Патент на изобретение №2282988

(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ ВЕЩЕСТВА В ПРОТОЧНОЙ СРЕДЕ С ГИДРОБИОНТАМИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области рыбоводства и может быть использовано при лечебно-профилактической обработке гидробионтов. Способ включает подачу контролируемого вещества в водную среду до достижения его максимально допустимой концентрации при заданной экспозиции и последующего снижения концентрации вещества в среде. При этом первоначально устанавливают соотношение массы вещества, вводимой в среду, и его же массы, накапливаемой в среде, при согласовании соотношения с экспозицией и водообменном среды. После этого подают контролируемое вещество с необходимым расходом непосредственно в проточную емкость без отключения водоподачи. Концентрацию вещества определяют исходя из зависимости: F=M_o/M×Q/V×, где F – безразмерный критерий концентрации; М_о – масса вещества, вводимая в среду; М – масса вещества, накапливаемая в среде; Q – расход проточной воды в среде; V – объем среды; – экспозиция; при этом М_о=gt, где g – расход вещества в единицу времени; M=W×V, где W – максимальная концентрация вещества в среде при экспозиции . Изобретение обеспечивает рациональное использование фунгицида и повышение эффективности обработки. 1 ил.

Изобретение относится к области рыбоводства и может быть использовано при проведении лечебно-профилактической обработки гидробионтов, а также в медицине и коммунальном хозяйстве при необходимости ввода раствора вещества в объем проточной водной среды для лечения, дезинфекции и т.п.

При промышленном воспроизводстве рыб, например осетровых, икру на определенных стадиях развития обрабатывают химическими веществами в определенной дозировке для предотвращения развития сапролегнии. Известен способ сравнения по эталону [1]. Сущность его в том, что предварительно готовят раствор фунгицида (Ф) заданной концентрации (эталон). Выключают водоподачу, в ванне инкубатора разводят Ф до получения необходимой концентрации и выдерживают 30 мин. В процессе обработки берут пробу (0,5 л) рабочего раствора для контроля содержания кислорода. При низких его значениях водоподачу возобновляют, а необходимую концентрацию Ф в инкубаторе поддерживают введением маточного раствора Ф в инкубатор, количество Ф при этом устанавливают визуальным сравнением окраски проб воды и эталона.

Способ трудоемкий, предполагает длительный контакт обслуживающего персонала с токсикантом и, соответственно, соблюдение техники безопасности. Кроме того, имеется опасность отрицательного воздействия гипоксии на развитие эмбрионов рыб.

По другому известному способу [2] обработку воды непосредственно в инкубаторе осуществляют без отключения водоподачи и применяют дозированное введение концентрированного раствора Ф в инкубатор вместе с проточной водой.

Необходимое количество Ф, например основного фиолетового “К” (ОФК), определяют по результатам опытов или по формулам, которые лишь приблизительно учитывают сложную гидродинамическую обстановку в проточной среде. Поэтому в каждом конкретном случае требуется уточнение массы Ф. Для осуществления способа применяют простейшие дозаторы, что не гарантирует точности. Трудности вызывает также переход с одного объекта обработки на другой. Таким образом, субъективизм при осуществлении способа ведет к нарушениям требований ихтиопатологии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту (прототип) является способ проведения лечебно-профилактической обработки [3], который предусматривает подачу концентрированного раствора в ванну с гидробионтами до стадии вращения эмбриона непрерывно дозами 60-96 капель/мин. Максимальная концентрация Ф определяется опытным путем при помощи фотоэлектроколориметра КФК-2 непосредственно в инкубаторе “Осетр” и составляет от 0,2 до 0,3 мг/л при средних значениях проточности в ваннах.

Недостатком описанного способа является сложность определения концентрации Ф в проточной среде и в результате этого снижение эффективности обработки особенно в условиях перепадов давления в водопроводе.

Целью настоящего изобретения является рациональное использование Ф в управляемом автоматическом режиме и повышение, таким образом, эффективности обработки.

Эта цель достигается тем, что перед подачей в проточную среду с гидробионтами контролируемого вещества устанавливают соотношение массы вещества, вводимой в среду, и массы его же, накапливаемой в среде, при согласовании соотношения с экспозицией и водообменом среды, после чего подают с необходимым расходом непосредственно в проточную емкость без отключения водоподачи контролируемое вещество, концентрацию которого определяют исходя из зависимости:

F=M_o/M×Q/V×

где F – безразмерный критерий концентрации;

М_о – масса вещества, вводимая в среду;

М – масса вещества, накапливаемая в среде;

Q – расход проточной воды в среде;

V – объем среды;

– экспозиция, при этом:

M_o=g, где g – расход вещества в единицу времени;

M=W×V, где W – максимальная концентрация вещества в среде при экспозиции .

Положительный эффект изобретения достигается за счет обоснованного (точного) использования Ф для обработки и состоит в том, что

1) выход жизнестойкой личинки повышается на 15-30%;

2) упрощается процесс обработки гидробионтов;

3) экономится Ф.

Значения F определены методом численного решения задачи накопления вещества в проточном объеме при интенсивном перемешивании. Они находятся в интервале от 3 до 27 при экспозиции от 20 до 60 мин для зоны оптимальных режимов, используемых в рыбоводстве при лечебно-профилактической обработке (ЛПО) гидробионтов. Их можно получить из зависимости F=f(Q/V) для каждого значения Q/V и (график не приводится).

Для определения М_о выражение преобразовано следующим образом:

M_o/M=F/(V/Q)

V/Q – значение водообмена среды (времени замены всего объема V “свежей” водой).

На чертеже представлена зависимость M_o/M=f(V/Q) для различных .

Способ осуществляется следующим образом. В соответствии с действующими требованиями ихтиопатологии для данной партии икры, например, осетра, имеющей определенный % оплодотворения и характерные физиологические показатели, согласно Инструкции по проведению ЛПО определяют максимальное значение W (от 3 до 10 мг/л и экспозицию (как правило, 30 мин). Далее устанавливают расход свежей воды Q в соответствии с требованиями биотехники. Исходя из конкретного объема ванны, бассейна, в котором осуществляется ЛПО – V=const, находят отношение V/Q.

Используя зависимости F=M_o/M×Q/V× и F=f(Q/V) или по графику (см. чертеж), находят значение М_o/М. Далее определяют значение массы Ф – М_о, г, и расход Ф – g=M_o/, г/мин. Выбирают режим дозирования маточного (концентрированного) раствора Ф с использованием дозатора в диапазоне его производительности Р, л/час.

Приготавливают маточный раствор концентрацией W_м=60×M_o/P×, г/л.

Пример 1. Икру осетра обрабатывали ОФК в ванне объемом 400 л в течение =30 мин до максимальной концентрации W=5 мг/л при расходе воды Q=25 л/мин.

Время водообмена V/Q=400/25=16 мин.

По графику (см. чертеж) находили значение М_о/М=2,19.

Массу ОФК определяли М_o=М×2,19=5×10^-3×400×2,19=4,38 г.

Режим дозирования ОФК выбирали исходя из Р=4 л/час.

Концентрация маточного раствора ОФК составила:

W_м=60×М_о/Р×=60×4,38/4×30=2,19 г/л.

При проведении ЛПО в опытах применялась многопараметровая дозирующая система типа ДУ-6, а контроль за концентрацией ОФК в ваннах сводился к фиксации использованного объема маточного раствора за время Т=30 мин. Погрешность ДУ-6 по расходу g не превышала ±3% и зависела от точности регулировки привода мембраны дозирующей камеры, частоты его перемещений [4].

Диапазон значений производительности (или режима дозирования) прибора от 0,5 до 5,0 л/час. В течение рыбоводного сезона при обработке икры осетровых использовались 3 режима введения ОФК в ванны при 3-х значениях W для партий икры различного качества.

Операция перехода с одного режима на другой по времени осуществляется в течение одной минуты.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

2. Патент РФ №2165696, 2001 г.

Формула изобретения

Способ контроля и управления концентрацией вещества в проточной среде с гидробионтами, включающий подачу контролируемого вещества в водную среду до достижения его максимально допустимой концентрации при заданной экспозиции и последующего снижения концентрации вещества в среде, отличающийся тем, что первоначально устанавливают соотношение массы вещества, вводимой в среду, и его же массы, накапливаемой в среде, при согласовании соотношения с экспозицией и водообменом среды, после чего подают контролируемое вещество с необходимым расходом непосредственно в проточную емкость без отключения водоподачи, а концентрацию вещества определяют исходя из зависимости:

F=M_o/M·Q/V·,

где F – безразмерный критерий концентрации;

М_о – масса вещества, вводимая в среду;

М – масса вещества, накапливаемая в среде;

Q – расход проточной воды в среде;

V – объем среды;

– экспозиция, при этом:

М_о=gt, где g – расход вещества в единицу времени;

M=W·V, где W – максимальная концентрация вещества в среде при экспозиции .

РИСУНКИ