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Come funziona uno schiumatoio di proteine?
Gli scrematori di proteine sono spesso una buona scelta per mantenere pulito il tuo acquario marino. Oltre alla filtrazione biologica primaria, la schiuma frazionata (meglio conosciuta come scrematura proteica) è l'aspetto più importante di qualsiasi sistema marino sano.
Sebbene esistano sistemi che dichiarano di essere "privi di skimmer", per la maggior parte di noi, i DOC (composti organici disciolti), gli oli fenolici e altri agenti ingiallenti sono una seccatura. Solo la schiumatura proteica attiva può eliminare la necessità di questi.
La domanda, tuttavia, è come funzionano gli scrematori di proteine? In generale, tutti gli skimmer funzionano nello stesso modo, ma ci sono diversi design che si sono sviluppati nel corso degli anni. Questi includono skimmer in co-corrente, controcorrente, Venturi e ETS. Ognuno funziona in modo leggermente diverso.
È anche importante capire che i diversi produttori mettono la loro svolta sul design di base. Mentre le tue scelte in una schiumarola sono vaste, rimane importante capire la loro funzione di base.
Come gli scrematori puliscono l'acqua?
Per dirla in parole semplici, le bolle d'aria all'interno del corpo dello skimmer eliminano l'acqua dai sottoprodotti indesiderati. Il modo in cui le bolle realizzano questo è un trucco accurato che richiede una spiegazione.
Hai mai fatto saltare le bolle da bambino? Ricorda tutti i colori dell'arcobaleno su di loro? Quei bei colori dell'arcobaleno erano la luce che rifrangeva il film di sapone. Proprio come il sapone si aggrappava alle bolle giganti, così fa tutta la spazzatura e altra sostanza organica nell'acqua dell'acquario.
Nei nostri skimmer, le bolle sono microscopiche e i risultati possono essere visti solo dopo che hanno scoppiato e depositato i loro "film" nella tazza di raccolta. Non c'è un bel arcobaleno di colori qui ... solo il fango più vile e malvagio che si possa immaginare cavalca le bolle del nostro schiumatoio.
Come ciò sia successo è stato scoperto molto tempo fa negli impianti di trattamento dei rifiuti. Iniettando alti volumi di bolle d'aria in una colonna di acque reflue, l'acqua in uscita risultante (effluente) era più pura e molto più pulita di prima. Questo straordinario processo è tutto dovuto alla tensione superficiale.
Tensione superficiale e sfioramento
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 di gunk caricate si attaccano alle bolle, cavalcando 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 evita che la sporcizia accumulata scivoli indietro 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 di acqua dolce non è fattibile al nostro livello, in quanto la tecnologia per farlo accadere semplicemente non è pratica per l'hobbista.
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Screpolatura proteica co-corrente
Don Carner La dimensione della bolla è un ingrediente fondamentale per una schiumarola di proteine di successo e vengono utilizzati vari metodi per creare la bolla "perfetta".
In origine, il legno di tiglio veniva utilizzato per creare la schiuma necessaria per la schiumatura e viene ancora utilizzato oggi. Gli hobbisti europei sono stati tra i primi a riconoscere l'importanza di sfiorare i loro acquari. Più specificamente, i tedeschi sono stati responsabili della progettazione di alcuni dei modelli più raffinati. Tunze e altri hanno portato le scorie di proteine alle coste americane con il design originale, che è stato chiamato skimming co-corrente.
Gli skimmer co-correnti di base utilizzavano un tubo o un cilindro a estremità aperta con la sorgente di bolle montata alla base. Come per i tubi di sollevamento usati nelle piastre filtranti sotto la ghiaia, gli skimmer in corrente continua utilizzano il volume delle bolle d'aria che si alzano nella colonna per portarli 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 che le bolle scoppiano nella tazza di raccolta, le acque trattate o denudate semplicemente "ricadono" nell'acquario.
I progetti skimmer in corrente alternata possono essere appesi o montati su un pozzetto .
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Scorrimento contro corrente
Don Carner Il metodo co-corrente funziona ma non è estremamente efficiente. Il problema è ciò che chiamiamo "tempo di sosta" o il periodo di tempo in cui l'acqua è a contatto con le bolle. Allungando la camera di reazione, più acqua potrebbe essere processata e più gunk rimosso. Il problema era che non molte persone volevano un tubo da 6 piedi che si insinuasse dietro i loro acquari.
La ricerca e lo sviluppo hanno creato il passo successivo nell'evoluzione degli skimmer: la scrematura controcorrente . Possiamo paragonare questo progresso all'astronomia e la differenza tra un telescopio newtoniano e un telescopio rifrattore. Proprio come piegare le onde luminose riflettendole da uno specchio può raddoppiare la lunghezza focale di un telescopio, così possiamo raddoppiare il tempo di sosta in uno schiumatoio.
In uno schiumatore controcorrente, l'acqua viene iniettata nella parte superiore del tubo di reazione. La fonte di bolle e il raccordo di uscita isolato si trovano sul fondo della camera. L'acqua, quindi, deve passare contro, o "contrastare", il muro in aumento delle bolle. Questo raddoppia efficacemente il tempo di sosta per un'unità più produttiva.
Oggi molte aziende presentano variazioni di mercato su questo design controcorrente.
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Rasatura in stile Venturi
Skimmer Venturi Valve. Don Carner Nella ricerca della costruzione di 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 skimmer Venturi.
Questi modelli non utilizzano un diffusore in airstone o legno di tiglio per creare la colonna a bolle. Invece, si basano su una valvola Venturi per fornire sia l'acqua da trattare sia i miliardi di bolle microscopiche. Questo è realizzato all'interno del design della vespa-vita.
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 dalla sinistra è a collo di bottiglia nella vita di vespa modellata. Il capezzolo di aspirazione è disposto nella parte superiore del tubo, dove il movimento dell'acqua crea un flusso d'aria, ovvero come si formano le bolle all'interno della valvola. La schiuma che esce dalla valvola viene introdotta nel corpo principale dello skimmer dove rimuove i prodotti organici.
Sfalsando il raccordo sul fondo del cilindro, si crea un vortice e il tempo di sosta viene notevolmente ingrandito.
Per anni, questa è stata la scelta professionale per il serio frazionamento della schiuma e, in molti ambienti, rimane tale. Questi skimmer richiedono un tubo di scarico in quanto il volume d'acqua che possono processare in un'ora richiede un design "flow-through". Di solito, l'effluente è alto sul corpo principale dello schiumatoio, essendo reindirizzato in un pozzetto o in un serbatoio.
Modifica dei powerheads
È possibile modificare un gruppo elettrogeno comune per fornire praticamente gli stessi risultati della valvola Venturi. Queste modifiche rendono disponibili powerhead a volume ridotto per skimmer più piccoli nei sistemi di micro barriera.
Scoprirai inoltre che molti skimmer a sospensione usano il powerhead modificato come pompa principale. Essi imitano il concetto di valvola Venturi consentendo all'aria di essere aspirata nell'alloggiamento della girante. La girante agita la miscela acqua-aria e la spara nello schiumatoio. In realtà è abbastanza semplice ed elegante.
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Scambio ETS e Down-Draft
Don Carner Un altro design, ancora più semplice, divenne popolare a metà degli anni 2000 quando l'ETS (Environmental Tower Skimmer) fu presentato all'hobbista. Conosciuti anche come skimmer down-draft, questi design possono trattare enormi volumi d'acqua e sono favoriti dai grandi proprietari di cisterne.
I modelli ETS utilizzano un tubo lungo collegato a una coppa con nient'altro che un deflettore interno e una valvola di scarico. Le sfere biologiche sono posizionate all'interno del tubo per diffondere l'acqua ad alta velocità che viene iniettata attraverso la parte superiore. Mentre l'acqua si abbatte sulle bio-palle, viene distrutta più volte sulla torre delle bio-palle.
Quando l'acqua raggiunge la coppa alla base, l'acqua è un mare di schiuma bianca. Il deflettore all'interno della coppa crea tempo di sosta. Permette anche alla schiuma ricca di proteine di salire in un tubo a bocca larga con il bicchiere di raccolta montato sopra di esso.
I progetti più piccoli che seguono gli stessi inquilini consentono anche a sistemi di capacità più piccoli di trarne vantaggio. Come con la maggior parte dei modelli di schiumatoi di proteine di base, le singole aziende offrono variazioni sul design originale.