toxicidade para os organismos de aquicultura.

• Melhoria da Claridade da Água

O separador de proteína não só remove matéria orgânica, mas também carrega partículas suspensas com tamanho inferior a 30 micrômetros na água, melhorando a transparência da água e promovendo o crescimento dos organismos de aquicultura.

• Redução da Transmissão de Doenças

Remoção de veículos patogênicos: Matéria orgânica e partículas suspensas na água são frequentemente veículos de patógenos, como bactérias, vírus e parasitas. O separador de proteína remove esses veículos, o que reduz a chance de transmissão de patógenos na água e diminui o risco de infecção por doenças nos organismos de aquicultura.