การออกแบบหน่วยฆ่าเชื้อโรคด้วย แสงอัล ตราไวโอ เล็ต ในระบบการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบน้ำหมุนเวียน

1. การออกแบบหน่วยฆ่าเชื้อโรคด้วยแสงอัลตราไวโอเล็ตการออกแบบหน่วยฆ่าเชื้อโรคด้วยแสงอัลตราไวโอเล็ต ในระบบการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบน้ำหมุนเวียน Ultraviolet Germicidal Irradiation Unit Design in RAS โดย นายภรัณยู ถมพลกรัง นักวิชาการประมงชำนาญการ สถาบันวิจัยการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำชายฝั่ง pharanyu.th@gmail.com

2. Outline • หลักการการใช้แสงอัลตราไวโอเล็ตในการฆ่าเชื้อโรค • ปัจจัยในการออกแบบ UVGI Unit • การออกแบบ UVGI Unit http://zoowildlifevet.com/?p=957 http://www.udclick.com/home1/index.php?option=com_content&task=view&id=56172&Itemid=117071

3. 1. หลักการการใช้แสงอัลตราไวโอเล็ตในการฆ่าเชื้อโรค • คุณสมบัติของแสงอัลตราไวโอเล็ต • กลไกในการฆ่าเชื้อโรคและควบคุมการระบาดของโรค • ปัจจัยที่มีผลต่อการฆ่าเชื้อโรคด้วยแสงอัลตราไวโอเล็ต • คำศัพท์ที่ควรรู้ http://zoowildlifevet.com/?p=681

4. 1. หลักการการใช้แสงอัลตราไวโอเล็ตในการฆ่าเชื้อโรค • คุณสมบัติของแสงอัลตราไวโอเล็ต • กลไกในการฆ่าเชื้อโรคและควบคุมการระบาดของโรค • ปัจจัยที่มีผลต่อการฆ่าเชื้อโรคด้วยแสงอัลตราไวโอเล็ต • คำศัพท์ที่ควรรู้ 254 nm เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า 200-400 nm, UV-C 200-280, UV-B 280-315 nm, UV-A 315-400 nm http://www.emperoraquatics-pond.com/uv_sterilization.php

5. 1. หลักการการใช้แสงอัลตราไวโอเล็ตในการฆ่าเชื้อโรค • คุณสมบัติของแสงอัลตราไวโอเล็ต • กลไกในการฆ่าเชื้อโรคและควบคุมการระบาดของโรค • ปัจจัยที่มีผลต่อการฆ่าเชื้อโรคด้วยแสงอัลตราไวโอเล็ต • คำศัพท์ที่ควรรู้ DNA ของ microorganism ดูดซับรังสี UV ได้ดีที่ 254 nm DNA http://www.heraeus-noblelight.com/fileadmin/user upload/PDF/disinfection/UV Disinfection in Water Treatment72xok.pdf

6. ผนังเซลล์ DNA http://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project_ideas/MicroBio_p017.shtml

7. 1. หลักการการใช้แสงอัลตราไวโอเล็ตในการฆ่าเชื้อโรค • คุณสมบัติของแสงอัลตราไวโอเล็ต • กลไกในการฆ่าเชื้อโรคและควบคุมการระบาดของโรค • ปัจจัยที่มีผลต่อการฆ่าเชื้อโรคด้วยแสงอัลตราไวโอเล็ต • คำศัพท์ที่ควรรู้ • การส่งผ่านของแสง UV สู่ Target microorganism • อัตราการไหลของน้ำผ่าน UVGI Unit • ความเข้มของแสง UV-C output (µW/cm2) • Microorganism UV dose required (µW.S/Cm2)

8. การส่งผ่านของแสง UV สู่ Target microorganism • อัตราการไหลของน้ำผ่าน UVGI Unit • ความเข้มของแสง UV-C output (w/cm2) • Microorganism UV dose required (µW.S/Cm2) % UVT: % UV Transmittance http://www.emperoraquatics.com/uv_transmissibility.php

9. การส่งผ่านของแสง UV สู่ Target microorganism • อัตราการไหลของน้ำผ่าน UVGI Unit • ความเข้มของแสง UV-C output (w/cm2) • Microorganism UV dose required (µW.S/Cm2) http://www.emperoraquatics-pond.com/uv_sterilizer_flow_rate.php

10. การส่งผ่านของแสง UV สู่ Target microorganism • อัตราการไหลของน้ำผ่าน UVGI Unit • ความเข้มของแสง UV-C output (µw/cm2) • Microorganism UV dose required (µW.S/Cm2) UV Intensity (µW/cm2) http://www.technilamp.co.za/Portals/140/docs/5281.pdf

11. 1. หลักการการใช้แสงอัลตราไวโอเล็ตในการฆ่าเชื้อโรค • คุณสมบัติของแสงอัลตราไวโอเล็ต • กลไกในการฆ่าเชื้อโรคและควบคุมการระบาดของโรค • ปัจจัยที่มีผลต่อการฆ่าเชื้อโรคด้วยแสงอัลตราไวโอเล็ต • คำศัพท์ที่ควรรู้ UV-C = Specific UV wavelength 190-280 nm (most effective at 254 nm) UV Intensity = ความเข้มของแสงอัลตราไวโลเล็ต(µw/cm2) UV Dose = ปริมาณแสงอัลตราไวโอเล็ต(µW.s/cm2) UV Transmittance = ค่าการส่งผ่านของแสงอัลตราไวโอเล็ต UV Disinfection = การฆ่าเชื้อโรคด้วยแสงอัลตราไวโอเล็ต UVGI : UV Germicidal Irradiation = การฆ่าเชื้อโรคด้วยแสงอัลตราไวโอเล็ต UV Housing, UV Chamber, UV Vessel = ส่วนที่น้ำไหลผ่านและถูกฆ่าเชื้อโรค Pathogenic microorganism = สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่ก่อโรค Target Microorganism = สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่เป็นเป้าหมาย Microorganism UV Dose Required = ปริมาณแสงอัลตราไวโอเล็ตที่ต้องการ ในการฆ่าสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กชนิดต่างๆ

12. 2. ปัจจัยในการออกแบบ UVGI Unit • อัตราการไหลเวียนน้ำ • ขนาดปั๊มน้ำ และอัตราการปั๊ม • ชนิดโรคที่เกิดกับสัตว์น้ำที่เลี้ยง • Microorganism UV Dose Required (µW.S/Cm2) • ความเข้มแสงอัลตราไวโอเล็ต(UV-C Dose Output) http://www.emperoraquatics.com/CLP_029301-C_032210_LR.pdf

13. 2. ปัจจัยในการออกแบบ UVGI Unit • อัตราการไหลเวียนน้ำ • ขนาดปั๊มน้ำ และอัตราการปั๊ม • ชนิดโรคที่เกิดกับสัตว์น้ำที่เลี้ยง • Microorganism UV Dose Required (µW.S/Cm2) • ความเข้มแสงอัลตราไวโอเล็ต(UV-C Dose Output) http://www.emperoraquatics-pond.com/uv_sterilizer_flow_rate.php

14. 2. ปัจจัยในการออกแบบ UVGI Unit • อัตราการไหลเวียนน้ำ • ขนาดปั๊มน้ำ และอัตราการปั๊ม • ชนิดโรคที่เกิดกับสัตว์น้ำที่เลี้ยง • Microorganism UV Dose Required (µW.S/Cm2) • ความเข้มแสงอัลตราไวโอเล็ต(UV-C Dose Output) http://www.resun-china.com/en/ProductInfo.aspx?ProID=374&ProClass=101 http://www.weloveshopping.com/template/e1/showproduct.php?pid=14990392&shopid=199291

15. 2. ปัจจัยในการออกแบบ UVGI Unit • อัตราการไหลเวียนน้ำ • ขนาดปั๊มน้ำ และอัตราการปั๊ม • ชนิดโรคที่เกิดกับสัตว์น้ำที่เลี้ยง • Microorganism UV Dose Required (µW.S/Cm2) • ความเข้มแสงอัลตราไวโอเล็ต(UV-C Dose Output) Marine white spot โรคจุดขาว http://www.emperoraquatics.com/microorganisms_uv-dose.php

16. Marine velvet โรคสนิมเหล็ก http://zoowildlifevet.com/?p=957

17. โรคที่พบในปลาน้ำกร่อยและทะเลโรคที่พบในปลาน้ำกร่อยและทะเล ปรสิต...จากโปรโตซัว • โรคจุดขาว (Marine white spot, Marine ich) • เกิดจาก Cryptocaryonsp. • โรคสนิมเหล็ก (Marine Velvet) Amyloodinium sp. • โรคแผลด่าง ในปลากะพงขาว (Flexibactermaritimus) • โรคที่เกิดจากเชื้อ Streptococcus sp.ในปลากะพงขาว แบคทีเรีย • โรคแสนปม (Lymphocystis) เกิดจากไวรัสกลุ่ม Iridovirus • โรคที่เกิดจากไวรัสกลุ่ม Iridoviridae เช่น โรคครีบดำในลูกปลากะพง • ขาว ลูกปลากะรัง และในพ่อแม่พันธุ์ปลากะพงขาว ไวรัส http://www.vet.uga.edu/VPP/clerk/Kurkjian/index.php

18. 2. ปัจจัยในการออกแบบ UVGI Unit • อัตราการไหลเวียนน้ำ • ขนาดปั๊มน้ำ และอัตราการปั๊ม • ชนิดโรคที่เกิดกับสัตว์น้ำที่เลี้ยง • Microorganism UV Dose Required (µW.S/Cm2) • ความเข้มแสงอัลตราไวโอเล็ต(UV-C Dose Output) http://www.emperoraquatics-pond.com/uv_sterilizer_disinfection.php

19. 105,000 µWs/cm2) Marine velvet โรคสนิมเหล็ก 280,000 µWs/cm2) Marine white spot โรคจุดขาว http://www.emperoraquatics.com/microorganisms_uv-dose.php

20. http://www.emperoraquatics.com/Microorganism_UVDose_Chart.pdfhttp://www.emperoraquatics.com/Microorganism_UVDose_Chart.pdf

21. 2. ปัจจัยในการออกแบบ UVGI Unit • อัตราการไหลเวียนน้ำ • ขนาดปั๊มน้ำ และอัตราการปั๊ม • ชนิดโรคที่เกิดกับสัตว์น้ำที่เลี้ยง • Microorganism UV Dose Required (µW.S/Cm2) • ความเข้มแสงอัลตราไวโอเล็ต(UV-C Dose Output) http://www.emperoraquatics.com/germicidal-uv-lamp-information.php

22. http://www.emperoraquatics.com/germicidal-uv-lamp-information.phphttp://www.emperoraquatics.com/germicidal-uv-lamp-information.php

23. 3. การออกแบบ UVGI Unit • พิสูจน์และจำแนกเชื้อโรคเป้าหมาย • กำหนด Microorganism UV Dose Required (µW.S/Cm2) • กำหนดสภาวะของน้ำที่ผ่านแสง UV (อุณหภูมิ, ความขุ่นใส, อัตราไหล) • เลือกชนิดและยี่ห้อหลอดอัลตราไวโอเล็ต • คำนาณหาความเข้มแสงอัลตราไวโอเล็ตที่ตรงกับต้องการ (µW) • ออกแบบ UV Housing • ทดสอบการทำงาน • การติดตั้ง UVGI Unit ในระบบการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบน้ำหมุนเวียน

24. 3. การออกแบบ UVGI Unit (ต่อ) • พิสูจน์และจำแนกเชื้อโรคเป้าหมาย ปลาที่เราเลี้ยง...เคยเป็นโรคอะไรบ้าง ? หรือเสี่ยงต่อการเกิดโรคอะไรบ้าง ? โรคตัวด่าง+โรคจุดขาว+โรคสนิมเหล็ก โรคตัวด่าง+โรคจุดขาว+โรคสนิมเหล็ก+โรคจากไวรัส โรคตัวด่าง+โรคจุดขาว+โรคจากไวรัสกลุ่มIridovirus

25. 3. การออกแบบ UVGI Unit (ต่อ) • กำหนด Microorganism UV Dose Required (µW.S/Cm2) 105,000 µWs/cm2 Marine velvet โรคสนิมเหล็ก 280,000 µWs/cm2 Marine white spot โรคจุดขาว http://www.emperoraquatics.com/microorganisms_uv-dose.php

26. 3. การออกแบบ UVGI Unit (ต่อ) • กำหนดสภาวะของน้ำที่ผ่านแสง UV (อุณหภูมิ, ความขุ่นใส, อัตราไหล) • น้ำขุ่นต้องใช้ UVDose มากขึ้น • น้ำใส % UVT สูงขึ้น • ต้องมีหน่วยกำจัดตะกอนออก • จากระบบ เช่น ใยแก้ว, ถุงกรอง • น้ำไหลเร็ว ได้ UVDose • น้อย ใช้หลอด UV มากขึ้น • น้ำไหลช้า ได้ UVDose • มาก ใช้หลอด UV น้อยลง • ต้องควบคุมอัตราไหลให้ • พอดี โดยปรับลดขนาดปั๊ม • หรือ ใช้วาวล์ควบคุม

27. 3. การออกแบบ UVGI Unit (ต่อ) UV Intensity (µw/cm2) • เลือกชนิดและยี่ห้อหลอดอัลตราไวโอเล็ต เพื่อนำไปคำนวณปริมาณแสง UV ในหัวข้อต่อไป http://www.technilamp.co.za/Portals/140/docs/5281.pdf

28. 3. การออกแบบ UVGI Unit (ต่อ) • คำนวณหาความเข้มแสงอัลตราไวโอเล็ตที่ตรงกับต้องการ (µW) • UV Dose (µW.S/cm2) = UV-C Output (µW) X เวลาที่น้ำไหลผ่าน (s) • พื้นที่ผิวหลอด UV (cm2) UV-C Output (µW) = UV Dose (µW.S/cm2)X พื้นที่ผิวหลอด UV (cm2) เวลาที่น้ำไหลผ่าน (s) http://www.coastalaqua.com/index.php?option=com_rokdownloads&view=file&Itemid=93&id=16:-moving-bionet-filter-mbf

29. 3. การออกแบบ UVGI Unit (ต่อ) • คำนวณหาความเข้มแสงอัลตราไวโอเล็ตที่ตรงกับต้องการ (µW) (ต่อ) เช่น หลอด TUV Philips 36 w, UV-C output 14 w, Ø 26 mm, ยาว 120 cm พื้นที่ผิว = 2¶r x h = 2 x 22/7 x 1.3 x120 = 980 cm2 UV-C Output (µW) = 350,000 (µW.S/Cm2) X 980 (cm2) 10 (s) UV-C Output (µW) = 34,300,000 µW หลอด TUV Philips 36 w 1 หลอด = 14 w, 1 w = 1,000,000 µW = 14,000,000 µW จำนวนหลอด UV = 34,300,000/14,000,000 หลอด = 2.45 หลอด

30. 3. การออกแบบ UVGI Unit • ออกแบบ UV Housing

31. รายการวัสดุ&อุปกรณ์ • ท่อ PVC Ø 6 นิ้ว 1 ท่อน • ฝาครอบมือ Ø 6 นิ้ว 2 ฝา • ท่อ PVC Ø 2.0 นิ้ว 1 ท่อน • ข้อต่อตรงเกลียวนอก Ø 1.5 นิ้ว 6 ตัว • ข้อต่อตรงเกลียวใน Ø 1.5 นิ้ว 6 ตัว • ข้องอ 90 Ø 2.0 นิ้ว 4 ตัว • บอลวาวล์Ø 2.0 นิ้ว 1 ตัว • แผ่นสแตนเลส 1 แผ่น • หลอด UV-C 36 W 3 หลอด • หลอดควอซ 3 หลอด • แผ่นปะเก็น หนา 1/8 นิ้ว • สว่านเจาะ, เลื้อย, หินเจีย • ลวดเชื่อม PVC • กาวซิลิโคนใส • กาวอีป๊อกซี่

32. 3. การออกแบบ UVGI Unit • ตรวจสอบการรั่วซึม • ตรวจวัดอัตราไหลของน้ำ • ผ่าน UVGI Unit ให้ • ใกล้เคียงกับการคำนวณ • ตรวจสอบการหมุนเวียนน้ำ • ในระบบ ว่ามีการล้นหรือไม่ • แก้ไขปรับปรุง UVGI Unit • ทดสอบการทำงาน

33. 3. การออกแบบ UVGI Unit • การติดตั้ง UVGI Unit ในระบบการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบน้ำหมุนเวียน

34. คำถาม & ข้อเสนอแนะ

35. ขอบคุณ & สวัสดี http://www.pixpros.net/forums/showthread.php?t=31706