BAGAIMANA MEMILIH SISTEM PEMBUSAHAN KUMAN UV YANG BETUL UNTUK SISTEM AKUAKULTUR ULANG (RAS)
Akuakultur ialah sektor pengeluaran makanan yang paling pesat berkembang di dunia menurut laporan Pertubuhan Makanan dan Pertanian Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu (FAO). Laporan FAO menyatakan menjelang 2030, dunia akan makan 20 peratus lebih banyak ikan berbanding 2016. Pada masa itu, pengeluaran akuakultur diunjurkan mencecah 109 juta tan, iaitu kadar pertumbuhan 37 peratus berbanding 2016.
Ini akan membawa kepada akuakultur berasaskan darat yang semakin berkembang, termasuk penternakan dalam Sistem Akuakultur Recirculating (RAS). RAS akan memainkan peranan yang lebih besar dalam masa hadapan akuakultur kerana ia mampu:
·Meminimumkan ancaman ikan ternakan melarikan diri
·Meningkatkan kawalan penyakit dan parasit
· Cipta pengurusan kualiti air yang lebih baik (suhu, kadar oksigen, nutrien dan kandungan pepejal terampai)
·Meningkatkan kawalan pembebasan nutrien dalam persekitaran
Ikan yang tumbuh dalam persekitaran terkawal dalam tangki, selalunya pada ketumpatan tinggi, menetapkan keperluan yang tinggi untuk kualiti air dan prestasi peralatan.
Dalam Sistem Akuakultur Recirculating (RAS), keselamatan mikrobiologi air pengambilan adalah penting untuk menjamin bahawa tiada penyakit dimasukkan ke dalam persekitaran terkawal, kerana ia menimbulkan ancaman besar kepada pengeluaran bernilai tinggi yang boleh membawa kepada kerugian ekonomi yang ketara. Kaedah pembasmian kuman yang biasa digunakan untuk melindungi bekalan air pengambilan ialah pembasmian kuman ultraungu (UV), kerana banyak kelebihannya.
Berikut ialah lima faktor utama untuk membantu anda memilih sistem pembasmian kuman UV yang betul
1. Memastikan pra-penapisan yang mencukupi sebelum rawatan UV
Pembasmian kuman UV adalah kaedah yang sangat berkesan terhadap mikroorganisma patogen. Walau bagaimanapun, dalam kebanyakan kes, UV memerlukan pra-penapisan yang mencukupi sebelum rawatan UV, untuk menapis zarah dan pepejal yang lebih besar yang boleh menghasilkan kesan pembayang (pelindung) untuk mikroorganisma yang berpotensi berbahaya, menghalang mereka daripada menerima pendedahan cahaya UVC yang diperlukan.
Kaedah pra-penapisan yang betul dan saiz mesh/liang adalah bergantung kepada banyak faktor seperti kadar alir, bilangan pepejal terampai, jenis air pengambilan dan penghantaran UV. Transmisi UV (UVT) menerangkan keberkesanan pembasmian kuman UV, dengan mengukur peratusan cahaya yang melalui sampel air (selalunya 10mm) pada panjang gelombang 254 nm.
UVT boleh berbeza dengan ketara antara air laut, air payau, air tawar dan lokasi pengambilan. Sebagai contoh, air permukaan diwarnai oleh bahan humik di banyak tempat di Scotland dan Norway. Nilai UVT di bawah 60% bukanlah sesuatu yang luar biasa untuk air pengambilan, yang bermaksud bahawa UVT dalam RAS akan menjadi lebih rendah.
Bakteria dan virus juga berbeza dalam saiz yang mesti diambil kira semasa mereka bentuk pra-penapisan. Terutamanya dalam penternakan salmon, terdapat permintaan yang semakin meningkat untuk sistem Ultrafiltration (UF) kerana ia mampu menyingkirkan bakteria dan virus dari air sehingga 4log (penyingkiran virus). Rawatan UV dan Ultrafiltrasi digabungkan mampu mencipta 'double-barrier' terhadap penyakit kerana ia saling melengkapi.
Garis panduan oleh Institut Veterinar Norway mengesyorkan sekurang-kurangnya, bahawa< penapisan/penyaringan="" 300="" µm="" hendaklah="" digunakan="" sebelum="" rawatan="" uv.="" walau="" bagaimanapun,="" peraturan="" am="" masih="" mempunyai="" pra-penapisan="" sehingga="" 40="" mikron="" dan="" 3="" ntu="" dalam="">
2. Saiz sistem UV pengambilan yang betul
Saiz sistem UV yang betul adalah faktor paling penting untuk menyediakan 'firewall' pelindung terhadap mikroorganisma dalam sistem rawatan air pengambilan. Saiz yang betul melibatkan beberapa faktor, termasuk dos UV yang digunakan dengan betul, teknologi lampu, kecekapan hidraulik sistem UV dan kelulusannya untuk digunakan dalam pengambilan akuakultur.
Cara menggunakan dos UV yang betul
Penyinaran UV menyahaktifkan mikroorganisma dengan merosakkan DNA dan RNA mereka, yang menghalangnya daripada membiak dan menyebabkan jangkitan. Keupayaan penyahaktifan mikroorganisma oleh UV adalah bergantung kepada dos UV yang digunakan (juga dipanggil fluence), biasanya sebagai mJ/cm2 atau J/m2, yang merupakan hasil daripada keamatan cahaya UV, masa tinggal dan penghantaran UV melalui air. Penyerapan DNA adalah tinggi antara julat pembunuh kuman 200 – 300 nm yang akan menghasilkan pembasmian kuman primer yang cekap pada 254 nm.
Terdapat mekanisme dalam sel yang membaiki kerosakan pada DNA/RNA. Semakin rendah dos UV yang digunakan untuk mikroorganisma, semakin tinggi kemungkinan untuk pengaktifan semula foto (pembaikan bermangkin cahaya) dan mekanisme pembaikan ruang gelap. Walau bagaimanapun, penyelidikan telah menunjukkan bahawa hampir tiada potensi untuk pengaktifan semula foto melebihi dos UV 15 mJ/cm2 dengan menggunakan mana-mana teknologi lampu UV biasa.
Adalah penting untuk memahami dos UV sasaran, untuk membasmi kuman air yang masuk ke ladang dengan berkesan. Secara amnya, Bakteria lebih sensitif kepada cahaya UV berbanding kebanyakan virus lain. Sebagai contoh, dalam industri salmonid mikroorganisma yang paling biasa disasarkan dengan pengurangan minimum 3 log (99,9%) adalah:
·Virus Nekrosis Pankreas Berjangkit (IPNV)
· Aeromonas salmonicida
·Vibrio anguillarum
· Virus anemia salmon berjangkit (ISAV)
·Vibrio salmonicida
·Yersinia ruckeri
TheIPNV juga merupakan salah satu virus yang paling tahan UV yang dilaporkan dalam literatur saintifik, memerlukan dos UV minimum 246 mJ/cm2.
Bagaimana untuk memilih teknologi lampu terbaik untuk sistem UV air pengambilan
Sistem UV berasaskan lampu UV keluaran tinggi tekanan rendah amalgam (LPHO) menyediakan penyinaran UV monokromatik pada 253.7 nm, yang menjadikannya sistem yang paling biasa digunakan untuk pembasmian kuman dalam akuakultur. Penyinaran UV berdasarkan teknologi lampu tekanan rendah juga boleh digunakan untuk memusnahkan sisa ozon. Sisa ozon dimusnahkan dengan cahaya UV antara panjang gelombang 250 – 260 nm.
Sistem UV berdasarkan teknologi lampu tekanan sederhana yang membekalkan cahaya UV pada spektrum yang lebih luas (200 – 400 nm) juga tersedia, tetapi tidak begitu biasa digunakan untuk nyah kuman dalam akuakultur berasaskan darat kerana kos operasinya yang lebih tinggi dalam operasi berterusan.
Berbanding dengan lampu keluaran tinggi tekanan rendah amalgam (LPHO), lampu tekanan sederhana (MP) menggunakan lebih banyak tenaga elektrik bagi setiap unit keluaran cahaya pembunuh kuman daripada lampu LPHO yang memerlukan kuasa 2-3 kali lebih banyak. Lampu MP biasanya hanya menukar sehingga 15% daripada watt inputnya kepada watt UV-C yang boleh digunakan, manakala lampu tekanan rendah boleh mencapai kecekapan sehingga 40%. Selain itu, suhu operasi yang lebih tinggi bagi lampu MP (sehingga 900°C) boleh meningkatkan kekotoran lengan kuarza. Ini meningkatkan keperluan untuk pembersihan lengan, menghasilkan kekerapan yang lebih tinggi untuk menggantikan komponen tercemar seperti lengan lampu dan tingkap sensor.
Sistem UV berasaskan teknologi lampu MP mempunyai kelebihannya apabila aplikasi memerlukan keamatan UV yang tinggi dalam jejak kecil. Contoh terbaik ialah pemasangan bot telaga, serta aplikasi lain di mana ruang pemasangan sangat terhad, dan operasi berterusan tidak diperlukan.
Keputusan untuk menggunakan sistem UV berdasarkan teknologi lampu UV tertentu harus dipacu oleh kelebihan operasi dan reka bentuk, dengan mengambil kira ciri lampu UV dan terutamanya keadaan khusus tapak.
Memastikan kecekapan hidraulik optimum sistem UV
Kecekapan hidraulik bermaksud pendedahan UV yang optimum dan sama rata bagi semua kemungkinan patogen yang melalui ruang dengan penurunan tekanan yang minimum.
Masalah untuk mencapai pencampuran seragam air selalunya disebabkan oleh halaju aliran yang tidak dioptimumkan di seluruh reaktor UV yang disebabkan oleh konfigurasi reaktor yang salah, dan konfigurasi lampu UV yang tidak sepadan dengan ciri-ciri air. Sebagai contoh, lampu UV yang disusun bersilang ke aliran masuk akan menghasilkan masa pengekalan yang sangat singkat di kedua-dua belah lampu UV dan berhampiran sisi dinding reaktor.
Lampu UV yang disusun selari dengan aliran masuk menyediakan masa pengekalan yang dilanjutkan, menghasilkan pengagihan aliran yang lebih seragam, yang membawa kepada pengagihan dos seragam yang menghasilkan prestasi yang hampir kepada prestasi ideal.
Campuran seragam untuk meningkatkan lagi dos UV sering diperkukuh dengan menggunakan penyekat panduan dalaman. Kelakuan hidraulik akhir air dalam reaktor UV dianalisis dengan menggunakan Computational Fluid Dynamics (analisis CFD), seperti yang dilihat dalam imej di atas.
Ringkasnya, dos UV keseluruhan yang dihantar oleh konfigurasi reaktor yang berbeza dan nisbah prestasi akan turun naik disebabkan oleh penghantaran UV air yang berbeza dan kadar aliran serta keamatan lampu UV yang berbeza-beza.
Memperoleh kelulusan sistem UV khusus akuakultur
Memandangkan terdapat banyak pengeluar sistem UV di dunia, sijil yang disediakan oleh syarikat yang dipercayai menjadi topikal, untuk memastikan kesahihan produk pengeluar.
AGUA TOPONE telah diluluskan secara rasmi oleh Institut Veterinar Norway (NVI). NVI ialah sebuah institut penyelidikan bioperubatan dan pusat kepakaran terkemuka negara dalam biosekuriti ikan dan haiwan darat.
Selain itu, teknologi ini telah disahkan untuk rawatan air, melalui program Pengesahan Teknologi Alam Sekitar (ETV) EU. ETV ialah pengesahan yang mengesahkan teknologi melalui pihak ketiga yang layak, menggunakan keputusan ujian untuk memastikan prestasi teknologi alam sekitar disahkan secara saintifik.
3. Pengoptimuman operasi sistem pembasmian kuman UV
Melihat kepada pengoptimuman operasi sistem pembasmian kuman UV bermanfaat untuk beberapa faktor seperti kecekapan kos, penjimatan masa dan peningkatan keselamatan.
Aspek ekonomi yang penting ialah mengkaji cara menjalankan sistem UV dengan cara yang cekap tenaga sambil mengekalkan tahap dos UV yang diperlukan. Sistem UV harus berjalan berdasarkan aliran air yang masuk dan dos UV yang disasarkan. Sebagai contoh, jika kadar alir tidak mencapai kemuncaknya, sistem UV seharusnya dapat meredupkan lampu untuk menjimatkan tenaga sambil mengekalkan dos UV yang disasarkan, satu ciri yang juga dikenali sebagai 'dose pacing'. Selain itu, ia harus dapat memberi isyarat untuk geganti aliran menghentikan aliran dalam kes kerosakan.
Mengikut kelulusan NVI, adalah wajib untuk menyambungkan geganti aliran ke injap atau peranti serupa yang mengawal aliran air melalui unit UV.
Bagaimana untuk memantau prestasi sistem pembasmian kuman UV
Sistem UV mesti dilengkapi dengan sistem pemantauan yang betul untuk memantau status di dalam reaktor. Keamatan UV, kadar aliran, waktu operasi lampu, dos UV, prestasi lampu UV individu dan suhu ruang hendaklah dipantau secara berterusan oleh PLC sistem. Selain itu, data berikut hendaklah disimpan dalam log sekurang-kurangnya:
·Tarikh dan masa
· Suhu
·Nilai sinaran
· Dos UV
· Aliran semasa
· Aliran maksimum yang dibenarkan
· Titik set dos UV
Kesan prestasi sistem pengelap automatik dalam sistem pembasmian kuman UV
Seperti yang dinyatakan sebelum ini, ciri air yang masuk boleh berbeza dengan ketara. Sistem UV akan kehilangan keupayaan pembasmian kuman optimumnya jika terdapat mendapan pada lengan kuarza yang melindungi lampu UV.
Terdapat pelbagai jenis fouling bergantung kepada sumber air. Secara umumnya, sistem pengelap automatik teguh termaju berkesan terhadap penskalaan yang paling gigih sekalipun tanpa memerlukan pembersihan kimia CIP (bersih di tempat). Ini membawa kepada penghapusan pengendalian bahan kimia berbahaya, perbelanjaan tambahan, masa henti dan kos operasi sambil memastikan sistem berjalan.
Bagaimana untuk memilih bahan yang betul untuk reaktor UV dan kabinet kawalan
Bergantung pada sumber air pengambilan, persekitaran boleh menjadi sangat menghakis disebabkan oleh masin atau kelembapan udara. Ini boleh menjadi tetapan yang mencabar untuk bahan yang biasa digunakan dalam reaktor UV dan kabinet kawalan.
AGUA TOPONEtelah membangunkan polipropilena (PP) yang distabilkan UV, yang merupakan bahan kalis untuk aplikasi air laut yang hangat kerana pembinaannya yang tidak menghakis. Untuk aplikasi air laut dan air tawar yang sejuk, TOPONEAGUA diperbuat daripada SS316L digilap di dalam dan di luar. Ini memastikan peningkatan rintangan kakisan di bahagian luar, dan peningkatan prestasi cahaya UV disebabkan oleh pantulan dalaman di bahagian dalam.
Semua kabinet kawalan dibina daripada Glass Fiber Reinforced Plastic (GFRP) dengan penyejukan pasif atau aktif, menyebabkan bahagian dalam kabinet dilindungi daripada sebarang faktor luaran.
4. Penyelenggaraan sistem pembasmian kuman UV
Pembasmian kuman UV yang berkesan memerlukan penyelenggaraan berjadual sistem UV. Kekerapan penyelenggaraan sangat berbeza antara pengeluar yang berbeza, bergantung pada bekalan kuasa, kekukuhan dan kebolehpercayaan sistem.
Semua sistem AGUA TOPONEUV direka bentuk untuk memerlukan penyelenggaraan minimum mutlak, menggunakan komponen yang teguh dan tahan lama yang memberikan kemudahan operasi yang luar biasa. Penyelidikan, pembangunan dan inovasi berdekad-dekad telah memungkinkan untuk menyediakan pelanggan kami sistem yang boleh dipercayai yang murah untuk dipasang dan dikendalikan, serta cukup bebas penyelenggaraan untuk boleh digunakan oleh bukan pakar.
5. Komunikasi yang betul antara pengilang dan pelanggan akhir
Akhir sekali, kepentingan komunikasi yang betul antara pengeluar sistem UV dan pengendali sistem RAS tidak boleh dipandang remeh.
Memilih pembekal dengan sokongan teknikal penuh adalah sangat kritikal sekiranya berlaku kecemasan, di mana sokongan operasi pantas diperlukan. Ini menekankan keperluan untuk sokongan 24 jam dengan jurutera teknikal sedia membantu tidak kira zon waktu.
AGUA TOPONE ialah pengilang sistem pembasmian kuman UV yang menyediakan pelanggannya sokongan menyeluruh sepanjang keseluruhan proses, daripada menetapkan keperluan kepada proses operasi yang berterusan. Tanggungjawab kami tidak terhenti sebaik sahaja sistem dihantar.
Jangan ragu untuk menghubungi kami jika anda mahukan maklumat lanjut tentang cara kami boleh membantu anda.
