Sistemas de Aquicultura: Coisas que Você Pode Querer Saber

Sistema de desinfecção da aquicultura de recirculação Ao recircular os sistemas de aquicultura, os riscos de bactérias e vírus não podem ser subestimados. As bactérias consomem uma grande quantidade de oxigênio dissolvido na água, levando à deficiência de oxigênio em organismos cultivados, crescimento lento e até morte. Bactérias patogênicas, como a coluna de flavobacterium e a aeromonas hydrophila, podem causar doenças como podridão em guelra e septicemia em organismos cultivados, levando a mortalidade em larga escala e perdas econômicas significativas para aquaculturistas. As infecções virais são caracterizadas por transmissão rápida e dificuldade no controle, o que pode infectar um grande número de indivíduos cultivados em pouco tempo, interrompe suas funções fisiológicas e impactam severamente a eficiência da aquicultura. Ultravioleta (UV) e ozônio são altamente eficazes na morte de bactérias e vírus. A radiação UV penetra na membrana celular dos microorganismos através de fortes ondas de luz radiativa, atinge o núcleo e quebra a estrutura de hélice dupla do DNA, impedindo que as bactérias se reproduzam e levem à sua morte. É particularmente eficaz contra os microrganismos bacterianos suspensos na água. O ozônio, com fortes propriedades oxidantes, reage rapidamente com bactérias e vírus, destruindo suas organelas, DNA e RNA e alterando a permeabilidade celular, levando à lise e morte celular. Pode matar uma variedade de microorganismos, incluindo células vegetativas bacterianas, esporos, vírus e fungos. Devido à sua boa difusibilidade, o ozônio pode desinfetar toda a água da aquicultura sem ângulos mortos. Esterilização UV 1. Classificação por método de instalação As lâmpadas de esterilização UV podem ser classificadas em dois tipos com base no método de instalação: montado em tubos e montado no canal:   1 As lâmpadas de esterilização UV montadas em tubos são geralmente instaladas dentro dos pipelines de entrega de água dos sistemas de aquicultura de recirculação. A água flui diretamente através da seção do tubo com a lâmpada de esterilização, garantindo o contato total entre a água e a luz UV, esterilizando com eficiência a água que flui. Suas vantagens incluem uma estrutura compacta que se integra bem ao sistema de dutos, tornando -os adequados para esterilização de água em cenários com taxas de fluxo relativamente baixas.   2 As lâmpadas de esterilização UV montadas no canal são geralmente instaladas acima ou nas laterais dos canais de água aberta com uma certa largura e profundidade, irradiando e esterilizando a água que flui através do canal. Eles podem cobrir uma grande área de água, tornando -os adequados para lidar com grandes taxas de fluxo e corpos de águas abertas, garantindo que uma grande área de água seja efetivamente irradiada pela luz UV para garantir o desempenho da esterilização. 2. Classificação por intensidade de tensão As lâmpadas de esterilização UV são divididas em dois tipos com base na intensidade da tensão: baixa pressão e média pressão:   As lâmpadas de esterilização UV de baixa pressão (LP) operam com tensões relativamente baixas e geralmente geram luz UV de comprimento de onda única, principalmente em torno de 254 nanômetros. Esse comprimento de onda tem um efeito germicida significativo, baixo consumo de energia e boa estabilidade. No entanto, seu poder é relativamente limitado, tornando-os adequados para aplicações de pequena escala ou locais onde não é necessária uma intensidade de esterilização extremamente alta.   As lâmpadas de esterilização UV de pressão média (MP) operam com tensões mais altas, gerando luz UV de comprimento de onda com uma cobertura mais ampla e capacidade germicida mais forte. Eles têm maior poder, permitindo um rápido tratamento de corpos d'água de grande fluxo e altamente poluído. No entanto, eles consomem mais energia e têm custos mais altos de equipamentos, tornando-os comumente usados em sistemas de aquicultura de recirculação em larga escala com altos requisitos para eficiência de esterilização e capacidade de tratamento. 3. Princípios e fatores de influência da esterilização UV A luz UV é um tipo de radiação eletromagnética, dividida em várias faixas de comprimento de onda. A banda primária usada para esterilização é a banda UVC (200-280 nanômetros), com cerca de 254 nanômetros sendo o comprimento de onda mais eficaz para fins germicidas. Ao recircular a água que transporta microorganismos, como bactérias, flui através da área de irradiação de uma lâmpada de esterilização UV, a energia dos fótons UV é absorvida pelo material genético (como DNA ou RNA) dentro das células microbianas. As ligações químicas nesses materiais genéticos quebram após absorver a energia UV suficiente - por exemplo, as ligações de hidrogênio na estrutura da dupla hélice do DNA são destruídas - interrompendo os processos de informação genética, como replicação e transcrição. Isso impede que os microorganismos como bactérias se reproduzem, levando à sua morte e, assim, esterilizando e purificando a água recirculante, garantindo a segurança da qualidade da água e criando um ambiente de crescimento saudável para organismos cultivados.   Os principais fatores que influenciam a eficácia da esterilização UV na aquicultura de recirculação são os seguintes: 1. Dosagem UV A dose de UV, determinada pela intensidade dos UV e tempo de irradiação, é crítica para a eficácia da esterilização. A dosagem insuficiente não pode quebrar a estrutura de DNA ou RNA de microorganismos como bactérias e vírus, levando à esterilização ineficaz. Somente quando a dose específica exigida pelos microorganismos de destino é alcançada pode ser garantida uma boa taxa de esterilização. 2. Turbidez da água Sólidos suspensos e partículas orgânicas na água aumentam a turbidez. Essas impurezas se espalham e absorvem a luz UV, impedindo que ela penetra na água e reduzindo a exposição real de UV de microorganismos, diminuindo assim a eficiência da esterilização. Quanto maior a turbidez, mais luz UV for atenuada e mais pobre a capacidade de esterilização. 1  Vazão de água Uma taxa de fluxo de água muito rápida reduz o tempo de permanência dos microorganismos na área de irradiação UV, impedindo -os de receber dosagem UV suficiente e levar à esterilização incompleta. Uma taxa de fluxo muito lenta, ao garantir o tempo de irradiação, pode afetar a eficiência geral do sistema de água de recirculação. 2  Espécies microbianas Diferentes microorganismos têm tolerâncias variadas à luz UV. Por exemplo, esporos bacterianos, devido à sua estrutura especial, são mais resistentes à irradiação UV do que as células bacterianas comuns. Os vírus, sem uma estrutura celular, também diferem em sua sensibilidade UV das bactérias. Portanto, os tipos de microrganismos presentes afetam a eficácia da esterilização. 3  Grau de envelhecimento da lâmpada À medida que o tempo de uso aumenta, a eficiência luminosa das lâmpadas UV diminui gradualmente, reduzindo a intensidade da saída UV e a dose efetiva de esterilização fornecida. Isso leva a um declínio no desempenho da esterilização em comparação com quando as lâmpadas foram instaladas recentemente.   

O material particulado suspenso sólido tem efeitos adversos em vários aspectos dos sistemas de aquicultura de recirculação industrial de base em terra, portanto, a remoção de matéria de partículas em suspensão sólida é o objetivo principal de recircular o tratamento da aquicultura. A maioria das partículas no sistema de aquicultura circulante é menor que 100 mícrons de tamanho. Devido a fatores como turbulência da água, biodegradação e agitação mecânica, partículas suspensas que não podem ser removidas em tempo hábil se decompõem em partículas menores, normalmente menos de 30 mícrons em tamanho. Nesse caso, o tratamento de sedimentação e a filtração mecânica se tornarão ineficazes. A tecnologia de separação de espuma é uma tecnologia usada para remover partículas suspensas finas. Ao introduzir o ar no corpo da água, o surfactante na água é absorvido por pequenas bolhas e depois sobe à superfície da água com a flutuabilidade das bolhas para formar espuma, de modo a remover substâncias dissolvidas e suspensas na água. Atualmente, a separação de espuma é considerada um dos principais processos para remover efetivamente micro partículas no sistema de aquicultura de recirculação e é uma parte importante do sistema de aquicultura de recirculação. Princípio de skimmers de proteínas 1 Princípio de fracionamento de espuma O separador de proteínas é baseado principalmente no princípio da separação de espuma. Em um sistema de aquicultura de recirculação, devido à presença de uma grande quantidade de matéria orgânica na excremento e alimentação residual dos organismos da aquicultura, substâncias ativas de superfície como proteínas nessas matérias orgânicas têm anfifilicidade (tanto hidrofílico quanto oleofílico). Quando um grande número de pequenas bolhas é introduzido na água, essas substâncias ativas de superfície adsorverão na superfície das bolhas. Com o aumento de bolhas, as bolhas com proteína 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 se separar do corpo da água, removendo assuntos orgânicos como proteína na água. 2 Processo físico -químico De uma perspectiva microscópica, há tensão superficial entre bolhas e água. Quando as bolhas aumentam na água, as moléculas orgânicas na água se agregam em direção à superfície das bolhas sob a ação da tensão da superfície. Este é um processo de adsorção física, acompanhado por algumas alterações químicas, como interações entre moléculas orgânicas e reações químicas com a superfície das bolhas. Por exemplo, algumas moléculas de proteína podem sofrer desnaturação, facilitando a adsorção em bolhas. O papel dos skimmers de proteínas na recirculação da aquicultura (1) Purificação da água 1. Remover matéria orgânica Os separadores de proteínas podem remover efetivamente 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 e nitrito de amônia. A remoção desses compostos orgânicos através de um separador de proteínas pode aliviar a pressão da filtração biológica subsequente e reduzir a produção de substâncias nocivas na água. Por exemplo, sem um separador de proteínas, a demanda química de oxigênio (COD) na água pode subir rapidamente para mais de 100 mg/L, enquanto com o uso de um separador de proteínas, o COD pode ser controlado em cerca de 30-50mg/L. 2. Reduza a produção de nitrogênio de amônia Devido à remoção de compostos orgânicos contendo nitrogênio, como proteínas pelo separador de proteínas, a fonte potencial de nitrogênio de amônia na água é reduzida. Isso é crucial para manter uma baixa concentração de nitrogênio de amônia no sistema de aquicultura de recirculação, pois o nitrogênio da amônia tem forte toxicidade para os organismos da aquicultura. (2) Maior clareza da água O separador de proteínas pode não apenas remover a matéria orgânica, mas também levar partículas suspensas com um tamanho de partícula inferior a 30 mícrons na água, melhorando a transparência da água e promovendo o crescimento dos organismos da aquicultura. (3) Redução da transmissão de doenças Remoção de portadores de patógenos: matéria orgânica e partículas suspensas na água são frequentemente portadores de patógenos, como bactérias, vírus e parasitas. O separador de proteínas remove esses portadores, o que reduz a chance de transmissão de patógenos na água e reduz o risco de infecção por doenças em organismos de aquicultura.

O sistema de aquicultura de recirculação é um novo tipo de modelo de aquicultura, que usa um série de tratamento de água  unidades para processar as águas residuais geradas na lagoa da aquicultura e depois reciclar O principal princípio de  O RAS deve integrar tecnologias avançadas em engenharia ambiental, engenharia civil, biologia moderna,  Informações eletrônicas e outras disciplinas para remover fezes de isca residual, nitrogênio de amônia (Tan), nitrito nitrogênio  (NO2--N ) e outros poluentes nocivos Com a finalidade de purificar o ambiente de reprodução, o processo de reentrada da água purificada na lagoa de reprodução usando filtração física, filtração biológica, remoção de CO2,  desinfecção, oxigenação, ajuste de temperatura e outros tratamentos Pode não apenas resolver o problema de baixo  Taxa de utilização de recursos hídricos, mas também fornece um ambiente de vida estável, confiável, confortável e de alta qualidade  para organismos reprodutores e fornece condições favoráveis para a agricultura de alta densidade.

Compreendendo as necessidades de alimentação na aquicultura Uma nutrição adequada é fundamental para o sucesso de qualquer sistema de aquicultura. Diferentes espécies requerem formulações de ração personalizadas, com base em suas necessidades nutricionais específicas. Por exemplo, espécies como salmão e truta têm maiores necessidades proteicas em comparação com peixes cultivados, como a tilápia. Além disso, o estágio de crescimento da espécie e a qualidade da água impactam significativamente suas necessidades nutricionais. Projeto de Regime Alimentar: Equilibrando Eficiência e Sustentabilidade Equilibrar eficiência e sustentabilidade é crucial para a elaboração de regimes de alimentação ideais. A alimentação contínua pode levar à superalimentação e ao desperdício, enquanto a alimentação dosada garante um controle preciso das quantidades de ração. Aqui estão as principais diferenças: - Alimentação Contínua: Este método proporciona um fluxo constante de ração ao longo do dia. É simples de implementar, mas pode resultar em superalimentação e desperdício excessivo. Por exemplo, um estudo em uma fazenda de trutas de água doce descobriu que a alimentação contínua levava a altos níveis de ração não consumida na água, causando depleção de oxigênio e poluição por nutrientes. - Alimentação Dosada: Neste método, a ração é fornecida em quantidades controladas em intervalos definidos. É mais eficiente e ajuda a prevenir a superalimentação. Um estudo de caso em criação de camarão na Tailândia demonstrou que a alimentação dosada, combinada com o monitoramento regular da qualidade da água, reduziu significativamente o desperdício de ração e melhorou as taxas de crescimento do camarão. - Controle Computadorizado: Sistemas modernos utilizam sensores e controles automatizados para monitorar e ajustar as taxas de alimentação com base em dados em tempo real. Essa abordagem garante uma alimentação precisa e minimiza o desperdício. Uma fazenda na Espanha implementou sistemas computadorizados, que reduziram o uso de ração em até 20%, mantendo altas taxas de crescimento do salmão. Estudos de caso sobre práticas de alimentação eficazes Para ilustrar práticas de alimentação eficazes, vejamos alguns estudos de caso bem-sucedidos: - Camarão: Na criação de camarão, a alimentação dosada é frequentemente utilizada. Os produtores monitoram a qualidade da água e ajustam as taxas de alimentação de acordo para garantir o crescimento ideal e reduzir o desperdício. Uma fazenda no Vietnã, que utilizava alimentação dosada, descobriu que conseguia reduzir os custos com ração em 15% e, ao mesmo tempo, obter maiores rendimentos. - Salmão: A criação de salmão utiliza uma combinação de alimentação contínua e dosada, com ênfase em formulações de ração de alta qualidade e alimentação de precisão para promover o crescimento rápido. Uma fazenda na Escócia utilizou um sistema híbrido, reduzindo o desperdício de ração e melhorando a saúde dos peixes. - Tilápia: Os criadores de tilápia utilizam uma variedade de regimes de alimentação, mas muitos preferem a alimentação dosada devido à sua eficiência e facilidade de integração com sistemas modernos de aquicultura. Uma fazenda no Egito implementou a alimentação dosada e obteve uma redução de 20% nos custos com ração, mantendo altas taxas de crescimento. Tecnologias Avançadas em Alimentação para Aquicultura Os avanços tecnológicos estão revolucionando a forma como os sistemas de aquicultura são alimentados. A tecnologia de sensores e a automação estão impulsionando o desenvolvimento de sistemas de alimentação de precisão: - Sensores: Sensores monitoram a qualidade da água, o consumo de ração e a atividade dos peixes, fornecendo dados em tempo real para otimizar a alimentação. Por exemplo, uma fazenda na Austrália usa sensores para monitorar os níveis de amônia e ajustar as taxas de alimentação de acordo, reduzindo o risco de problemas de qualidade da água. - Automação: Sistemas automatizados ajustam a alimentação com base em algoritmos predefinidos e monitoramento contínuo, garantindo uma alimentação precisa e eficiente. Um estudo de caso na Noruega demonstrou que sistemas automatizados reduziram o uso de ração em até 15%, mantendo altas taxas de crescimento no salmão. A integração da análise de dados aprimora ainda mais esses sistemas, monitorando tendências de longo prazo e realizando ajustes informados nos regimes de alimentação. Por exemplo, uma fazenda na Holanda utiliza análise de dados para prever as necessidades de ração com base em dados históricos, resultando em uma alimentação mais eficiente e na redução do desperdício. Considerações ambientais em regimes de alimentação O excesso de ração pode impactar significativamente a qualidade da água e a saúde do ecossistema. Práticas eficazes de alimentação visam minimizar o desperdício e o escoamento: - Minimização do desperdício: Regimes de alimentação adequados reduzem a quantidade de ração não utilizada que acaba na água, o que pode causar depleção de oxigênio e poluição por nutrientes. Por exemplo, uma fazenda nas Filipinas implementou um sistema de alimentação por dosagem e observou uma redução de 30% no desperdício de ração, resultando em uma melhor qualidade da água. - Soluções Sustentáveis: Implementar sistemas de circuito fechado e usar ração biodegradável pode ajudar a mitigar o impacto ambiental da aquicultura. Uma fazenda na Tailândia utilizou ração biodegradável, resultando em uma redução de 25% no impacto ambiental, mantendo altas taxas de crescimento. Tendências futuras na alimentação da aquicultura As tendências emergentes na formulação e distribuição de rações prometem aumentar ainda mais a sustentabilidade e a eficiência dos sistemas de aquicultura: - Inovação na Formulação de Rações: Os avanços na formulação de rações estão resultando em rações mais densas em nutrientes e sustentáveis. Por exemplo, uma fazenda na China desenvolveu uma ração com maior teor de proteína e menor impacto ambiental, reduzindo os custos com ração em 10% e mantendo altas taxas de crescimento. - Inovações em Distribuição: Novas tecnologias, como sistemas de distribuição de ração direcionada, estão sendo desenvolvidas para garantir que a ração chegue aos peixes de forma precisa e eficiente. Por exemplo, um estudo de caso na Dinamarca demonstrou que sistemas de distribuição de ração direcionada reduziram o desperdício de ração em até 20% e melhoraram a saúde dos peixes. Olhando para o futuro: o futuro da alimentação na aquicultura À medida que avançamos, adaptar-nos a essas tendências e aproveitar as tecnologias mais recentes será fundamental para garantir o sucesso e a sustentabilidade da aquicultura a longo prazo. Ao priorizar regimes de alimentação ideais, podemos garantir um futuro mais resiliente e eficiente para a aquicultura.

A aquicultura, a criação de organismos aquáticos em ambientes controlados, é vital para a segurança alimentar global. No entanto, os sistemas tradicionais de aquicultura enfrentam desafios significativos, como poluição da água, disseminação de doenças e restrições de espaço. Essas questões impulsionaram o desenvolvimento de soluções inovadoras, como os sistemas de aquicultura com recirculação (SAR). O que são sistemas de aquicultura de recirculação (RAS)? Os sistemas de aquicultura com recirculação são sistemas de circuito fechado que limpam e reutilizam a água constantemente, reduzindo drasticamente a necessidade de água doce. Os principais componentes incluem filtros mecânicos e biológicos, aeradores e monitores de qualidade da água. Esses componentes ajudam a manter a qualidade ideal da água e a criar um ambiente controlado para peixes e outros organismos aquáticos. Tipos de sistemas de aquicultura comparados ao RAS Sistemas de Água Aberta vs. Sistemas de Água Aberta (RAS): Sistemas tradicionais de água aberta, como lagoas, dependem de grandes quantidades de água e são vulneráveis ​​à poluição e doenças. Os RAS são mais contidos, oferecendo melhor controle sobre a qualidade da água e os fatores ambientais. Aquicultura em lagoas vs. RAS: A aquicultura em lagoas é comum e econômica, mas pode levar à degradação ambiental e à escassez de água. A RAS pode ser mais intensiva, produzindo maiores rendimentos com impacto ambiental mínimo. Sistemas de Fluxo Contínuo vs. Sistemas de Fluxo Contínuo (RAS): Sistemas de fluxo contínuo descarregam água após o uso, tornando-os menos eficientes em termos de consumo de água e ração. Os RAS, ao reutilizarem a água, são mais eficientes e sustentáveis. Aquaponia de Recirculação vs. RAS: A aquaponia integra a aquicultura com a hidroponia, mas a RAS é mais focada na produção de peixes. A aquaponia de recirculação é mais complexa, mas oferece uma abordagem mais integrada à produção de alimentos. Criação de reprodutores em sistemas tradicionais vs. RAS: Os sistemas de criação tradicionais geralmente utilizam condições naturais, que podem ser difíceis de reproduzir. Os RAS proporcionam um ambiente altamente controlado para reprodução e crescimento da prole. Vantagens dos Sistemas de Aquicultura de Recirculação Eficiência no uso de água e utilização de ração: O RAS pode reutilizar até 90% da água, reduzindo drasticamente a necessidade de recursos hídricos. Essa eficiência reduz os custos operacionais e minimiza o impacto ambiental. Controle aprimorado de doenças: O ambiente controlado do RAS facilita o monitoramento e o controle de doenças, resultando em populações de peixes mais saudáveis. Melhoria da gestão da qualidade da água: A RAS pode manter a qualidade ideal da água filtrando e tratando-a continuamente, reduzindo a necessidade de produtos químicos. Potencial para produção durante todo o ano: O RAS pode operar o ano todo, independentemente das condições climáticas, resultando em produção consistente e redução da sazonalidade. Redução da pegada ambiental: Ao reutilizar água e minimizar o desperdício, a RAS reduz significativamente o impacto ambiental da aquicultura. Desafios na implementação do RAS Alto investimento de capital inicial: A configuração de um RAS pode ser cara, exigindo investimentos significativos em infraestrutura e equipamentos. Manutenção complexa e conhecimento técnico necessários: Os RAS precisam de manutenção e monitoramento regulares para operar com eficiência, exigindo conhecimento e experiência especializados. Requisitos de energia e sustentabilidade: Operar um RAS consome energia para filtragem, circulação de água e aeração, o que pode ser desafiador em regiões com acesso limitado à eletricidade confiável. Desafios da filtragem biológica e química: Garantir uma filtragem adequada e manter um ambiente estável pode ser complexo e exigir ajustes contínuos. Implementação bem-sucedida do RAS Fazendas de peixes urbanas usando RAS: Os sistemas RAS urbanos tiveram sucesso em cidades como Cingapura, fornecendo uma fonte localizada e sustentável de peixe fresco em áreas urbanas. Fazendas de peixes costeiras em transição de águas abertas para RAS: Fazendas costeiras na Noruega fizeram a transição para o RAS com a ajuda de subsídios e subsídios governamentais, melhorando a qualidade da água e o controle de doenças. Sistemas RAS internos em ambientes controlados: Sistemas RAS internos em ambientes com clima controlado demonstraram maior produtividade e melhor controle sobre fatores ambientais, resultando em maior rendimento de peixes. Perspectivas futuras dos sistemas de aquicultura de recirculação Tendências de mercado e potencial de crescimento: O mercado de RAS está crescendo rapidamente, impulsionado por preocupações com a escassez de água e a necessidade de produção sustentável de alimentos. Avanços e inovações tecnológicas: Os desenvolvimentos tecnológicos contínuos estão tornando o RAS mais eficiente e fácil de usar, reduzindo as barreiras para novos agricultores. Apoio político e regulatório para RAS: Governos e organizações estão aumentando o apoio ao RAS por meio de políticas e financiamento, promovendo sua adoção. Integração do RAS com Práticas Sustentáveis: Combinar RAS com outras práticas sustentáveis, como aquaponia e agricultura orgânica, pode criar sistemas holísticos e ecologicamente corretos. Conclusão Os sistemas de recirculação de aquicultura oferecem uma solução promissora para os desafios da aquicultura tradicional. Ao proporcionar um ambiente controlado e sustentável, os sistemas de recirculação de aquicultura podem aumentar a produtividade, reduzir o impacto ambiental e garantir a viabilidade da aquicultura a longo prazo. Embora a implementação apresente desafios, os benefícios dos sistemas de recirculação de aquicultura os tornam uma opção atraente para operações de aquicultura de pequena e grande escala. Incentivamos a comunidade aquícola a adotar tecnologias RAS e impulsionar a inovação em práticas sustentáveis ​​de aquicultura. Juntos, podemos garantir um futuro mais sustentável e seguro para a produção aquícola.