BRPI0905117A2 - oxigenação em aquicultura - Google Patents
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Abstract
OXIGENAçãO EM AQUICULTURA. A presente invenção refere-se a um dispositivo para suprir a água com gás em gaiolas, tanques ou lagos marinhos com uma bomba (1) e um dissolvente (2) para fazer contato do gás com a água. Para que a bomba (1) apresente eficiência mais elevada e melhores condições de manuseio, uma bomba submersa (1) é instalada.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "OXIGENAÇÃO EM AQUICULTURA".
A presente invenção refere-se a um dispositivo para suprir a á-gua com gás em gaiolas, tanques ou lagos marinhos com uma bomba e umdissolvente para fazer o contato do gás com a água.
Em aquicultura ou em incubadoras, é importante manter o teorde oxigênio dissolvido em um nível elevado. Isto é necessário para a saúdee o crescimento dos peixes. Pelo fato de a solubilidade dos gases em águaser reduzida pelo aumento da temperatura, apesar de ser crescente a ne-cessidade de oxigênio do peixe em altas temperaturas, existe uma grandedemanda de oxigênio nos períodos quentes. O aumento da capacidade dosdissolventes de oxigênio é, portanto, de extrema utilidade para os criadoresde peixes. Além disso, a maioria das incubadoras de peixes produz maispeixes por litro d'água do que originalmente dimensionado para a instalação.
A quantidade de água, portanto, é o fator Iimitante da instalação. São exigi-dos, em razão disso, uma melhor utilização da água, um consumo mais ele-vado de oxigênio e uma melhor capacidade de dissolução.
A maior parte das incubadoras usa dissolventes de oxigêniopressurizado com uma-pressão-de-trabalho de 0,1 -0,4 Mpa (1 -4bars). Atra-vês de pequenos volumes de água, é comum permitir que todo o fluxo deágua passe através do dissolvente, porém, o mais habitual é que haja umasaída conduzindo uma parte do fluxo do tubo principal para uma bomba deforça que pressuriza o dissolvente. A água oxigenada, em seguida, é condu-zida de volta ao tubo principal onde é misturada com água não-tratada. Amaioria dos sistemas de dissolução usa 0 - 2,5 kWh por quilo de O2 dissol-vido, dependendo da eficiência. Injetores em combinação com os dissolven-tes de O2 pressurizado não são habituais na Noruega. Os injetores que fo-ram usados proporcionarão um aumento de capacidade relativamente pe-queno, uma grande perda de pressão e um aumento do consumo de energia.
O documento WO 2005/0275119A1 descreve uma unidade debico oxigenador para a injeção de gás em um fluxo de líquido. A configura-ção pode ser montada, por exemplo, em qualquer tubo que transporte líqui-do e necessite do suprimento de gás, por exemplo, no suprimento do tuboaté o viveiro para a criação de peixes, no tubo após a bomba de circulaçãoem um barco para transporte de peixes vivos, no tubo após a bomba de cir-colação para veículos para o transporte de peixes vivos, no tubo após abomba de circulação em um recipiente ou outra configuração para o trans-porte de peixes vivos ou em dissolventes pressurizados para aumentar acapacidade de oxigenação. Os sistemas de venturi conhecidos geram microbolhas na água. Por meio da difusão de gás e da redistribuição de compo-nentes do gás dissolvido na água, é possível dissolvente o gás e adicioná-loem uma pressão muito baixa, o que é preferencial para as aplicações emágua do mar.
Um dos objetivos da invenção é aumentar o nível de oxigênio naágua. Um segundo objetivo é facilitar o manuseio e a instalação ou remoçãoquando necessário.
Estes objetivos são atingidos por um dispositivo dotado das ca-racterísticas da reivindicação 1. As reivindicações dependentes descrevemmodalidades da invenção.
A invenção propõe o uso de uma bomba submersa. Produzindouma instalação onde combina-se dissolventes, com o SOLVOX-A ou um dis-solvente Venturi a uma bomba submersa, podendo-se oxigenar a água deforma bastante simples e eficaz. O dispositivo inventivo é adequado paradiversos gases que serão dissolvidos em diversos líquidos distintos, mas opreferencial é a aplicação do oxigênio dissolvido na água. Oxigênio significaoxigênio puro, oxigênio puro técnico (90-96% de O2) ou ar enriquecido comoxigênio (teor de oxigênio > 20%). O oxigênio pode ser armazenado em gar-rafas, pacotes ou tanques, possível sob pressão ou no estado líquido. Nesteúltimo caso, usa-se comumente um evaporador. O oxigênio pode ser trans-ferido ao dissolvente por meio de uma mangueira ou tubo flexível.
Todos os tipos de bombas que sejam capazes de mover oubombear um líquido como a água podem ser usadas. É preferencial o uso deuma bomba de acionamento mecânico ou elétrico. As bombas de imersãocom um motor elétrico selado e um elemento rotativo (bomba centrífuga) sãode amplo conhecimento e largamente usadas no reparo de instalações sus-pensas. As bombas de pistão também são aplicáveis. Para uso em aquicul-tura industrial, a entrada de potência deve ser superior a 100 watts. As bom-bas com potência superior a 300 W são preferenciais, também na região de0,5 ou 1 kW ou algum consumo de potência em kW. Uma razão aproximadada potência em relação ao oxigênio é de 1:10 (1 kW produz 10 kg de oxigê-nio). Bombas mecânicas de acionamento elétrico com pistões ou lâminassão mais adequadas que as bombas Loscher. A bomba preferencialmenteaspira diretamente a água do tanque onde se encontra submersa. Isso eco-nomiza uma linha de admissão ou instalações equivalentes. O conceito dainvenção é distribuir água oxigenada em lugar de bolhas de gás de oxigêniopuro diretamente na gaiola marinha, tanque ou lago.
Em uma modalidade preferencial, a bomba e o dissolvente (e sedesejado a saída) estão em contato direto, o que leva a uma unidade sub-mersa impermeável a água. A unidade pode ser feita aparafusando em con-junto elementos de flange ou pela combinação de elementos em um aloja-mento selado. Com a presente invenção é possível:
- Obter níveis satisfatórios de oxigênio nas gaiolas, tanques oulagos marinhos.
- Criar níveis satisfatórios de oxigênio quando necessário nasgaiolas, tanques ou lagos marinhos.
- Ajudar na manipulação dos peixes no interior das gaiolas / tan-ques marinhos durante, por exemplo, o esvaziamento das gaiolas, tanquesou lagos.
- Criar uma solução prática, de fácil manuseio, instalação ouremoção em uma gaiola, tanque ou lago marinho quando e onde necessário.
- Suprir oxigênio e conferir movimento de água durante o trata-mento de parasitas ou vacinação.
- Reduzir o desperdício de alimentos dos peixes em níveis ele-vados de oxigênio.
- Reduzir a tensão e a mortalidade dos peixes e moluscos emníveis elevados de oxigênio.
- Aumentar o bem estar dos peixes e reduzir, de modo geral, osproblemas com a saúde/morte dos peixes.
- Reduzir a poluição ambiental causada pela melhor conversãodo-a Iirrrento em carne em níveis elevados de oxigênio.
- Aumentar a taxa de crescimento de peixes e moluscos.
- Proporcionar ao usuário um sistema de oxigenação de manu-seio mais simples e controlável dotado de alta capacidade.
- Auxiliar o usuário a controlar facilmente os peixes dentro dasgaiolas, tanques ou lagos marinhos.
A invenção ajuda a eliminar os problemas elencados adiante natecnologia existente;
- Baixo nível de oxigênio nas gaiolas, tanques ou lagos marinhos.
- Perda de oxigênio causada pela oxigenação das áreas des-providas de peixes.
- Situações com baixo teor de oxigênio dissolvido durante a va-cinação ou tratamento de parasita.
A invenção demonstra as seguintes vantagens:
- Aumento do nível de oxigênio
- Reduzida mortalidade de peixes
- Introdução de oxigênio em uma mistura de oxigênio e água
- Maior eficiência
- Manipulação mais simples
Alguns métodos de introdução de oxigênio na água distribuembolhas de oxigênio "puro" no viveiro de peixes (difusores). Se for prejudicialao peixe estar em contato direto com as bolhas de oxigênio "puro", em ter-mos da possível redução da camada de lodo e/ou da queima dos filamentosdas guelras, essa nova invenção irá se distinguir das demais em decorrênciade que esta solução introduz água enriquecida com oxigênio em lugar dasbolhas de gás "puras" diretamente.
Em uma modalidade preferencial a saída de água é um bico.Com este bico é possível mover os peixes para os pontos desejados nasgaiolas, tanques ou lagos marinhos movendo o bico em diferentes direções.
O peixe é reunido defronte à invenção, sendo mais simples aspirar os peixespara o interior de uma bomba de peixes a vácuo. É possível aumentar o teorde oxigênio nas mangueiras de transporte de peixes provenientes da gaiola /tanque até a usina de processamento. A invenção é de fácil manuseio emontagem ou remoção de uma gaiola marinha, tanque ou lago quando ne-cessário.
A saída de água da invenção também pode ser uma mangueiraperfurada, um tubo com orifícios ou qualquer componente equivalente, quedistribui a água oxigenada sob ligeira sobrepressão na gaiola em uma distri-buição desejada.
Em uma modalidade preferencial, a unidade submersa tem emseu topo um olhai ou um gancho ou um suporte para pendurar o dispositivoem uma corda ou em uma corrente e submergi-lo facilmente até o interior dagaiola em uma posição desejada.
A invenção pode ser fabricada de diversos materiais. Preferen-cialmente é feita de materiais não corrosivos, como plástico, polipropileno oucloreto de polivinila.
As áreas de aplicação podem ser todas as situações em que épreciso adicionar oxigênio à água em uma gaiola / piscina / viveiro, preferen-cialmente na criação de peixes ou outros organismos vivos na água (por e-xemplo, camarões, mexilhões, caranguejos, lagostas, ou moluscos). A in-venção pode ser usada normalmente entre 0 - 30°C, a invenção é feita paraoperar completamente submersa.
A invenção será descrita com mais detalhes pelo uso de algunsdesenhos.
As Figuras 1 a 4 mostram algumas modalidades de um disposi-tivo inventivo.
As Figuras 5 e 6 mostram dois dispositivos inventivos dispostosem gaiolas marinhas.
A Figura 1 mostra um dispositivo inventivo de uma bomba deágua 1, um dissolvente 2 e uma saída de água 3, que aqui é concebida co-mo um tubo dotado de orifícios. Todos os três elementos 1,2,3 são associ-ados a fianges entre si, e podem ser montados e desmontados desta formacom extrema facilidade. No topo da saída de água 3 existe um olhai paraenganchar a unidade.
A água é aspirada no fundo (entrada de água); a saí-da de água está localizada no topo e nesta modalidade é direcionada emsentido horizontal. O dissolvente é suprido com oxigênio através de umamangueira ou tubo flexível. Há um cabo elétrico para alimentar a bomba elé-trica, o qual não é mostrado.
A Figura 2 mostra outra modalidade do dispositivo inventivo. Abomba 1, o dissolvente 2 e a saída de água 3 são montados em conjunto pormeio de fianges constituindo uma unidade. Nesta modalidade, a saída deágua é um bico que direciona o jato de água em sentido horizontal.
Ambas as Figuras 1 e 2 são feitas de modo a oxigenar e criarcorrente. Uma das vantagens de ambas as modalidades é permitir a capturado peixe dentro da gaiola marinha / tanque, pois ele se movimenta de encon-tro à corrente criada pelo bico de saída da água. Isso torna possível manu-sear o peixe durante o esvaziamento da gaiola marinha, tanque ou lago. Opeixe tentará se locomover acima da corrente criada pelo bico e, portanto,alcançará o melhor ambiente em termos de níveis de oxigênio e qualidadeda água, o que pode ser uma vantagem gigantesca, especialmente nas gaio-las / tanques de contenção nas fazendas de colheita onde é favorável que opeixe se desloque para os locais onde possa ser retirado das gaiolas ou tanques.
A Figura 3 mostra outra modalidade da invenção, onde a bomba1 e o dissolvente 2 são os mesmos da Figura 1. A saída de água 3 é aquifeita de um dissolvente de oxigênio consistindo em uma mangueira perfura-da que é disposta de forma circular para proporcionar um campo de distribu-ição bastante amplo em qualquer direção. A água oxigenada pode ser dis-solvida nas direções horizontal e vertical.
A Figura 4 mostra outra modalidade de um dispositivo inventivo,onde a saída de água 3 é uma mangueira flexível que está flutuando no inte-rior da gaiola na profundidade desejada. As modalidades das Figuras 3 e 4estão mais focalizadas em dissolvente o oxigênio com um baixo custo deenergia e pressão. Isso é usado em gaiolas, tanques ou lagos onde o princi-pal objetivo é criar níveis satisfatórios de oxigênio e não criar corrente. Essasmodalidades são essencialmente consideradas quando se desejam níveissatisfatórios de oxigênio durante todo o tempo dos ciclos de produção contí-nua ou em situações extraordinárias, como o tratamento de parasitas ou va-cinação.
A Figura 5 mostra uma modalidade da invenção disposta emuma gaiola marinha aberta. A modalidade está suspensa em uma corda nointerior de uma gaiola marinha. A corrente originada pelo bocal da saída deágua conduz a um fluxo de água onde o nível de oxigênio é bastante eleva-do. Os peixes procuram se dirigir a esta água extremamente oxigenada coma corrente desejada. Essa situação intensifica a eficiência do dispositivo. Ainvenção também pode ser orientada na parte externa da gaiola marinha,lançando água oxigenada no interior da gaiola. Pode estar situado em senti-do horizontal ou vertical, conforme desejado, para orientar os peixes até olocal desejado.
A Figura 6 mostra uma modalidade onde o dispositivo de oxige-nação da Figura 4 é disposto em uma gaiola marinha com cordas, elos oucabos. A configuração está próxima ao fundo da gaiola marinha e oxigena aágua do mar contida em uma região bastante abrangente.
Um exemplo da modalidade da Figura 2:
Fluxo: 1000 litros/minuto através do sistema
Pressão necessária é de 20 kpa (0,2 bar).
Introdução de 10 kg de O2 por hora.
Potência necessária 0,5 kW de energia (vide o cálculo abaixo)
Razão da potência vs oxigênio: 0,5:10
1000 l/min / 60 min/seg = 16,66 litros/segundo χ 2 metros / 102(constante) = 0,33 KW
0,33 KW / 0,65 (65% de eficiência da bomba)= 0,50 KW são ne-cessários
Claims (9)
1. Dispositivo para suprir a água com gás em gaiolas, tan-ques ou lagos marinhos com uma bomba (1) e um dissolvente (2) para fazero contato do gás com a água, caracterizado pelo fato de que a bomba (1) éuma bomba submersa.
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o gás em questão é o oxigênio ou ar enriquecido com oxigênio.
3. Dispositivo, de acordo com qualquer reivindicação anterior,caracterizado pelo fato de que a bomba (1) é do tipo elétrica ou mecânica.
4. Dispositivo, de acordo com qualquer reivindicação anterior,caracterizado pelo fato de que a bomba (1) suga a água diretamente dagaiola, lago ou tanque ou da parte externa da gaiola.
5. Dispositivo, de acordo com qualquer reivindicação anterior,caracterizado pelo fato de que é feita uma conexão direta da bomba e dodissolvente para criar uma unidade submergível.
6. Dispositivo, de acordo com qualquer reivindicação anterior,caracterizado pelo fato de que a saída de água (3) é um bico.
7. Dispositivo, de acordo com qualquer reivindicação anterior,caracterizado pelo fato de que a saída de água (3) é uma mangueira perfurada.
8. Dispositivo, de acordo com qualquer reivindicação anterior,caracterizado pelo fato de que a saída de água (3) é um tubo com orifícios.
9. Dispositivo, de acordo com qualquer reivindicação anterior,caracterizado pelo fato de que um gancho ou olhai ou outra construção me-cânica é fixado ou ajustável para erguer o dispositivo.
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