come funziona lo schiumatoio

come è fatto uno schiumatoio?

Lo schiumatoio di proteine (o skimmer) è composto sostanzialmente da tre parti:
un tubo chiamato colonna di contatto dove vengono miscelati acqua e aria;
un altro, più stretto del primo, chiamato collo, lungo il quale risale la schiuma;
un bicchiere nel quale si raccoglie la schiuma ricca di proteine, lipidi, batteri … e tutte le molecole polari.

i principi di base su cui si regge il funzionamento dello schiumatoio

Le proteine, i lipidi … hanno una testa idrofoba e una coda idrofila. Quando all’acqua viene miscelata aria sotto forma di minuscole bolle queste molecole (che si trovano disciolte nell’acqua) si dispongono lungo la superficie esterna delle bolle d’aria con la testa rivolta verso le bolle d’aria e la coda in direzione opposta.
A questo punto le bolle risalgono lungo la colonna di contatto e nel collo dove formano una schiuma densa per poi finire dentro il bicchiere dello schiumatoio dove va a raccogliersi come un liquido scuro, denso e puzzolente carico di sostanze di rifiuto, batteri che vivono in sospensione nell’acqua.
Perché uno schiumatoio funzioni correttamente è importane un’alta densità dell’acqua e quindi basse temperature e alta salinità e un’elevata (ma soprattutto stabile) tensione superficiale.
Un altra cosa importante è il diametro delle bolle d’aria, più sono piccole e meglio è in quanto il rapporto volume/superficie delle bolle è inverso, cioè al diminuire del volume, e quindi del diametro, aumenta la superficie e di conseguenza aumenta anche la quantità di molecole che si può legare alle bolle d’aria. Ma anche qui non bisogna esagerare perché se le bolle sono troppo piccole anziché risalire in superficie verrebbero trascinate dalla corrente e risucchiate dallo scarico dello schiumatoio da cui invece deve uscire solamente l’acqua già trattata. Diciamo che un buon compromesso potrebbe essere intorno al mezzo millimetro di diametro.

lo schiumatoio in acqua dolce

Dato che per motivi fisico-chimici gli schiumatoi fatti funzionare in acqua dolce producono bolle molto grandi (a causa della bassa tensione superficiale dell'acqua) non riescono a trattenere molte molecole e comunque non riescono a rimanere stabili abbastanza a lungo, ma scoppiano mentre risalgono nel collo, prima di raggiungere il bicchiere.

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regoliamo la quantità d'aria immessa all'interno della colonna di contatto ed il suo tempo di contatto con l'acqua

Altri due parametri che influiscono sulla resa dello schiumatoio sono la quantità di aria immessa all’interno dello schiumatoio e il tempo di permanenza delle singole bolle d’aria a contatto con la stessa acqua. Riguardo a questo ultimo punto possiamo, in fase di progettazione dello schiumatoio, allargare e/o allungare la colonna di contatto in modo da aumentarne il volume sino a ottenere il tempo di permanenza desiderato, e poi tramite un rubinetto regolare la quantità di acqua da trattare ogni ora.

In fine possiamo, tramite un altro rubinetto posto nel tubo di aspirazione dell’aria, decidere quanta aria immettere nella colonna dello skimmer. A questo punto siamo in grado di tarare lo schiumatoio in modo che produca una schiuma molto densa o in modo che produca una schiuma più bagnata in base alle nostre esigenze.

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