Mathematical modelling of nutrient balance of a goldfish (Carassius auratus Linn.) recirculating aquaculture system (GRAS)

Ano: 2010 | Volume: 5 | Número: 2

Autores: TANVEER, M.; NAIR, S. P. S.; MOULICK, S.; MUKHERJEE, C. K.

Palavras-chave: Goldfish; recirculating aquaculture system; plug flow reactor. .

Resumo Português:

No presente estudo, um sistema (GRAS) de recirculação para a aquicultura do “goldfish” (Carassius auratus Linn.) foi desenvolvido. O GRAS foi composto por um tanque de cultura, um filtro de tela com um fracionador de espuma para a remoção de partículas e de sólidos dissolvidos e um filtro biológico para a conversão do nitrogênio na forma de amônio e nitrito para nitrogênio relativamente inofensivo na forma de nitrato. A cultura do “goldfish” em uma densidade de 1,08 kg/m3 foi mantida por um período de dois meses e meio. Com base na análise do balanço de massa do nitrogênio na forma de amônio e nitrato e assumindo que o filtro biológico funciona como um reator de interrupção de fluxo, um modelo foi formulado para determinar a vazão de recirculação necessária nas diferentes fases da cultura para a manutenção dos principais nutrientes, especialmente, observando-se se o nitrogênio na forma de amônio e de nitrato são mantidos abaixo dos seus limites admissíveis. O modelo foi calibrado e validado com os dados obtidos em tempo real da execução do experimento. Os altos valores do coeficiente de determinação e os baixos valores do erro quadrático médio mostram a eficácia do modelo.

Resumo Inglês:

In the present study, a goldfish (Carassius auratus Linn.) recirculating aquaculture system (GRAS) has been developed. The GRAS consisted of a culture tank, a screen filter and a foam fractionator for removal of particulate and dissolved solids and a trickling filter for conversion of ammonium- and nitrite-nitrogen to relatively harmless nitrate-nitrogen. The culture of goldfish at a stocking density of 1.08 kg/m3 was continued for a period of two and half months. Based on mass balance analysis of ammonium- and nitrate-nitrogen and assuming the trickling filter to be a plug flow reactor, a model was formulated to determine the necessary recirculation flow rate at different times of culture for maintaining the major nutrients, viz., ammonium- and nitrate-nitrogen below their permissible limits. The model was calibrated and validated using the real time data obtained from the experimental run. The high values of coefficient of determination and low values of root mean square error show the effectiveness of the model.