Procesos unitarios importantes en los sistemas de circulación

En una configuración de doble drenaje, se elimina del 10 al 15 por ciento del flujo del tanque

Los filtros de tamiz de tambor comerciales eliminan los sólidos en suspensión de los sistemas de producción RAS.

Los sistemas de acuicultura circulante (RAS) ofrecen tecnologías de producción alternativas a la acuicultura de flujo a través de tanques y la tecnología de acuicultura basada en estanques para el cultivo de viveros y señuelos de cultivo. Mediante el tratamiento y la reutilización del agua, estos sistemas utilizan algunos de los cuerpos de agua que necesitan los estanques o tanques de flujo continuo para lograr rendimientos similares. Como los sistemas de reciclaje suelen utilizar tanques para la producción acuícola, se necesita una cantidad significativamente menor de tierra. Aunque estos sistemas no reemplazan completamente a otras tecnologías en tierra, están encontrando una manera de producir dedos avanzados para almacenar peces grandes en sistemas de producción más tradicionales.

Tecnología de circulación

La tecnología RAS implica el proceso de controlar el medio ambiente de un tanque de acuicultura mediante el tratamiento y el reciclaje del agua. La tecnología se ha avanzado durante más de cuatro décadas. Aunque los sistemas RAS pueden ser costosos, existen rendimientos impresionantes y la posibilidad de producción durante todo el año en ubicaciones con poca agua cerca de los principales mercados.

En los últimos años, la industria del salmón en todo el mundo ha introducido RAS para producir smols más grandes para abastecer la red de producción. Tenemos un interés similar en los administradores de granjas de estanques. Aunque ha habido algunos fracasos a gran escala en este sector empresarial, numerosos esfuerzos pequeños y medianos continúan con éxito.

Procesos críticos

Filtro de perlas lavado por hélice.

La producción acuícola depende del suministro de alimentos de calidad a los peces en el tanque de cultivo, mientras se mantiene una alta calidad del agua. Los dos no necesariamente van de la mano. Las tasas de alimentación más altas conducen a una mayor generación de desechos y la posibilidad de que el alimento no degradado o la materia fecal se descompongan en el tanque de cultivo. Los parámetros críticos de la calidad del agua incluyen concentraciones de oxígeno disuelto, nitrógeno amoniacal no ionizado, nitrógeno nitrito y dióxido de carbono, así como valores de pH y alcalinidad.

Cuando los alimentos se colocan en tanques, los peces los consumen o se dejan descomponer en el sistema. Los subproductos del metabolismo de los peces incluyen dióxido de carbono, nitrógeno amoniacal y heces. Cuando se dejan alimentos no comestibles y subproductos metabólicos en tanques o sistemas de filtración de agua, se descomponen y producen más dióxido de carbono y nitrógeno amoniacal, al tiempo que reducen el contenido de oxígeno del agua.

La capacidad de carga de los sistemas de producción RAS debe diseñarse cuidadosamente para garantizar una producción de pescado rentable. Muchos procesos de procesamiento o «procesos unitarios» son fundamentales para el diseño de sistemas de producción exitosos. Estos procesos unitarios deben implementarse en el orden correcto y el éxito de los sistemas RAS también depende del tamaño correcto de los componentes involucrados.

Si un componente es demasiado pequeño, se crea una barrera que puede limitar la productividad del sistema de producción, lo que a menudo resulta en la incapacidad de cumplir con los objetivos financieros. De manera similar, un componente de un proceso de tratamiento de agua puede excederse hasta un punto en el que no se alcanza la capacidad del componente. Como tal, la tecnología RAS es de pago, pero no se utiliza.

Procesos unitarios

Como se señaló anteriormente, la clave para establecer y operar un sistema de producción acuícola circulante es el uso de componentes de tratamiento de agua rentables del tamaño correcto. La tecnología de todo el sistema de producción reciclada debe eliminar los desechos sólidos, oxidar el amoníaco y el nitrógeno nitroso a nitrógeno nitroso, eliminar el dióxido de carbono y agregar oxígeno disuelto al agua por aireación o gas oxígeno antes de ingresar al tanque de cultivo. Los sistemas más intensivos o los sistemas para el cultivo de especies sensibles o larvas delicadas y etapas de vida de vivero pueden requerir procesos de tratamiento adicionales, tales como remoción de sólidos, remoción de materia orgánica disuelta y / o desinfección.

Residuo sólido

En esta unidad de fraccionamiento de espuma, una bomba mueve el agua a través de la unidad para su procesamiento, mientras que la otra bomba dirige un venturi que inyecta aire en el sustrato para crear burbujas que se elevan y crean espuma en la parte superior.

Uno de los procesos unitarios más importantes de la tecnología de producción RAS es la eliminación de desechos sólidos. Las dietas de pellets utilizadas en la producción acuícola consisten en proteínas, carbohidratos, grasas, envases de vitaminas y minerales y agua. Parte del alimento no absorbido por los peces se excreta como desechos orgánicos, sólidos fecales y urea. Cuando las bacterias del sistema descomponen los sólidos fecales y el alimento no comestible, se consume oxígeno disuelto y se forma nitrógeno amoniacal. Como tal, es esencial que los desechos sólidos se eliminen del sistema lo antes posible.

Los residuos sólidos se pueden dividir en tres categorías: sedimentados, suspendidos y disueltos. En el RAS, las dos primeras categorías son primordiales. Los sólidos disueltos pueden volverse problemáticos en sistemas de bajo intercambio de agua. Los sólidos precipitados deben eliminarse rápidamente de los tanques o componentes de filtración. Se pueden quitar a medida que se depositan en el fondo del tanque mediante el diseño y la colocación adecuados del drenaje del tanque.

Eliminación de sólidos

Hoy en día, el estilo más popular de drenaje de tanque es el «drenaje doble». En esta configuración, solo se elimina un promedio del 10 al 15 por ciento del flujo del tanque. Los sólidos generalmente se eliminan de la corriente mediante un separador rotatorio o un separador de flujo radial. El agua restante se elimina por encima de la columna de agua, que generalmente captura los sólidos suspendidos en el tanque.

Desde el punto de vista de la ingeniería, existen diferencias prácticas entre los sólidos en suspensión y en sedimentación. En condiciones de piscicultura, los sólidos en suspensión no se depositan en el fondo del tanque y, por lo tanto, no pueden ser eliminados tan rápidamente por un pozo del fondo. Como resultado, los reflectores no siempre se tratan adecuadamente y pueden degradar significativamente la calidad del agua y limitar la producción del sistema.

El método más popular para eliminar los sólidos en suspensión implica la filtración mecánica. Los enfoques más comunes son la filtración por tamices de tambor y la filtración por medio granular, generalmente con un soporte de plástico granular.

Con ambas tecnologías, es importante eliminar los sólidos de la corriente de agua lo antes posible. Con la tecnología de filtro de perlas, esto significa un lavado a contracorriente frecuente para eliminar los desechos del filtro. Las pantallas de tambor, por otro lado, a menudo vuelven al ciclo de lavado, generalmente cada pocos minutos, pero generalmente desperdician más agua que los filtros de perlas.

Sólido fino

Un sólido finamente dividido con un diámetro de menos de 30 µi constituye más del 50 por ciento del total de sólidos en suspensión acumulados en el RAS. Los sólidos finos y disueltos no se eliminan eficazmente mediante sedimentación o tecnología de filtración mecánica. El fraccionamiento de espuma, también llamado peeling de proteínas, se utiliza para eliminar estos sólidos en el RAS.

Cuando se fracciona la espuma, se introducen burbujas de aire en el fondo de la columna de agua y se forma espuma en la interfaz aire-agua superior. A medida que las burbujas suben a través de la columna de agua, las partículas sólidas se adhieren a las superficies de las burbujas, formando una espuma «sucia» en la parte superior de la columna. Las burbujas de espuma colapsan y fluyen desde la máquina de fraccionamiento de espuma hasta la eliminación o tratamiento de desechos. La concentración de sólidos en la corriente residual puede ser cinco veces mayor que en el tanque de cultivo.

Aunque la eficiencia del fraccionamiento de la espuma depende de las propiedades químicas del agua, el proceso es generalmente más eficiente en sistemas de agua salina o de pH alto. La mayoría de los fractores de espuma modernos utilizan Venturi para inyectar burbujas de aire finas en la parte inferior de los componentes.

(Nota del editor: este artículo se publicó originalmente en la edición de noviembre / diciembre de 2013 de ).

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