CARA MEMILIH SISTEM DESINFEKSI UV YANG TEPAT UNTUK RECIRCULATING AQUACULTURE SYSTEMS (RAS)
Akuakultur adalah sektor produksi pangan dengan pertumbuhan tercepat di dunia menurut laporan Organisasi Pangan dan Pertanian Perserikatan Bangsa-Bangsa (FAO). Laporan FAO menyatakan bahwa pada tahun 2030, dunia akan makan ikan 20 persen lebih banyak daripada tahun 2016. Pada saat itu, produksi akuakultur diproyeksikan mencapai 109 juta ton, yang merupakan tingkat pertumbuhan 37 persen dibandingkan tahun 2016.
Ini akan mengarah pada budidaya berbasis lahan yang berkembang, termasuk pertanian di Recirculating Aquaculture Systems (RAS). RAS akan memainkan peran yang lebih besar di masa depan akuakultur karena mampu:
· Meminimalkan ancaman pelarian ikan budidaya
·Meningkatkan pengendalian penyakit dan parasit
·Menciptakan pengelolaan kualitas air yang lebih baik (suhu, laju oksigen, nutrisi, dan kandungan padatan tersuspensi)
·Meningkatkan kontrol pelepasan nutrisi di lingkungan
Ikan yang tumbuh di lingkungan yang terkendali dalam tangki, seringkali dengan kepadatan tinggi, menetapkan persyaratan tinggi untuk kualitas air dan kinerja peralatan.
Dalam Recirculating Aquaculture Systems (RAS), keamanan mikrobiologis dari air masuk sangat penting untuk menjamin bahwa tidak ada penyakit yang masuk ke dalam lingkungan yang terkendali, karena menimbulkan ancaman besar terhadap produksi bernilai tinggi yang dapat menyebabkan kerugian ekonomi yang signifikan. Metode desinfeksi yang umum digunakan untuk melindungi suplai air masuk adalah desinfeksi ultraviolet (UV), karena banyak keuntungannya.
Berikut adalah lima faktor kunci untuk membantu Anda memilih sistem disinfeksi UV yang tepat
1. Memastikan pra-filtrasi yang cukup sebelum perawatan UV
Desinfeksi UV adalah metode yang sangat efektif melawan mikroorganisme patogen. Namun, dalam banyak kasus UV memerlukan pra-filtrasi yang cukup sebelum perawatan UV, untuk menyaring partikel dan padatan yang lebih besar yang dapat menciptakan efek bayangan (perisai) untuk mikroorganisme yang berpotensi berbahaya, mencegah mereka menerima paparan sinar UVC yang diperlukan.
Metode pra-filtrasi yang benar dan ukuran mesh/pori bergantung pada banyak faktor seperti laju alir, jumlah padatan tersuspensi, jenis air masuk dan transmisi UV. Transmisi UV (UVT) menggambarkan efektivitas desinfeksi UV, dengan mengukur persentase cahaya yang melewati sampel air (seringkali 10mm) pada panjang gelombang 254 nm.
UVT dapat bervariasi secara signifikan antara air laut, air payau, air tawar dan lokasi asupan. Sebagai contoh, air permukaan diwarnai oleh zat humat di banyak tempat di Skotlandia dan Norwegia. Nilai UVT di bawah 60% bukan hal yang aneh untuk air masuk, yang berarti bahwa UVT di RAS akan lebih rendah lagi.
Bakteri dan virus juga bervariasi dalam ukuran yang harus diperhitungkan saat merancang pra-filtrasi. Khususnya dalam budidaya ikan salmon, permintaan akan sistem Ultrafiltrasi (UF) semakin meningkat karena mampu menghilangkan bakteri dan virus dari air hingga 4log (penghapusan virus). Kombinasi pengobatan UV dan Ultrafiltrasi mampu menciptakan apa yang disebut 'penghalang ganda' terhadap penyakit karena keduanya saling melengkapi.
Pedoman oleh Institut Kedokteran Hewan Norwegia merekomendasikan minimal, bahwa< penyaringan/penyaringan="" 300="" m="" harus="" diterapkan="" sebelum="" perawatan="" uv.="" namun,="" aturan="" umum="" masih="" memiliki="" prefiltrasi="" hingga="" 40="" mikron="" dan="" 3="" ntu="" dalam="">
2. Ukuran yang benar dari sistem asupan UV
Ukuran sistem UV yang benar adalah faktor terpenting untuk menyediakan 'firewall' pelindung terhadap mikroorganisme dalam sistem pengolahan air masuk. Ukuran yang benar melibatkan beberapa faktor, termasuk dosis UV yang diterapkan dengan benar, teknologi lampu, efisiensi hidrolik sistem UV dan persetujuannya untuk digunakan dalam asupan akuakultur.
Bagaimana menerapkan dosis UV yang benar
Iradiasi UV menonaktifkan mikroorganisme dengan merusak DNA dan RNA mereka, yang mencegah mereka berkembang biak dan menyebabkan infeksi. Kemampuan inaktivasi mikroorganisme oleh UV tergantung pada dosis UV yang diterapkan (juga disebut fluence), biasanya sebagai mJ/cm2 atau J/m2, yang merupakan produk dari intensitas sinar UV, waktu tinggal dan transmisi UV melalui air. Absorbansi DNA tinggi antara kisaran kuman 200 – 300 nm yang akan menghasilkan desinfeksi primer yang efisien pada 254 nm.
Ada mekanisme dalam sel yang memperbaiki kerusakan DNA/RNA. Semakin rendah dosis UV yang diterapkan untuk suatu mikroorganisme, semakin tinggi kemungkinan untuk fotoreaktivasi (perbaikan dengan katalis cahaya) dan mekanisme perbaikan ruang gelap. Namun, penelitian telah menunjukkan bahwa hampir tidak ada potensi untuk fotoreaktivasi di atas dosis UV 15 mJ/cm2 dengan menggunakan teknologi lampu UV yang umum.
Sangat penting untuk memahami dosis UV target, untuk mendisinfeksi air yang masuk ke tambak secara efektif. Secara umum, Bakteri lebih sensitif terhadap sinar UV daripada kebanyakan virus lainnya. Sebagai contoh, dalam industri salmonid mikroorganisme yang paling sering ditargetkan dengan pengurangan minimal 3 log (99,9%) adalah:
· Virus Nekrosis Pankreas Menular (IPNV)
· Aeromonas salmonicida
·Vibrio anguillarum
· Virus anemia salmon menular (ISAV)
·Vibrio salmonicida
·Yersinia ruckeri
TheIPNV juga merupakan salah satu virus yang paling tahan UV yang dilaporkan dalam literatur ilmiah, membutuhkan dosis UV minimal 246 mJ/cm2.
Bagaimana memilih teknologi lampu terbaik untuk sistem UV air masuk
Sistem UV berdasarkan amalgam lampu UV keluaran tinggi bertekanan rendah (LPHO) memberikan iradiasi UV monokromatik pada 253,7 nm, yang menjadikannya sistem yang paling umum diterapkan untuk disinfeksi dalam akuakultur. Iradiasi UV berbasis teknologi lampu tekanan rendah juga dapat diterapkan untuk menghancurkan residu ozon. Residu ozon dihancurkan dengan sinar UV antara panjang gelombang 250 – 260 nm.
Sistem UV berdasarkan teknologi lampu tekanan menengah yang memasok sinar UV pada spektrum yang lebih luas (200 – 400 nm) juga tersedia, tetapi tidak begitu umum digunakan untuk disinfeksi pada akuakultur berbasis lahan karena biaya operasinya yang lebih tinggi dalam operasi berkelanjutan.
Dibandingkan dengan lampu keluaran tinggi tekanan rendah amalgam (LPHO), lampu tekanan sedang (MP) mengkonsumsi lebih banyak energi listrik per unit keluaran cahaya kuman daripada lampu LPHO yang membutuhkan daya 2-3 kali lebih banyak. Lampu MP umumnya hanya mengubah hingga 15% dari watt inputnya menjadi watt UV-C yang dapat digunakan, sementara lampu bertekanan rendah dapat mencapai efisiensi hingga 40%. Selain itu, suhu pengoperasian lampu MP yang lebih tinggi (hingga 900 °C) dapat meningkatkan pengotoran pada lengan kuarsa. Hal ini meningkatkan kebutuhan akan pembersihan selongsong, menghasilkan frekuensi penggantian komponen yang kotor seperti selongsong lampu dan jendela sensor yang lebih sering.
Sistem UV berbasis teknologi lampu MP memiliki kelebihan ketika aplikasinya membutuhkan intensitas UV yang tinggi dalam tapak yang kecil. Contoh terbaik adalah instalasi well-boat, serta aplikasi lain di mana ruang instalasi sangat terbatas, dan operasi terus menerus tidak diperlukan.
Keputusan untuk menggunakan sistem UV berdasarkan teknologi lampu UV tertentu harus didorong oleh keunggulan operasional dan desain, dengan mempertimbangkan karakteristik lampu UV dan terutama kondisi spesifik lokasi.
Memastikan efisiensi hidraulik yang optimal dari sistem UV
Efisiensi hidraulik berarti paparan UV yang optimal dan setara dari semua kemungkinan patogen yang melewati ruangan dengan penurunan tekanan minimal.
Masalah dalam mencapai pencampuran air yang seragam seringkali merupakan hasil dari kecepatan aliran yang tidak dioptimalkan di seluruh reaktor UV yang disebabkan oleh konfigurasi reaktor yang salah, dan konfigurasi lampu UV yang tidak sesuai dengan karakteristik air. Sebagai contoh, lampu UV yang disusun bersilangan dengan aliran masuk akan menghasilkan waktu retensi yang sangat singkat di kedua sisi lampu UV dan di dekat sisi dinding reaktor.
Lampu UV yang diatur sejajar dengan aliran masuk memberikan waktu retensi yang lebih lama, menghasilkan distribusi aliran yang lebih seragam, yang mengarah pada distribusi dosis yang seragam sehingga menghasilkan kinerja yang mendekati ideal.
Pencampuran yang seragam untuk lebih meningkatkan dosis UV sering diperkuat dengan menggunakan panduan baffle internal. Perilaku hidrolik akhir air di dalam reaktor UV dianalisis dengan menggunakan Computational Fluid Dynamics (analisis CFD), seperti yang terlihat pada gambar di atas.
Singkatnya, dosis UV keseluruhan yang diberikan oleh konfigurasi reaktor yang berbeda dan rasio kinerja akan berfluktuasi karena transmisi dan laju aliran UV air yang berbeda serta intensitas lampu UV yang bervariasi.
Memperoleh persetujuan sistem UV khusus akuakultur
Karena ada banyak produsen sistem UV di dunia, sertifikat yang diberikan oleh perusahaan tepercaya menjadi topikal, untuk memastikan validitas produk produsen.
AGUA TOPONEtelah resmi disetujui oleh Norwegian Veterinary Institute (NVI). NVI adalah lembaga penelitian biomedis dan pusat keahlian nasional terkemuka di bidang biosekuriti ikan dan hewan darat.
Selain itu, teknologi ini telah diverifikasi untuk pengolahan air, melalui program Verifikasi Teknologi Lingkungan (ETV) UE. ETV adalah validasi yang memverifikasi teknologi melalui pihak ketiga yang memenuhi syarat, menggunakan hasil pengujian untuk memastikan bahwa kinerja teknologi lingkungan diverifikasi secara ilmiah.
3. Optimalisasi operasional sistem desinfeksi UV
Melihat ke optimalisasi operasional sistem desinfeksi UV bermanfaat untuk beberapa faktor seperti efisiensi biaya, penghematan waktu, dan peningkatan keamanan.
Aspek ekonomi yang penting adalah melihat bagaimana menjalankan sistem UV dengan cara yang hemat energi sambil mempertahankan tingkat dosis UV yang diperlukan. Sistem UV harus berjalan berdasarkan aliran air yang masuk dan dosis UV yang ditargetkan. Misalnya, jika laju aliran tidak mencapai puncaknya, sistem UV harus dapat meredupkan lampu untuk menghemat energi sambil mempertahankan dosis UV yang ditargetkan, fitur yang juga dikenal sebagai 'dosis mondar-mandir'. Selain itu, harus dapat memberikan sinyal bagi relai aliran untuk menghentikan aliran dalam kasus gangguan.
Menurut persetujuan NVI, adalah wajib untuk menghubungkan relai aliran ke katup atau perangkat serupa yang mengontrol aliran air melalui unit UV.
Cara memantau kinerja sistem desinfeksi UV
Sistem UV harus dilengkapi dengan sistem pemantauan yang tepat untuk memantau status di dalam reaktor. Intensitas UV, laju aliran, jam pengoperasian lampu, dosis UV, kinerja lampu UV individual, dan suhu ruang harus terus dipantau oleh PLC sistem. Selain itu, data berikut harus disimpan dalam log minimal:
·Tanggal dan waktu
·Suhu
·Nilai radiasi
· Dosis UV
· Aliran arus
· Aliran maksimum yang diizinkan
· Titik setel dosis UV
Dampak kinerja sistem penyeka otomatis dalam sistem desinfeksi UV
Seperti disebutkan sebelumnya, karakteristik air yang masuk dapat sangat bervariasi. Sistem UV akan kehilangan kemampuan desinfeksi yang optimal jika ada endapan pada selongsong kuarsa yang melindungi lampu UV.
Ada berbagai jenis pengotoran tergantung pada sumber airnya. Umumnya, sistem wiper otomatis canggih yang kuat efektif terhadap penskalaan yang paling ulet sekalipun tanpa memerlukan pembersihan kimia CIP (clean-in-place). Ini mengarah pada penghapusan penanganan bahan kimia berbahaya, biaya tambahan, waktu henti, dan biaya operasi sambil menjaga sistem tetap berjalan.
Bagaimana memilih bahan yang tepat untuk reaktor UV dan kabinet kontrol
Tergantung pada sumber air masuk, lingkungan bisa sangat korosif karena salin atau kelembaban udara. Ini bisa menjadi pengaturan yang menantang untuk bahan yang biasa digunakan di reaktor UV dan lemari kontrol.
AGUA TOPONE telah mengembangkan UV stabilized polypropylene (PP), yang merupakan material tahan untuk aplikasi air laut hangat karena konstruksinya yang tidak korosif. Untuk aplikasi air laut dan air tawar dingin, AGUA TOPONE terbuat dari SS316L yang dipoles di dalam dan di luar. Ini memastikan peningkatan ketahanan korosi di bagian luar, dan peningkatan kinerja sinar UV karena pantulan internal di bagian dalam.
Semua kabinet kontrol dibuat dari Glass Fiber Reinforced Plastic (GFRP) dengan pendinginan pasif atau aktif, sehingga bagian dalam kabinet terlindungi dari faktor eksternal.
4. Pemeliharaan sistem desinfeksi UV
Disinfeksi UV yang efektif memerlukan pemeliharaan terjadwal dari sistem UV. Frekuensi perawatan sangat bervariasi antara produsen yang berbeda, tergantung pada catu daya, ketahanan, dan keandalan sistem.
Semua sistem AGUA TOPONEUV dirancang untuk memerlukan perawatan minimum mutlak, menggunakan komponen yang kuat dan tahan lama yang memberikan kenyamanan operasional yang luar biasa. Beberapa dekade penelitian, pengembangan, dan inovasi telah memungkinkan untuk menyediakan sistem andal yang murah untuk dipasang dan dioperasikan kepada pelanggan kami, serta cukup bebas perawatan untuk dapat digunakan oleh non-spesialis.
5. Komunikasi yang tepat antara produsen dan pelanggan akhir
Last but not least, pentingnya komunikasi yang tepat antara produsen sistem UV dan operator sistem RAS tidak dapat diremehkan.
Memilih pemasok dengan dukungan teknis penuh sangat penting dalam keadaan darurat, di mana dukungan operasional yang cepat diperlukan. Ini menekankan perlunya dukungan 24 jam dengan teknisi teknis yang siap membantu tanpa memandang zona waktu.
AGUA TOPONEadalah produsen sistem desinfeksi UV yang memberikan dukungan komprehensif kepada pelanggannya di seluruh proses, mulai dari pengaturan persyaratan hingga proses operasional yang sedang berlangsung. Tanggung jawab kami tidak berhenti begitu sistem dikirim.
Jangan ragu untuk menghubungi kami jika Anda ingin informasi lebih lanjut tentang bagaimana kami dapat membantu Anda.
