Rollen och arbetssättet för proteinskumare i recirkulerande akvakultursystem

Fast upphängd partikelmassa har negativa effekter på olika aspekter av landbaserade industriella recirkuleringsakvariettsystem, därför är borttagandet av fast upphängd partikelmassa det primära målet för behandlingen i recirkuleringsakvariettsystem. De flesta partiklarna i cirkulationsakvariettsystemet är mindre än 100 mikroner i storlek. På grund av faktorer som vattenstörning, biologisk nedbrytning och mekanisk agitering kommer upphängda partiklar som inte kan tas bort på tid att brytas ner till mindre partiklar, vanligtvis mindre än 30 mikroner  i storlek. I så fall blir sedimentationsbehandling och mekanisk filtrering ineffektiv.

Skumseparations teknik är en teknik som används för att ta bort fina upphängda partiklar. Genom att införa luft i vattnet absorberas surfaktanten i vattnet av små bubblor, och stiger sedan upp till ytan på grund av bubblornas upphämning, vilket bildar skum och därmed tar bort lösda och upphängda ämnen i vattnet. För närvarande anses skumseparation vara en av de huvudsakliga processerna för effektivt borttagande av mikropartiklar i den cirkulationsbaserade fiskodlingssystemet och är en viktig del av detta system.

Principen för proteinskumare

• Principen för skumfractionering

Proteinseparatören baseras huvudsakligen på principen för skumseparation. I en cirkulationsbassystem för akvarieodling finns det, på grund av mycken organiskt material i utkastet och resterande foder från odlingsorganismerna, ytföraktiva ämnen som proteiner i detta organiska material, vilka har amfifil egenskaper (både vattenälskande och fettsjuka). När ett stort antal små bubblor introduceras i vattnet kommer dessa ytföraktiva ämnen att adsorberas på bubblornas yta. Medan bubblorna stiger upp bildar de, tillsammans med protein och andra ämnen adsorberade på deras yta, en skumlager på vattnets yta. Skumlagrets densitet är liten och det är lätt att separera från vattnet, därmed tar man bort organiskt material som protein i vattnet.

• Fysikokemisk process

Från en mikroskopisk synvinkel finns yttspänning mellan bubblor och vatten. När bubblor stiger i vattnet kommer organiska molekyler i vattnet att samlas på bubblornas yta under verkan av yttspänningen. Detta är en fysisk adsorptionsprocess, som följs av vissa kemiska förändringar, såsom interaktioner mellan organiska molekyler och kemiska reaktioner med bubblornas yta. Till exempel kan vissa proteinkedjor gå i omställning, vilket gör dem lättare att adsorberas på bubblor.

Rollen av proteinskumare i återcirkulerande akvakultur

• Vattenrening

1. Ta bort organiskt material

Proteinseparatörer kan effektivt ta bort organiskt material från vatten, inklusive proteiner, fetter, socker mm. Om dessa organiska föreningar ackumuleras i vattnet kommer de att avbrytas av mikroorganismer, vilket förbrukar en stor mängd upplöst syre och producerar skadliga ämnen som ammoniak-nitrogen och nitrit. Att ta bort dessa organiska föreningar med en proteinseparatör kan lätta på trycket på den efterföljande biologiska filtreringen och minska produktionen av skadliga ämnen i vattnet. Till exempel, utan en proteinseparatör kan kemiska syreförbrukningen (COD) i vattnet snabbt stiga till över 100 mg/L, medan med användning av en proteinseparatör kan COD hållas runt 30-50 mg/L.

2. Minska produktionen av ammoniak-nitrogen

Tack vare borttagningen av nitrogeninnehållande organiska föreningar som proteiner av proteinseparatören reduceras den potentiella källan till ammoniak-nitrogen i vattnet. Detta är avgörande för att hålla koncentrationen av ammoniak-nitrogen låg i recirkuleringsaquakultursystemet, eftersom ammoniak-nitrogen har stark giftighet för akvakulturorganismerna.

• Förbättrad vattenrenhet

Proteinseparatören kan inte bara ta bort organiskt material, utan också bär bort upphängda partiklar med partikelstorlek mindre än 30 mikron i vattnet, vilket förbättrar vattnets transparens och främjar växten hos akvakulturorganismerna.

• Minskning av sjukdomsöverföring

Borttagning av patogenbärare: Organiskt material och upphängda partiklar i vattnet är ofta bärare av patogener, såsom bakterier, virus och parasiter. Proteinseparatören tar bort dessa bärare, vilket minskar chansen för patogenöverföring i vattnet och lägger ner risken för sjukdomsinfektion hos akvakulturorganismerna.