Чврсте суспендоване честице негативно утичу на све аспекте индустријализованих рециркулационих система аквакултуре на земљи{0}}. Стога је уклањање чврстих суспендованих честица примарни циљ рециркулацијског третмана воде аквакултуре. У рециркулацијским системима аквакултуре, већина честица по маси је мања од 100 микрометара. Због турбуленције воде, биоразградње и механичког мешања, суспендоване честице које се не уклоне на време могу се разбити на финије суспендоване честице, обично мање од 30 микрометара. У овим условима, третман седиментацијом и механичка филтрација постају неефикасни.
Фракционисање пене је техника која се користи за уклањање финих суспендованих честица. То укључује увођење ваздуха у водено тело, омогућавајући површински активним материјама у води да се адсорбују на микромехуриће. Ови мехурићи, носећи адсорбовани материјал, подижу се на површину уз помоћ узгона и формирају пену, чиме се уклањају растворене и суспендоване супстанце из воде. Тренутно је фракционисање пене препознато као један од примарних процеса за ефикасно уклањање финих честица у рециркулацијским системима аквакултуре и кључна је компонента ових система.
И. Принцип протеинског скимера
1. Принцип фракционисања пене
Протеински скиммер ради првенствено на принципу фракционисања пене. У рециркулацијским системима аквакултуре, излучевине из узгојених организама, непоједена храна итд. садрже велике количине органске материје. Протеини и други сурфактанти унутар ове органске материје поседују амфифилну природу (и хидрофилну и липофилну). Када се велики број микромехурића унесе у воду, ове сурфактантне супстанце се адсорбују на површине мехурића. Како се мехурићи дижу, мехурићи са адсорбованим протеинима и другим супстанцама формирају слој пене на површини воде. Слој пене, који има мању густину, лако се одваја од воденог тела, чиме се уклањају протеини и друге органске материје из воде.
2. Физичкохемијски процес
Из микроскопске перспективе, површински напон постоји између мехурића и воде. Како се мехурићи дижу кроз воду, органски молекули у води се агрегирају према површини мехурића под утицајем површинског напона. Ово је процес физичке адсорпције, праћен неким хемијским променама, као што су интеракције између органских молекула и хемијске реакције са површином мехурића. На пример, неки протеински молекули могу бити подвргнути денатурацији, што их чини лакшим адсорбујућим на мехуриће.
ИИ. Улога скимера протеина у рециркулационој аквакултури
(И) Пречишћавање воде
1. Уклањање органске материје
Протеински скимери ефикасно уклањају органску материју из воде, укључујући протеине, масти, угљене хидрате итд. Ако се ове органске супстанце акумулирају у води, разграђују их микроорганизми, трошећи велике количине раствореног кисеоника и производећи штетне супстанце као што су амонијачни азот и нитрит. Уклањање ових органских материја преко протеинског скиммера смањује оптерећење накнадне биолошке филтрације и смањује производњу штетних материја у води. На пример, без скимера за протеине, хемијска потражња за кисеоником (ЦОД) у води може брзо да порасте изнад 100 мг/Л, док се са скиммером за протеине ЦОД може контролисати око 30 - 50 мг/Л.
2. Смањење производње амонијачног азота
Уклањањем азота{0}}који садржи органску материју попут протеина, скимери протеина смањују потенцијалне изворе амонијачног азота у води. Ово је кључно за одржавање ниске концентрације амонијачног азота у рециркулацијским системима аквакултуре, пошто је амонијачни азот веома токсичан за култивисане организме.
(ИИ) Побољшање чистоће воде
Док уклањају органску материју, скимери за протеине уклањају и неке суспендоване честице мање од 30 микрометара, чиме се побољшава бистрина воде, што погодује расту култивисаних организама.
(ИИИ) Смањење преношења болести
Уклањање вектора патогена: Органска материја и суспендоване честице у води често служе као носиоци патогена, као што су бактерије, вируси и паразити. Уклањањем ових носача, протеински скиммер смањује могућност преноса патогена унутар воде, смањујући ризик од инфекције болести у култивисаним организмима.