Partikel padat tersuspensi berdampak buruk pada semua aspek-sistem budidaya perikanan resirkulasi industri berbasis lahan. Oleh karena itu, penghilangan partikel padat tersuspensi adalah tujuan utama dari resirkulasi pengolahan air budidaya. Dalam sistem budidaya perikanan resirkulasi, sebagian besar massa partikel lebih kecil dari 100 mikrometer. Karena turbulensi air, biodegradasi, dan agitasi mekanis, partikel tersuspensi yang tidak segera dihilangkan dapat terurai menjadi partikel tersuspensi yang lebih halus, biasanya berukuran lebih kecil dari 30 mikrometer. Dalam kondisi ini, pengolahan sedimentasi dan filtrasi mekanis menjadi tidak efektif.
Fraksinasi busa adalah teknik yang digunakan untuk menghilangkan partikel tersuspensi halus. Ini melibatkan memasukkan udara ke dalam badan air, memungkinkan surfaktan di dalam air diserap ke dalam gelembung mikro. Gelembung-gelembung ini, membawa bahan yang teradsorpsi, naik ke permukaan dengan daya apung membentuk busa, sehingga menghilangkan zat-zat terlarut dan tersuspensi dari air. Saat ini, fraksinasi busa dikenal sebagai salah satu proses utama untuk menghilangkan partikel halus secara efektif dalam sistem resirkulasi akuakultur dan merupakan komponen penting dari sistem ini.
I. Prinsip Skimmer Protein
1. Prinsip Fraksinasi Busa
Skimmer protein beroperasi terutama berdasarkan prinsip fraksinasi busa. Dalam sistem budidaya perikanan resirkulasi, ekskresi dari organisme budidaya, pakan yang tidak dimakan, dan lain-lain, mengandung bahan organik dalam jumlah besar. Protein dan surfaktan lain dalam bahan organik ini mempunyai sifat amfifilik (hidrofilik dan lipofilik). Ketika sejumlah besar gelembung mikro dimasukkan ke dalam air, zat surfaktan ini teradsorpsi ke permukaan gelembung. Saat gelembung naik, gelembung dengan protein teradsorpsi dan zat lain membentuk lapisan busa di permukaan air. Lapisan busa, yang memiliki kepadatan lebih rendah, mudah terpisah dari badan air, sehingga menghilangkan protein dan bahan organik lainnya dari air.
2. Proses Fisikokimia
Dari perspektif mikroskopis, ada tegangan permukaan antara gelembung dan air. Saat gelembung naik melalui air, molekul organik dalam air berkumpul menuju permukaan gelembung di bawah pengaruh tegangan permukaan. Ini adalah proses adsorpsi fisik yang disertai dengan beberapa perubahan kimia, seperti interaksi antara molekul organik dan reaksi kimia dengan permukaan gelembung. Misalnya, beberapa molekul protein mungkin mengalami denaturasi, membuatnya lebih mudah teradsorpsi ke dalam gelembung.
II. Peran Skimmer Protein dalam Resirkulasi Akuakultur
(I) Pemurnian Air
1. Penghapusan Bahan Organik
Skimmer protein efektif menghilangkan bahan organik dari air, termasuk protein, lemak, karbohidrat, dll. Jika zat organik ini terakumulasi di dalam air, maka akan diuraikan oleh mikroorganisme, mengonsumsi oksigen terlarut dalam jumlah besar dan menghasilkan zat berbahaya seperti nitrogen amonia dan nitrit. Menghilangkan bahan organik ini melalui skimmer protein mengurangi beban penyaringan biologis selanjutnya dan menurunkan produksi zat berbahaya di dalam air. Misalnya, tanpa skimmer protein, Permintaan Oksigen Kimia (COD) dalam air dapat dengan cepat meningkat hingga di atas 100 mg/L, sedangkan dengan skimmer protein, COD dapat dikontrol sekitar 30 - 50 mg/L.
2. Pengurangan Produksi Amonia Nitrogen
Dengan menghilangkan nitrogen-yang mengandung bahan organik seperti protein, skimmer protein mengurangi potensi sumber nitrogen amonia di dalam air. Hal ini penting untuk menjaga konsentrasi nitrogen amonia tetap rendah dalam sistem resirkulasi akuakultur, karena nitrogen amonia sangat beracun bagi organisme budidaya.
(II) Peningkatan Kejernihan Air
Saat menghilangkan bahan organik, skimmer protein juga menghilangkan beberapa partikel tersuspensi yang berukuran lebih kecil dari 30 mikrometer, sehingga meningkatkan kejernihan air, sehingga bermanfaat bagi pertumbuhan organisme budidaya.
(III) Pengurangan Penularan Penyakit
Penghapusan Vektor Patogen: Bahan organik dan partikel tersuspensi di dalam air sering kali berfungsi sebagai pembawa patogen, seperti bakteri, virus, dan parasit. Dengan menghilangkan pembawa ini, skimmer protein mengurangi peluang penularan patogen di dalam air, sehingga menurunkan risiko infeksi penyakit pada organisme budidaya.