In che modo gli schiumatoi puliscono gli acquari di acqua salata?

Gli schiumatoi di proteine sono spesso una buona scelta per mantenere pulito il tuo acquario di acqua salata. Oltre alla filtrazione biologica primaria, il frazionamento della schiuma (meglio noto come schiumatura proteica) è l'aspetto più importante di qualsiasi sistema marino sano.

Sebbene ci siano sistemi che affermano di essere "senza skimmer", per la maggior parte di noi, i composti organici disciolti (DOC), gli oli fenolici e altri agenti ingiallenti sono una seccatura. Solo la scrematura attiva delle proteine può eliminare la necessità di queste.

In generale, tutti gli skimmer funzionano allo stesso modo, ma ci sono diversi design che si sono sviluppati nel corso degli anni. Questi includono skimmer equicorrente, controcorrente, tipo venturi ed ETS. Ognuno funziona in modo leggermente diverso.

È anche importante capire che i diversi produttori danno una svolta al design di base. Mentre le tue scelte in uno skimmer sono vaste, rimane importante capire la loro funzione di base.

In che modo gli skimmer puliscono l'acqua?

Per dirla semplicemente, le bolle d'aria all'interno del corpo dello schiumatoio spogliano l'acqua di sottoprodotti di scarto indesiderati. Il modo in cui le bolle realizzano questo è un trucco accurato che richiede una spiegazione.

Hai mai fatto le bolle da bambino? Ricordi tutti i colori dell'arcobaleno su di loro? Quei bei colori dell'arcobaleno erano la luce che si rifrangeva sulla pellicola di sapone. Proprio come il sapone si è attaccato alle bolle giganti, così anche tutta la spazzatura e altri residui organici nell'acqua del tuo acquario.

Negli skimmer le bolle sono microscopiche e i risultati si vedono solo dopo che scoppiano e depositano i loro "film" nel bicchiere di raccolta. Nessun bel arcobaleno di colori qui, solo la melma dall'aspetto più vile e più cattivo che si possa immaginare cavalca le bolle del nostro skimmer.

Come ciò avvenga è stato scoperto molto tempo fa negli impianti di trattamento dei rifiuti. Iniettando grandi volumi di bolle d'aria in una colonna di acque reflue, l'acqua in uscita (effluente) risultante era più pura e molto più pulita di prima. Questo straordinario processo è tutto dovuto alla tensione superficiale.

Tensione superficiale e skimming

La tensione superficiale è causata dall'attrito creato quando la bolla di ossigeno e l'acqua circostante interagiscono. Questo attrito, a sua volta, carica le molecole nell'acqua.

Giocando sulla vecchia legge della fisica che "gli opposti si attraggono", le molecole cariche di gunk si attaccano alle bolle, cavalcandole lungo la colonna d'acqua. Una volta che le bolle raggiungono l'aria di superficie, scoppiano e depositano i loro autostoppisti in una tazza di raccolta. Questa tazza impedisce alla sporcizia accumulata di scivolare nella colonna d'acqua all'interno della camera di reazione.

A causa della natura stessa dell'acqua salata, questo processo è possibile. La scrematura di proteine d'acqua dolce non è fattibile a livello di consumatore poiché la tecnologia per realizzarla semplicemente non è pratica per l'hobbista.

Scrematura proteica in co-corrente

La dimensione della bolla è un ingrediente fondamentale per uno schiumatoio di proteine di successo e vengono utilizzati vari metodi per creare la bolla "perfetta".

Gli hobbisti europei sono stati tra i primi a riconoscere l'importanza di scremare i loro acquari. Più specificamente, i tedeschi sono stati responsabili della progettazione di alcuni dei migliori modelli. Tunze e altri hanno portato lo skimming proteico sulle coste europee con il design originale, chiamato skimming co-current.

Gli skimmer equicorrente di base utilizzavano un tubo o un cilindro a estremità aperta con la sorgente di bolle montata alla base. Come con i tubi di sollevamento utilizzati nelle piastre filtranti sotto ghiaia, gli skimmer equicorrente utilizzano il volume delle bolle d'aria che salgono nella colonna per portarle a contatto con l'acqua del sistema all'interno del corpo della camera. L'acqua viene "aspirata" nel cilindro da sotto la superficie dell'acqua e una volta scoppiate le bolle nel bicchiere di raccolta, le acque trattate o prelevate semplicemente "ricadono" nell'acquario.

I modelli di skimmer equicorrente possono essere appesi o montati su pozzetto.

Scrematura controcorrente

Il metodo della co-corrente funziona ma non è molto efficiente. Il problema è quello che chiamiamo "tempo di sosta", o il tempo in cui l'acqua resta in contatto con le bolle. Allungando la camera di reazione, è possibile elaborare più acqua e rimuovere più sporcizia. Il problema era che non molte persone volevano un tubo di 6 metri che sporgesse dietro i loro acquari.

Ricerca e sviluppo hanno creato il passo successivo nell'evoluzione degli skimmer: la scrematura controcorrente. Puoi paragonare questo progresso all'astronomia e alla differenza tra un telescopio newtoniano e un telescopio rifrattore. Proprio come piegare le onde luminose riflettendole su uno specchio può raddoppiare la lunghezza focale di un telescopio, così possiamo raddoppiare il tempo di permanenza in uno skimmer.

In uno skimmer controcorrente, l'acqua viene iniettata nella parte superiore del tubo di reazione. La sorgente della bolla e il raccordo di uscita isolato si trovano sul fondo della camera. L'acqua, quindi, deve passare contro, o "contrastare", alla parete che sale di bolle. Questo raddoppia efficacemente il tempo di permanenza rendendo l'unità più produttiva.

Molte aziende oggi commercializzano variazioni su questo design controcorrente.

Scrematura alla Venturi

Nel tentativo di costruire una "trappola per topi migliore", la Mazzei Injector Company sviluppò quella che divenne nota come la valvola Mazzei. Oggi, tutti gli schiumatoi che utilizzano questo metodo di iniezione d'aria sono chiamati schiumatoi tipo venturi.

Questi modelli non utilizzano un diffusore in airstone o in legno di tiglio per creare la colonna a bolle. Invece, si affidano a una valvola venturi per fornire sia l'acqua da trattare che i miliardi di bolle microscopiche. Questo si ottiene all'interno del design a vita da vespa.

Come funziona la valvola venturi?

Le valvole Venturi sono facilmente riconoscibili e seguono lo stesso design di base. L'acqua ad alta velocità che entra da sinistra ha il collo di bottiglia alla vita sagomata della vespa. Il nipplo di aspirazione è disposto nella parte superiore del tubo dove il movimento dell'acqua crea un'aspirazione d'aria, che è il modo in cui si formano le bolle all'interno della valvola. La schiuma in uscita dalla valvola viene introdotta nel corpo dello schiumatoio principale dove rimuove le sostanze organiche.

Sfalsando il raccordo nella parte inferiore del cilindro, viene creato un vortice e il tempo di sosta viene notevolmente amplificato.

Per anni, questa è stata la scelta dei professionisti per un serio frazionamento della schiuma e in molti ambienti rimane tale. Questi skimmer richiedono un tubo di uscita poiché il volume di acqua che possono elaborare in un'ora richiede un design "flow-through". Di solito, l'effluente è in alto sul corpo principale dello skimmer, e viene reindirizzato in un pozzetto o in un serbatoio di visualizzazione.

Modifica delle teste di alimentazione

È possibile modificare un gruppo motore comune per fornire praticamente gli stessi risultati della valvola Venturi. Queste modifiche rendono disponibili powerhead di piccolo volume per skimmer più piccoli nei sistemi di micro reef.

Scoprirai anche che molti skimmer in stile hang-on utilizzano la testata modificata come pompa principale. Imitano il concetto della valvola Venturi consentendo all'aria di essere aspirata nell'alloggiamento della girante. La girante sminuzza la miscela acqua-aria e la spara nello skimmer. In realtà è abbastanza semplice ed elegante.

Scrematura di Ets e down-draft

Un altro design ancora più semplice è diventato popolare a metà degli anni 2000, quando l'ETS (Environmental Tower Skimmer) è stato presentato agli hobbisti. Conosciuti anche come skimmer down-draft, questi modelli possono elaborare enormi volumi d'acqua e sono preferiti dai proprietari di grandi serbatoi.

I modelli ETS utilizzano un tubo lungo collegato a un pozzetto con nient'altro che un deflettore interno e una valvola di scarico. Le bio-sfere sono posizionate all'interno del tubo per diffondere l'acqua ad alta velocità che viene iniettata attraverso la parte superiore. Quando l'acqua si abbatte sulle bio-sfere, viene schiantata più volte sulla torre delle bio-sfere.

Quando l'acqua raggiunge il pozzetto alla sua base, l'acqua è un mare bianco di schiuma. Il deflettore all'interno della coppa crea il tempo di sosta. Consente inoltre alla schiuma ricca di proteine di salire in un tubo a bocca larga con il bicchiere di raccolta montato sopra.

I progetti più piccoli che seguono gli stessi principi consentono anche ai sistemi di capacità inferiore di trarre vantaggio. Come con la maggior parte dei modelli di schiumatoio di proteine di base, le singole aziende offrono variazioni sul design originale.