Portaalsite voor de échte zeeaquariaan

Foam-fractionator, protein skimmer of in het Nederlands gewoon eiwitafschuimer. Met mooie namen als Turboflotor, Bubbleking, Bubblemaster en Revolution beweren fabrikanten dat hun model het neusje van de zalm is. Nu we tegenwoordig erg veel keus hebben en we helaas niet allemaal veel inzicht hebben in de verschillende technieken die fabrikanten gebruiken word de keuze er niet makkelijker op. In dit stuk zal ik het belang van afschuiming belichten en wat schrijven over de verschillende gebruikte technieken.

Waarom een afschuimer?

Onze aquaria zijn kleine miniatuurversies van de grote oceanen, helaas zonder het enorme zelfreinigend vermogen dat deze beschikken. Deels zorgt denitrificatie voor het wegwerken van voedingstoffen, een ander deel zal door dieren als koralen en wieren worden geconsumeerd welke op hun beurt weer gestekt/geoogst kunnen worden. Ook worden wieren weer gegeten door kleine organismen die op hun beurt weer ten prooi vallen aan bijvoorbeeld de vissen. Ondanks onze eigen kringloopjes in aquaria zijn onze aquaria vergeleken met de natuur altijd vieze systemen. Ook is de waterkwaliteit bij ons alles behalve stabiel, want we houden graag veel vissen en die moeten flink gevoerd worden om ze in hun behoefte te voorzien. Het zou prettig zijn om een manier te hebben om efficiënt veel afvalstoffen uit ons water te halen voordat dit moet worden afgebroken door bacteriën. En juist daarom is de afschuimer zo uniek!  Met een goed functionerende afschuimer kunnen we zo veel problemen voorkomen of verminderen. Indien we tijdelijk meer voeren, zal ook meer worden afgeschuimd, zo blijft ons kwetsbare systeem een stuk stabieler.

Helaas heeft een afschuimer ook een keerzijde. Veel kleine organische voedsel partikels die nuttig kunnen zijn voor de bijvoorbeeld onze lagere dieren worden vaak onbedoeld ook afgeschuimd. Ook kunnen deze deeltjes worden kapot geslagen door de pomp van de afschuimer. Er word beweerd dat veel sporenelementen afgeschuimd worden. Er zijn enkele onderzoeken naar gedaan maar deze laten meestal niet dezelfde getallen zien. Wel is bekend dat sommige sporen elementen als jodium, welke worden gebonden aan organische bestanddelen nogal snel verdwijnen. Of dit grotendeels aan de afschuimer toegeschreven mag worden is mij niet helemaal duidelijk.

Wat doet een afschuimer eigenlijk?

Een eiwit afschuimer brengt grote hoeveelheden lucht en water met elkaar in contact. Het is te vergelijken met de vaak witte kraag op golven aan de kust. Het schuim ontstaat doordat bepaalde organische deeltjes een hydrofoob (waterafstotend) en een hydrofiel (waterminnend) deel hebben. Deze organische stoffen binden zich daarom aan zowel een luchtdeeltje als een waterdeeltje. Dankzij de opwaartse kracht van de luchtbelletjes in het water komen de belletjes bovenin allemaal samen en ontstaat bij samenkomst ervan schuim. Door de continue productie van nieuw schuim wordt het oudere schuim eruit gedrukt en zal zo in de schuimbeker belanden. Als het schuim in de beker tot rust komt zal het weer inzakken en vloeibaar worden met vaste deeltjes erin. Vervolgens komt het niet meer met het water in aanraking en is zo definitief verwijderd uit het systeem.

Organische stoffen is een enorm breed begrip. De door koralen afgegeven giftige stoffen t.b.v. bijvoorbeeld het bevechten van andere koraalsoorten vallen er ook onder. Maar denk ook aan de wel bekende geelkleuring in het water als ook de directe ontlasting van vissen zowel in vaste als opgeloste vloeibare vorm. Veel organische stoffen bevatten stikstof en fosfor verbindingen. Juist daarom kunnen met een afschuimer waterwaardens als het door ons gemeten nitraat (stikstof verbinding) en fosfaat (fosfor verbinding) lager worden gehouden. Dit met het gevolg dat we het systeem makkelijker kunnen belasten met voeding en zo eventueel meer dieren kunnen houden. De wisselende aanvoer van voedingstoffen zal enigszins worden opgevangen omdat bij een groter aanbod van “vuil” er ook sterker zal worden afgeschuimd.

De aandrijving van de afschuimer:

Er zijn de afgelopen decennia enorm veel modellen op de markt gekomen. Ze maken gebruik van verschillende principes elk met andere voor en nadelen. In het kort staan hieronder enkele eigenschappen van verschillende veel gebruikte methoden.

Luchtgedreven afschuimers werden tot enkele jaren geleden nog erg veel gebruikt, op moment van schrijven voornamelijk alleen nog op kleine aquaria tot ongeveer 100 liter inhoud. Bij dit type afschuimer wordt de lucht ingebracht met een luchtpomp. Meestal kwamen er dankzij het lindehouten uitstroomblokje erg fijne belletjes uit welke zorgden voor een groot totaal oppervlak. Het nadeel van deze modellen was meestal de geringe aanvoer van nieuw water en de hoeveelheid ingebrachte lucht hield meestal ook weinig over. Toch schuimden deze modellen behoorlijk goed maar waren minder geschikt voor grotere aquaria. Helaas moesten ook de uitstroom blokjes erg vaak worden vervangen om een goede afschuiming te garanderen. Afstellen gebeurd hoofdzakelijk met de aanvoer van lucht.

Venturie afschuimers zijn tot op heden nog de meest gebruikte afschuimers. Wel zijn er allerlei varianten op gemaakt. De aandrijving gebeurd door een krachtige waterpomp welke door een vernauwing na de pomp een onderdruk creëert. Hier zit een aansluiting waardoor lucht wordt aangezogen. Op deze plek komt dus erg veel lucht en water bij elkaar wat zo de afschuimer in word gepompt.

De firma Shuran gebruikt het tegenstroom principe (zie tekening) om nog meer contacttijd tussen lucht en water te verkrijgen.

Moderne venturie van Aqua compleet

Vroeger waren vanwege deze contacttijd de afschuimers erg hoog gebouwd, lange opstijging van bellen is lange contacttijd. Tegenwoordig is het de trend om de afschuimers lager te bouwen. Minder water boven de pomp betekent minder tegendruk waardoor met dezelfde pomp meer water en lucht de afschuimer kan worden ingebracht. Door de modellen erg breed te maken (groot stroom oppervlak = lage doorstroomsnelheid) zal lucht prima naar boven kunnen stijgen en komen er geen luchtbelletjes bij de afvoer onderin de afschuimer. Doordat ook de stijgbuis midden in de afschuimer een grote diameter heeft kan deze veel lucht aan zonder snel te overstromen. Moderne modellen met een grote diameter kunnen dus meestal enorm veel water en lucht doorlaten. Tegenwoordig hebben veel modellen conische delen zodat water lucht geleidelijk gescheiden word. Om de bellenstroom zo rustig mogelijk te laten stijgen beschikken veel nieuwe modellen onderin een geperforeerde plaat waar het water en luchtmengsel uit opstijgt. De stijgbuis kan hierbij heel erg kort gehouden worden want er is geen grote turbulentie van de stijgende belletjes. Weinig turbulentie blijkt erg belangrijk te zijn bij de grote doorstroomsnelheden die moderne afschuimers hebben.

Afstellen is bij moderne toestellen zelden nodig indien deze eenmaal goed functioneert. Indien de opbrengst terug loopt is dit vaak een aanwijzing dat er minder lucht of water word ingebracht. Het is dan nodig de pomp en venturie goed te reinigen. Om kalkafzetting in de Venturie tegen te gaan is het aan te raden elke week een bekertje heet/zoet water door de lucht slang te laten aanzuigen. Onderhoud is bij de meeste modellen dus gering maar geadviseerd word de afschuimer elke paar maanden volledig uit elkaar te halen en grondig schoon te maken. Eventueel een nachtje in met azijn aangezuurd water laten draaien.

Naaldrad Afschuimers zijn “gewone” afschuimers maar met een andere aandrijving dan bij de venturie modellen. Bij een pomp met naaldrad zit ook er ook een venturie maar nu voor de pomp. Hier word dus lucht mee de pomp in gezogen. De rotor in het pomphuis is vervangen door een Naaldrad. Een naaldrad kan minder druk opbouwen en verpompt zo minder water, ook zal er zo minder lucht worden aangezogen. (De Venturie die hier voor de pomp zit is hier op aangepast) De reden dat sommige moderne afschuimers hier toch gebruik van maken is het voordeel dat het naaldrad de aangezogen bellen door midden snijd, en zo erg fijne luchtbellen creëert. Gevolg is toch een erg groot contact oppervlak van de luchtbelletjes met water. Het nadeel van deze aandrijving is dat zeker elke maand de pomp moet worden gedemonteerd en goed word schoongemaakt.

Een draadrad of Borstelrad (fadenrad in het Duits) is een variant van de naaldrad maar heeft een draadachtig oppervlak waarmee lucht nog fijner word gesneden dan dat dit met een naaldrad gebeurd. Helaas zijn deze rotors erg gevoelig voor vuilophoping in het gaas, en moeten op zijn minst elke maand grondig worden gereinigd. Voordeel is dat er toch nog redelijk wat water word verplaatst en de lucht extreem fijn is. Het grote nadeel is helaas dat deze rotors vaak niet sterk zijn en dus nog wel eens moeten worden vervangen. Toch heeft het merk Royal exclusive niet zo lang geleden een stalen variant hiervan op de markt gebracht waar velen erg enthousiast over zijn. Het gebruikte materiaal “hastelloyC” zou zeewaterbestendig zijn en een erg lange levensduur hebben.

Plaatsing van de afschuimer:

Dit kan een belangrijke factor zijn in de werking ervan. De meeste van onze afschuimers plaatsen wij onder in het aquarium in de filterbak (ook wel buffer of sump genoemd), het water wordt daar doorgaans via een overloop naar toe geleid. Zo pakken wij het oppervlaktewater uit het aquarium waar zich veel organische afvalstoffen verzamelen. De hier ontstane oppervlakte spanning zorgt ervoor dat schuim blijft “plakken” en er dus beter kan worden afgeschuimd. De aanzuigopening van de afschuimerpomp kan zo het best direct onder de overloop geplaats worden. De afvoer van de afschuimer komt het liefst uit in het volgende filtervak zodat niet het zelfde water weer de afschuimer passeert. Dit kan er namelijk voor zorgen dat de afschuimer minder droog schuim produceert dankzij verminderde oppervlaktespanning.  Het is ook belangrijk dat de netto opbrengst van de opvoerpomp altijd groter is dan de hoeveelheid water die de afschuimer ingaat. Zo kan grotendeels worden voorkomen dat de afschuimer twee keer hetzelfde water filtert. Sommige afschuimers hebben een pomp voor interne circulatie en lucht aanzuig. Deze modellen zijn voor de aanvoer van “vuil” water afhankelijk van een 2^e pomp maar hier kan vaak ook de overloop uit het aquarium rechtstreeks op worden aangesloten. Het vak waarin de afschuimer staat moet altijd een stabiel waterniveau hebben omdat anders de afschuimer niet stabiel zal schuimen.

Ozon:

Ozon is een molecuul van 3 zuurstof atomen, erg onstabiel en wil zich graag ergens aan binden. Meestal met organische moleculen. Een keten van een organische molecuul word hierdoor verkleind en zo kunnen de kleine organische delen makkelijker worden afgeschuimd. Door ozon gas toe te voegen aan de aangezogen lucht van de afschuimer kan zo de opbrengst worden vergroot. Het resultaat is meestal helderder water. Het grote nadeel is echter dat er ozon met de lucht die uit de afschuimerdeksel komt mee kan komen. Dit gebeurd vooral indien ozon weinig organische stoffen heeft om mee te reageren of bij een te hoge dosis ozon. Ook als de contact tijd erg kort is zoals bij veel moderne afschuimers kan er makkelijk veel ozon ontsnappen. Er moet daarom op worden gerekend dat er altijd een deel ozon in de ruimte zal komen. Dit is in lage concentraties niet erg schadelijk maar het kan snel opbouwen tot ongewenste niveaus. Het beste is daarom om de lucht die uit de afschuimer komt naar buiten te leiden, omdat dit technisch vaak niet de simpelste oplossing is word de lucht vaak over een laagje actiefkoolstof geleid. De gebruikte kool moet wel regelmatig worden vervangen, indien men ozon ruikt (kopieer apparaten stank) is dit een teken dat er wat aan gedaan moet worden.

Fabrikanten van ozon apparaatjes adviseren vaak hoge concentraties ozon toe te voegen. Tegenwoordig gebruikt men ozon alleen nog soms als extra hulpmiddel voor de afschuimer en hoeft de dosis niet meer zo heel hoog te zijn. Een apparaatje van 10 mg kan een aquarium met van ongeveer 4.000 liter gelig water al in 2 a 3 dagen helder maken. Nadat het water helder is moet de ozon dus alweer met andere organische moleculen reageren. Daarom adviseer ik mensen die graag ozon willen gaan gebruiken een zo klein mogelijke ozonisator aan te schaffen en deze liefst maar enkele uren per dag te gebruiken. Veel ozon apparaatjes worden dusdanig aangesloten dat de afschuimer zijn lucht er doorheen moeten trekken. Dit is niet verstandig omdat de ozonisator snel verstopt en dus voor weerstand zorgt. Het gevolg is minder lucht voor de afschuimer en afnemende schuimproductie. Het beste is met een extra lucht pompje de ozon in te brengen op een aftakking van de luchtaanzuig. Zorg wel dat de aangezogen lucht van het luchtpompje droog is, ozonisators benodigen namelijk erg droge lucht, hiervoor zijn speciale (navulbare) droogzuilen verkrijgbaar.

Afstellen van de afschuimer:

Elke afschuimer is anders en kan meestal op meerdere manieren worden afgesteld. Bij de meeste “hobby” afschuimers is het raadzaam de aanvoer van lucht maximaal te laten. Indien de afvoer van water het aan kan (geen overstromende afschuimer) dan mag de pomp die zorgt voor de aanvoer van water en lucht doorgaans ook maximaal open. Afstellen kan dan door de interne waterstand te reguleren door de afvoer te regelen. Sommige naaldrad en borstelrad gedreven pompen hebben soms een optionele vernauwing die op de soort venturie (op aanzuig van de pomp) geschroefd kan worden. Dit is om hier iets extra onderdruk te maken zodat er ietsje meer lucht word aangezogen. Wel gaat dit ten kosten van de hoeveelheid water dat word verpompt. Regelmatig schoonmaken van de pomp en venturie incl. luchtslang en rotor van de pomp vergroot de productie vaak aanzienlijk. Ook zorgt dit ervoor dat de aangezogen hoeveelheid lucht hoog blijft en tussendoor afstellen minder nodig is. Afstellen bij verstopping in de luchtaanvoer is ook niet zonder risico. De afschuimer kan namelijk overstromen indien de verstopping plotseling toch verdwijnt. Het gevolg kan zijn dat een deels volle beker terug in het water wordt gebracht. Om deze redenen is het belangrijk een stabiele afschuimer te kiezen. Sommige modellen die nogal snel last van verstoppingen hebben, hebben dus ook meestal een erg wisselende productie. Het spreekt voor zich dat hierdoor het aquarium milieu ook behoorlijk wisselt en dieren zich vaak continu moeten aanpassen.

Tenzij we continu of bizar veel kunnen verversen is een afschuimer iets waar we niet meer omheen kunnen. Het is zonder twijfel het belangrijkste stukje techniek wat we nodig hebben om het water zuiver te houden. Veel mensen hebben toch maar weinig geld over voor dit bijzondere stukje techniek. Een goede afschuimer is meestal niet goedkoop maar kan vaak ook geld besparen indien er later minder dieren door worden verloren. Sommige moderne schuimers verbruiken ook verrassend weinig stroom. Kunnen we mooi weer een extra hqi lampje boven de bak hangen!