Com impedeix un intercanviador de calor de PTFE la bioincrustació d'algues en l'escalfament d'aigua d'-aqüicultura a l'aire lliure?
Deixa un missatge
El repte de la contaminació d'algues
Les instal·lacions d'aqüicultura-vivers de peixos, granges de gambes, sistemes d'aqüicultura de recirculació-escalfen l'aigua per mantenir temperatures de creixement òptimes. L'aigua és rica en nutrients-, conté matèria orgànica dissolta, nitrats i fosfats procedents de residus de peixos i pinsos no consumits. En tancs-aire lliure i canals, l'aigua està exposada a la llum solar. La combinació d'aigua tèbia, nutrients i llum crea les condicions ideals per al creixement de les algues.
Els intercanviadors de calor en aquest entorn són colonitzats per algues i biofilm en poques setmanes. La capa d'algues aïlla els tubs, reduint la transferència de calor. El biofilm crea una superfície enganxosa que atrapa residus orgànics addicionals. La contaminació avança fins que s'ha de netejar l'intercanviador o la capacitat de calefacció baixa per sota del nivell requerit.
Els intercanviadors de calor metàl·lics són especialment vulnerables. La superfície d'òxid metàl·lic proporciona un excel·lent substrat per a la fixació d'algues. La rugositat superficial ofereix punts d'ancoratge. Els ions metàl·lics alliberats per la corrosió proporcionen micronutrients que estimulen el creixement d'algues.
El PTFE resisteix la fixació d'algues gràcies a la seva baixa energia superficial i la seva inercia química. Les algues no poden enganxar-se fermament a la superfície relliscosa i no-polar. El biofilm que es forma s'adhereix dèbilment i s'elimina fàcilment.
El mecanisme d'adhesió a les algues
La colonització d'algues comença amb la formació d'una pel·lícula condicionant-una capa de molècules orgàniques dissoltes que s'adsorbeix a qualsevol superfície submergida en qüestió de minuts. A les superfícies metàl·liques, la pel·lícula de condicionament forma un fort enllaç mitjançant interaccions electrostàtiques i químiques amb la superfície de l'òxid metàl·lic. En PTFE, la pel·lícula de condicionament s'adsorbeix dèbilment i es pot eliminar mitjançant un flux suau o una neteja suau.
Un cop establerta la pel·lícula de condicionament, les espores d'algues s'instal·len a la superfície. Les espores s'uneixen a través del mucílag adhesiu-una secreció de polisacàrids que s'uneix a la superfície condicionada. Als metalls, el mucílag s'uneix fortament. En PTFE, el mucílag s'estén malament per la superfície hidrofòbica. L'adhesió és feble. El flux d'aigua desallotja les espores abans que puguin establir una unió permanent.
| Paràmetre de biofouling | Acer inoxidable | Titani | PTFE |
|---|---|---|---|
| Condicionant l'adhesió del film | Fort | Moderat | Molt feble |
| Adhesió d'espores d'algues | Ferm en poques hores | Ferm en pocs dies | feble; sovint desallotjada pel flux |
| Desenvolupament de biofilm | Ràpid (dies a setmanes) | Moderat | Lent (mesos) |
| Resistència a la contaminació (relativa) | 1.0 (línia de base) | 0.6-0.8 | 0.1-0.2 |
| Mètode de neteja | Fregat mecànic, biocida | Mecànic, biocida | Esbandida amb aigua, neteja lleugera |
| Freqüència de neteja | Mensualment | Bi-mensuals | 6-12 mesos |
El factor d'exposició a la llum solar
L'intercanviador de calor està exposat a la llum solar directa en tancs d'aqüicultura-a l'aire lliure. La llum solar proporciona energia per a la fotosíntesi, que accelera el desenvolupament d'algues a totes les superfícies que les algues poden colonitzar. L'intercanviador de calor metàl·lic, enfosquit per la seva capa d'òxid i qualsevol producte de corrosió, recull la llum solar i proporciona una superfície càlida i il·luminada-per a que les algues creixin.
El PTFE és de color blanc i té una naturalesa reflectant. La superfície absorbeix una gran part de la llum solar entrant, el que resulta en una reducció de l'escalfament local a la superfície del tub. La superfície brillant també ofereix condicions menys adequades per als organismes fotosintètics que una superfície metàl·lica fosca.
Benefici econòmic i operatiu
La taxa de biofouling reduïda amplia el període de neteja des d'un mes fins a una vegada a l'any o més. Es redueix el treball de manteniment de neteja manual. Els biocides químics, que han de ser compatibles amb les lleis de peixos i de qualitat de l'aigua, es poden rebaixar o suprimir. La transferència de calor és estable, mantenint la temperatura de l'aigua en el rang òptim per al creixement dels peixos.
L'eliminació de la corrosió del metall també elimina una font de contaminació d'ions metàl·lics a l'aigua d'aqüicultura. Alguns metalls, com el coure i el zinc, són perillosos per als peixos en petites quantitats. Aquest risc s'evita amb un intercanviador de calor de PTFE-no corrosiu.
Resum:
Els intercanviadors de calor de PTFE són resistents a la bioincrustació d'algues en aplicacions d'escalfament d'aigua d'aqüicultura a causa de la seva baixa energia superficial que prohibeix que les algues s'adhereixin fermament, la inercia química que no estimula el desenvolupament d'algues d'ions metàl·lics i la superfície blanca reflectant que minimitza l'escalfament solar. Els intervals de neteja es poden configurar de mensual a anual. Això evita la contaminació de l'aigua per ions metàl·lics. La transmissió de calor constant manté les temperatures estables de l'aigua necessàries per a la salut i el creixement òptims dels peixos.
L'ajuda d'enginyeria per a l'especificació de l'intercanviador de calor PTFE aqüícola es proporcionarà després de la presentació de la química de l'aigua, la càrrega de fertilitzants, l'exposició solar, la temperatura de l'aigua necessària i l'historial actual d'encrasses.
