Dit geeft de verschillen weer tussen de geselecteerde revisie en de huidige revisie van de pagina.
| Beide kanten vorige revisie Vorige revisie Volgende revisie | Vorige revisie Volgende revisie Beide kanten volgende revisie | ||
|
nl:makazi:het_water:filtratie:eiwitafschuimer [2020/06/18 15:28] matricaria [Aminozuren en eiwitten] |
nl:makazi:het_water:filtratie:eiwitafschuimer [2022/04/21 23:27] matricaria [Stofwisseling in de afschuimer] |
||
|---|---|---|---|
| Regel 1: | Regel 1: | ||
| + | **For English select your language in the left upper corner.** Not all articles are translated yet. Some translations give only a summary of the original article in Dutch or may not be up to date. | ||
| + | Sommige verwijzingen, doorverwijzingen in het blauw gemarkeerd, werken alleen wanneer men is geregistreerd. Meestal betreft het pagina's die niet zijn vrij gegeven voor publieke publicatie. Men ziet dan " Toegang geweigerd". Registratie is eenvoudig en kosteloos. | ||
| + | Helemaal bovenaan links vindt u de kruimels van de bladzijden die u onlangs heeft bezocht wat het makkelijk maakt even terug te gaan.\\ | ||
| + | |||
| + | Indien u bent geregistreerd vindt u onderaan de bladzijde de mogelijkheid om een discussie te openen, opmerkingen te maken of vragen te stellen in verband met de inhoud van deze pagina.\\ | ||
| + | |||
| + | ====== De eiwitafschuimer ====== | ||
| + | |||
| + | Wordt algemeen gebruikt in zeeaquaria reeds vanaf de jaren zestig van vorige eeuw toen het behoorde tot de minimum uitrusting van een zeeaquarium samen met een UV lamp en een groot bio-filter.[(FDeGraaf1969>Frank De Graaf, 1969. Handboek voor het tropisch zeeaquarium, Tweede druk. ed. A.J.G. Strengholt N.V. Amsterdam.)] | ||
| + | Mijn eerste zeeaquarium opgestart in 1974 bevatte een tegenstroom afschuimer.[(Matricaria)] | ||
| + | Wordt soms gebruikt in combinatie met ozon. | ||
| + | <WRAP center round help 80%> | ||
| + | Toen ik mijn eerste eiwitafschuimer kocht werd mij door de verkoper verteld dat een eiwitafschuimer onmisbaar is voor een zeewateraquarium. In vele boeken van die tijd kon men lezen dat het de productie van nitraat vermindert door te voorkomen dat afval wordt afgebroken. En deze theorie is sindsdien algemeen aanvaard. Tot vandaag. Sinds zeeaquaria worden gebruikt wordt men geconfronteerd met een steeds terugkerend probleem, nitraatopbouw. in rifaquaria wordt nitraatopbouw als een groot probleem aanzien. Indien men de vergelijking maakt natuurlijke omstandigheden op het rif is stikstofbeheersing en voorkomen van nitraatopbouw een basis voor goed beheer. Zoals wordt aangetoond door de praktijk is het geen fenomeen eigen aan het gebruik van een BIO-filter zoals door vele auteurs werd gepubliceerd. Zo gebruiken de meeste koraalhouders geen BIO-filter en velen hebben hetzelfde probleem. We zoeken uit wat de rol van een afschuimer kan zijn voor de stikstofhouding, het constant verwijderen van organische stoffen reeds ontdaan van stikstof, de invloed van een afschuimer op nitraatvorming en het mogrlijk belemmeren van nitraatopname waardoor nitraat zich kan opstapelen. \\ | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | Een eiwitafschuimer maakt heden deel uit van de meeste, bijna alle zeewateraquaria. \\ | ||
| + | <WRAP center round box 60%> | ||
| + | <wrap em> | ||
| + | Het hoofddoel van een eiwitafschuimer is om zoveel en zo vlug mogelijk organisch materiaal uit de waterkolom te verwijderen zodat het niet kan worden [[nl:makazi:bio-chemie:remineralisatie|geremineraliseerd]] en matabolisme wordt verhinderd. </wrap> | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | Men moet er echter rekening mee houden dat van toegevoegd voedsel na consumptie de meeste stikstof reeds is verwijderd en geloosd als ammoniak en ureum. Een belangrijk deel van de mineralisatie heeft reeds plaats gehad, met als hoofddoel het bekomen van energie, de aanmaak van suikers, vervolgens ATP, waarna de gebruikte koolstof wordt geloosd als CO2. | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round info 60%> | ||
| + | |||
| + | Met organische verbindingen worden meestal verbindingen bedoeld waarin koolstof en waterstof voorkomen. Dikwijls bevatten organische verbindingen ook stikstof en fosfor.[(HolmesFarley2006-08>What is Skimming? by Randy Holmes-Farley - Reefkeeping.com [WWW Document], n.d. URL http://www.reefkeeping.com/issues/2006-08/rhf/index.php)] | ||
| + | |||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | Vele organismen,de heterotrofen, van vis en mensen tot bacteriën, nemen organisch materiaal op als voeding, als energiebron, en scheiden overschotten van fosfor en stikstof dat niet wordt gebruikt voor instandhouding en groei van de cellen terug uit. In de meeste gevallen bestaat het uitgescheiden materiaal uit ammonium, urea, of andere stikstofverbindigen, organische en anorganische, die vervolgens door bacteriële bio-chemische processen ook worden omgezet naar nitraat en fosfaat, het einproduct van [[nl:makazi:bio-chemie:remineralisatie|het remineralisatieproces]].\\ Vele metalen, zoals koper, zijn in zeewater stevig verbonden met organisch materiaal.[(HolmesFarley2006-08)] | ||
| + | <WRAP center round important 60%> | ||
| + | Wanneer metallo-organische verbindingen worden afgeschuimd zal dit bijdragen tot een betere waterkwaliteit indien er een ongewenste hoeveelheid van aanwezig is maar kan problematisch zijn wanneer de aanwezige hoeveelheid daalt tot een groeilimiterende hoeveelheid.[(HolmesFarley2006-08>What is Skimming? by Randy Holmes-Farley - Reefkeeping.com [WWW Document], n.d. URL http://www.reefkeeping.com/issues/2006-08/rhf/index.php . | ||
| + | )] | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | De term " organische verbindingen" bevat alles van suikers, zetmeel, proteïne, DNA en vetten tot mazout en benzine, autobanden, lijmsoorten, plastiek, aquaria uit plexiglas enz. Voor ons zeer belangrijk zijn de schadelijke organische verbindingen en die de eigenschap hebben zich op te stapelen in aquaria of die ons al in kleine hoeveelheden zorgen baren. Organische stoffen die als ze niet worden verwijderd kunnen worden gemineraliseerd en vervolgens genitrificeerd . Toxinen afkomstig van bacteriële activiteiten, afgescheiden door koralen, afkomstig van andere organismen. De meeste verbindingen die het water geel kleuren in [[nl:badess:theorie:ras#zmas|een ZMAS]]. Vele van deze organische verbindingen kunnen worden verwijderd met een afschuimer.\\ Organische verbindingen zijn ofwel hydrofoob, ofwel hydrofiel. Ze zijn ofwel waterschuw ofwel waterminnend. Ze lossen goed op in water of lossen in't geheel niet of slechts gedeeltelijk op in water. Hydrofiele moleculen zijn onder meer water, zout, suiker, ethyl alcohol, ethyleen glycol, glycerin, glucose, ammonia, de meeste aminozuren (e.g., glycine), sommige vitaminen (B6, B12, Biotin, C, Niacin) en bijna alle anorganische verbindingen. Voorbeelden van hydrofobe moleculen zijn methaan (aardgas), olie, vet, cholesterol, brandsof (e.g., hexaan, butaan), sommige vitaminen (e.g., A, D, E, K). Tussenin bevinden zich de twijfelgevallen zoals aspirine, fenolen, reinigingsalcohol (isopropanol) en acetone. Grote organische moleculen kunnen gedeeltelijk hydrofoob zijn en het andere deel hydrofiel. Vetzuren, de meeste proteïnes, zepen en detergenten, en een breed assortiment biologische moleculen vallen binnen deze categorie. Ze zijn amphipathisch. <WRAP center round info 80%> | ||
| + | De meeste organische moleculen die in zeewater voorkomen zijn [[https://www.encyclo.nl/begrip/amphipathisch|amphipatisch]], het merendeel van de overblijvende moleculen zijn hydrofiel. Er zijn relatief weinig pure hydrophobe natuurlijke organische moleculen. Het begrijpen van hoe amphipatische moleculen reageren in een afschuimer is de sleutel tot het begrijpen van hoe een afschuimer werkt. Een reden dat afschuimers ook als eiwitafschuimer worden benoemd kan worden terug gebracht tot het feit dat vele eiwitten amphipatisch zijn. [(HolmesFarley2006-08>What is Skimming? by Randy Holmes-Farley - Reefkeeping.com [WWW Document], n.d. URL http://www.reefkeeping.com/issues/2006-08/rhf/index.php ). | ||
| + | )] | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | Vrijwel alle pigmenten die direct betrokken zijn bij fotosynthetisch elektronentransport en licht opnemen zijn gebonden aan hydrofobe eiwitten in fotosynthetische membranen. Enkele natuurlijke in water oplosbare eiwitten binden en assembleren sterk hydrofobe fotosynthetische pigmenten. [(Bednarczyk2015>Bednarczyk, Dominika, Shigekazu Takahashi, Hiroyuki Satoh, en Dror Noy. “Assembly of water-soluble chlorophyll-binding proteins with native hydrophobic chlorophylls in water-in-oil emulsions”. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics 1847, nr. 3 (1 maart 2015): 307–13. {{ :nl:makazi:bio-chemie:fotosynthese_proteine_1-s2.0-s0005272814006616-main.pdf |https://doi.org/10.1016/j.bbabio.2014.12.003.}} Almost all the pigments that are directly involved in photosynthetic electron transport and light harvesting are bound to hydrophobic proteins within photosynthetic membranes. However, a few natural water-soluble proteins bind and assemble highly hydrophobic photosynthetic pigments such as chlorophyll (Chl), bacteriochlorophyll (BChl), and carotenoids. These include the Fenna–Mathews–Olson (FMO) protein of non-oxygenic photosynthetic green-sulfur bacteria [1], [2], the peridinin-Chl protein (PCP) of dinoflagellates [3], and the water-soluble chlorophyll binding protein (WSCP) )] Zie [[nl:makazi:bio-chemie:fotosynthese|fotosynthese]]. | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round todo 60%> | ||
| + | De invloed van een afschuimer op fotosynthese wegens het constant verwijderen van hydrofobe verbindingen is niet duidelijk. | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | De ene kunnen makkelijk worden afgeschuimd en anderen moeilijk of niet , sommige verbindingen soms en soms niet.\\ Om een binding aan te gaan met een luchtbel moet de molecule ten minste amphipatisch zijn, ten minste een deel van de molecule moet hydrofoob zijn. Verbindingen die makkelijk oplossen kunnen niet worden afgeschuimd zoals zouten, anorganisch fosfaat, carbonaat enz.. Sommige organische bestanddelen, microben, micro-en fhytoplakton,enz. kunnen gedragen door het schuim op die manier worden verwijderd.[(FeldmanEnCo2009-1>liquid, n.d. Feature Article: The Development of a Method for the Quantitative Evaluation of Protein Skimmer Performance [WWW Document]. URL https://reefs.com/magazine/the-development-of-a-method-for-the-quantitative-evaluation-of-protein-skimmer-performance/.)]\\ | ||
| + | |||
| + | Bij de afbraak van eiwitten worden door bacteriën via [[https://nl.wikipedia.org/wiki/Peptide|peptiden]] de eiwitten afgebroken tot de [[https://nl.wikipedia.org/wiki/Aminozuur|aminozuren]] waaruit ze zijn opgebouwd. Ze doen dit door de productie van de enzymen die de afbraak mogelijk maken. Hierbij scheiden bacteriën door hun eigen stofwisseling verbindingen af die in relatief kleine hoeveelheden voor vissen en lagere dieren kunnen giftig zijn. Men noemt dit bacterie-giften of bacterie-toxinen.[(FDeGraaf1969-38>Frank De Graaf, 1969. Handboek voor het tropisch zeeaquarium, Tweede druk. ed. A.J.G. Strengholt N.V. Amsterdam.blz 38)]\\ [[nl:makazi:bio-chemie:aminozuren|De aminozuren]] die uit de eerste fase van de eiwitafbraak (via peptiden) ontstaan en ook wel door dieren als stekelhuidigen en kreeftachtigen worden uitgescheiden kunnen we in een aantal groepen verdelen. Van de 20 natuurlijke aminozuren die in het aquarium terecht komen is er een groep, de [[https://nl.wikipedia.org/wiki/Alifatische_verbinding|alifatische]] groep, die weinig invloed uitoefent op de kwaliteit het water, ze zijn niet giftig.[(FDeGraaf1969-39> Frank De Graaf, 1969. Handboek voor het tropisch zeeaquarium, Tweede druk. ed. A.J.G. Strengholt N.V. Amsterdam.blz 39)] De groep bevat ook het zwavelaminozuur Methionine. Deze groep is hydrofoob en komt in aanmerking om te worden afgeschuimd.\\ | ||
| + | Zwavelaminozuren, ze zijn slechts met twee, Methionine en Cysteïne, hebben sterk reducerende eigenschappen en bij verdere afbraak kan er zwavelwaterstof ontstaan en zwavelijzer. Cysteïne behoort tot de polaire groep en is in principe hydrofiel. Cysteïne is slechts licht polair en wordt verbonden met een disulfidebrug niet polair.[(StuDocuLehningerHst3>Aminozuren en peptiden - Biochemie [WWW Document], n.d. URL https://www.studocu.com/nl-be/document/universiteit-antwerpen/biochemie/samenvattingen/aminozuren-en-peptiden/962536/view?has_flashcards=1 )]. | ||
| + | \\ | ||
| + | Een belangrijke groep, de [[https://www.studocu.com/nl-be/document/universiteit-antwerpen/biochemie/samenvattingen/aminozuren-en-peptiden/962536/view?has_flashcards=1|aromatische aminozuren]], ze zijn redelijk hydrofoob en meer of minder polair. Ze bezitten zwak reducerende eigenschappen maar worden makkelijk door bacteriën geoxideerd. Bij deze oxidatie ontstaan tussenproducten zoals fenolen en kresolen.\\ Fenolen kunnen reeds in kleine hoeveelheden giftig zijn. Fenolen worden in de regel vlug onschadelijk gemaakt en (door bacteriën) verder geoxideerd, bij voldoende zuurstof,tot kleurstoffen. Deze kleurstoffen worden niet verder afgebroken en zijn er mede verantwoordelijk voor de geelverkleuring van het water. Ook eiwit colloïden kleuren het water geel.[(FDeGraaf1969-40>Frank De Graaf,1969. Handboek voor het tropisch zeeaquarium, Tweede druk. ed. A.J.G. Strengholt N.V. Amsterdam. blz 40 )]\\ | ||
| + | Aminozuren worden door bacteriën verder afgebroken tot [[https://nl.wikipedia.org/wiki/Amine|aminen]] waarvan sommige verbindingen vluchtig zijn en kunnen ontwijken ( reuk van uien, overrijp fruit, soms rotte vis. Als men deze geuren vaststelt is er iets mis met het afbraakproces en/of is er een opstapeling van organisch materiaal zoals bij een dode vis). Andere aminen zijn giftig en kunnen bij grote hoeveelheden optreden als bloedgiften voor dieren. Normaal worden aminen vlug afgebroken naar giftig ammoniak en organische zuren. Ammoniak wordt vlug gereduceerd en/of opgenomen, de zuren verder afgebroken naar koolzuur en water.[(FDeGraaf1969-40)] Zuren zoals fosforzuur worden afgeschuimd.[(ProbstLange1976>Probst, Karl, Jürgen Lange, en Regina Brendel. Elseviers groot zeeaquarium boek. Amsterdam: Elsevier, 1976. Blz 27)]\\ | ||
| + | |||
| + | Problemen ontstaan als er iets mis is met de afbraak, als het proces wordt onderbroken kunnen giften opstapelen. Als organische stoffen worden verwijderd door de afschuimer alvorens ze verder worden afgebroken zullen er ook minder giften ontstaan als het mis gaat. Zal de afschuimer eventuele problemen voorkomen door ook deze giften te verwijderen? Hoe meer organische stoffen een afschuimer verwijdert hoe minder bacteriën nodig zijn, hoe minder bacterie-toxinen er worden geproduceerd. | ||
| + | | ||
| + | |||
| + | Het probleem dat zich stelt bij gebruik van een afschuimer is dat de werking moeilijk te beoordelen is. Is het gebruik van een afschuimer een goede of een slechte zaak?\\ Holmes Farley doet ook een goede poging om uit te leggen hoe een afschuimer werkt in een artikel in Reefkeeping: http://reefkeeping.com/issues/2006-08/rhf/index.php#6. [(HolmesFarley2006-08>What is Skimming? by Randy Holmes-Farley - Reefkeeping.com [WWW Document], n.d. URL http://www.reefkeeping.com/issues/2006-08/rhf/index.php .)] | ||
| + | |||
| + | |||
| + | <WRAP center round box 80%> | ||
| + | Aanzienlijke voordelen zijn verbonden met het verwijderen van organische verbindingen en afschuimen is één van de beste manieren om dat te doen. Andere goede manieren zijn het gebruik van actieve kool en ozon.[(HolmesFarley2006-08>What is Skimming? by Randy Holmes-Farley - Reefkeeping.com [WWW Document], n.d. URL http://www.reefkeeping.com/issues/2006-08/rhf/index.php .)] | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | <WRAP center round box 90%> | ||
| + | Afschuimen verwijdert constant organische koolstof waardoor het systeem vooral autotroof wordt en meer afhankelijk van nitrificatie, nitraatvorming, voor het ondersteunen van de dragende capaciteit, daar een afschuimer naar verhouding weinig stikstof verwijdert.\\ | ||
| + | Afschuimen werkt zeer selectief, er wordt onderscheid gemaakt tussen soorten organische verbindingen, reeds door vissen en andere organismen geloosd ammoniak ( ammonium) wordt niet afgeschuimd waardoor de afschuimer als één van de voornaamste oorzaken kan worden beschouwd waardoor stikstof, hopelijk in de vorm van nitraat, zich kan opstapelen. Daarom ben ik het niet eens met R. Holmes-Farley en beschouw een afschuimer meer als een noodzakelijk geworden kwaad. Alternatieven kunnen zijn goede [[nl:makazi:bio-chemie:remineralisatie|remineralisatie]] gevolgd door [[nl:makazi:het_water:filtratie:actief_aquarium_management|MBAAM]] eventueel gevolgd door actieve kool (toxinen en kleurstoffen?) | ||
| + | |||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | <WRAP center round help 90%> | ||
| + | Het voorkomen van nitraatopbouw is niet echt een probleem daar nitraat gemakkelijk kan worden verwijderd indien nodig door gebruik te maken van [[nl:badess:bades|BADES]]. Bij toepassing van [[nl:makazi:het_water:filtratie:actief_algenfilter_management|AAM]] kan nitraatopbouw makkelijk worden voorkomen. We weten niet of het gebruik van een afschuimer nitraatvorming belet of bevorderd? We stellen het nut van een afschuimer in vraag voor wat betreft het voorkomen van nitraatopbouw en vragen ons af wat zijn rol is bij nitraatopbouw en waarom nitraat-stikstof niet wordt opgebruikt.\\ | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | Vanwaar de naam **eiwit**afschuimer? De concentratie eiwitten gevonden in natuurlijk zeewater ( als aminozuren) bedraagt ongeveer 0,02ppm tot 0,25ppm. Dit is 2-3% van het DOC (opgelost organisch materiaal) dat kan gevonden worden in een aquarium. Data gepubliceerd door Shimek van een onderzoek van 23 hobbyisten aquaria raporteren eiwitconcentraties van 0,00+-0,00. Ze waren niet aantoonbaar. Ander organisch afval, primaire en secundaire amines, suikers,alcohol, vetzuren waren wel aantoonbaar. Vetten van 1,361 +- 0,94 ppm tot 3,2ppm.[(Shimek2002>Down the Drain, Exports from Reef Aquaria by Ronald L. Shimek, Ph.D. - Reefkeeping.com [WWW Document], n.d. URL http://www.reefkeeping.com/issues/2002-12/rs/feature/index.php )]. Dit is logisch daar van proteíne in het voer het meeste stikstof wordt geloosd als ammoniak en er dus weinig eiwit als afval beschikbaar komt.\\ | ||
| + | We stellen de vraag wat een eiwitafschuimer dan wel verwijdert. En vanwaar de naam als er geen eiwitten te verwijderen zijn? | ||
| + | Opgeloste organische verbindingen Dissolved Organic Compounds (DOC) Dit is waar afschuimers (ik laat het voorvoegsel eiwit dus maar beter weg)in feite zijn voor gemaakt, voor het verwijderen van de bijproducten van de afbraak van biologisch materiaal.[(FMarini2002>Skimming Basics 101: Understanding Your Skimmer by Frank Marini, Ph.D. - Reefkeeping.com [WWW Document], n.d. URL http://www.reefkeeping.com/issues/2002-06/fm/feature/index.php)]. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round important 80%> | ||
| + | De plaats van de eiwitafschuimer in het filtratie systeem zal mede bepalend zijn voor het rendement, zeker wanneer bio-filters worden gebruikt. Een zo hoog mogelijke doorstroming is gewenst om mineralisatie zoveel mogelijk te voorkomen doch een te hoge doorstroming heeft geen enkel nut.[(Escobal1996)] De eiwitafschuimer zal voor de biofilters worden geplaatst anders zal de nitraatproductie +- 30% hoger uitvallen. Ook een mechanisch filter geplaatst voor de eiwitafschuimer heeft tot gevolg dat meer nitraat wordt geproduceerd. Dat is wat men in de literatuur kan lezen. \\ Het voorkomen van mineralisatie houdt in dat constant organische koolstof wordt verwijderd en onvoldoende basisstoffen worden gemaakt voor al het geloosde stikstof op te nemen in nieuwe groei.Bijgevolg hoe hoger het rendement van de afschuimer hoe hoger de nitraatproductie en hoe hoger het stikstofoverschot.We mogen er van uitgaan dat DOC verwijderd door een afschuimer naar verhouding veel koolstof en zeer weinig stikstof bevat en dus een hoog C/N ratio heeft en bij afbraak er geen stikstof voor nitrificatie overblijft. \\ | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round info 80%> | ||
| + | Bij toepassing van [[nl:makazi:het_water:filtratie:bades|BADES]] fungeert de afschuimer vooral als beluchter van het gefilterd water en voor het verwijderen van de neven- en bijproducten van bacteriële activiteiten en andere stoffen die de waterkwaliteit ongunstig beïnvloeden. | ||
| + | [[https://nl.wikipedia.org/wiki/Fosforzuur|Orthofosforzuur]], op zich niet toxisch, laat zich gemakkelijk verwijderen met een eiwitafschuimer.\\ | ||
| + | [(ProbstLange1976>Probst, Karl, Jürgen Lange, en Regina Brendel. Elseviers groot zeeaquarium boek. Amsterdam: Elsevier, 1976. Blz 27)]\\ Het voorkomen van mineralisatie is niet langer het hoofddoel in [[nl:badess:inleiding|een BADESS]]. De afschuimer kan in dit geval na de bioreactor. Een eiwitafschuimer in de vorm van [[nl:makazi:het_water:filtratie:bio-afschuimer|een bio-afschuimer]] behoort tot de mogelijke uitrusting. | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | In bio-filters werd vastgesteld dat de oplosbaarheid van mineraal carbonaat, calciumcarbonaat, weinig of niet wordt beïnvloed door de korreldikte wegens de snelheid waarbij de partikels worden bekleed met opgeloste organische stoffen, door geladen organische substanties in oplossing.[(SHSpotte1979>Spotte, S., 1979. Fish and invertebrate culture: water management in closed systems, 2d ed. ed. Wiley, New York.blz 66.)] In de veronderstelling dat een afschuimer deze organische substanties grotendeel kan verwijderen speelt dit vanzelfsprekend een grote rol in de besluitvorming voor de plaatsing van de afschuimer of de toepassing van actieve kool. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | Doet een afschuimer nu meer kwaad dan goed of omgekeerd. En voor een rifaquarium in het bijzonder? Op deze vraag trachten Ken Feldman en Kelly Maers een antwoord te vinden. Ze vergelijken verschillende merken en soorten van afschuimers. Het onderzoek is gepubliceerd in de Advanced Aquarist Vol IX, januari 2010. [(FeldmanMaers2010> 2002-2016 by Pomacanthus Publications https://reefs.com/magazine/further-studies-on-protein-skimmer-performance/)] | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round info 80%> | ||
| + | [[nl:makazi:theorie:toc|Informatie over DOC(opgeloste organische koolstof), TOC]] en de invloed op koralen in zeeaquaria van de hand van dezelfde auteurs http://www.advancedaquarist.com/2008/8/aafeature3/. [(FeldmanMaers2008-08>2002-2016 by Pomacanthus Publications>Feature Article: Total Organic Carbon (TOC) and the Reef Aquarium: an Initial Survey, Part I — Advanced Aquarist | Aquarist Magazine and Blog, n.d. URL https://reefs.com/magazine/total-organic-carbon-toc-and-the-reef-aquarium-an-initial-survey-part-i/.)] [(FeldmanMaersII>Feature Article: Total Organic Carbon (TOC) and the Reef Aquarium: an Initial Survey, Part II — Advanced Aquarist | Aquarist Magazine, n.d. URL https://reefs.com/magazine/total-organic-carbon-toc-and-the-reef-aquarium-an-initial-survey-part-ii/.)] | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | Hier gaat het vooral over het verwijderen van in het water aanwezige organische stoffen of TOC (Total Organic Carbonate). Men concludeert dat er slechts weinig verschil is tussen verschillende soorten afschuimers wat betreft de verwijdering van TOC. De manier waarop de luchtbellen worden geproduceerd geeft gelijk opgaande resultaten, luchtsteen, venturi, needlewheel, downdraft, het resultaat blijft beperkt tot de verwijdering van 20% tot max 35% van het meetbare TOC.[(FeldmanMaers2010>Feature Article: Further Studies on Protein Skimmer Performance — Advanced Aquarist | Aquarist Magazine and Blog [WWW Document], n.d. URL http://www.advancedaquarist.com/2010/1/aafeature.)] | ||
| + | <WRAP center round info 60%> | ||
| + | |||
| + | TOC kan worden onderverdeeld in [(FeldmanMaers2010)]: | ||
| + | |||
| + | * TOC dat een afschuimer verwijdert. | ||
| + | * TOC dat een afschuimer niet verwijdert | ||
| + | * TOC dat door microben wordt geconsumeerd. | ||
| + | * TOC dat niet door microben wordt geconsumeerd. | ||
| + | * TOC dat direct of indirect schadelijk is voor tankbewoners. | ||
| + | * TOC dat direct of indirect niet schadelijk is voor tankbewoners. | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | Ik zou nog toevoegen: | ||
| + | |||
| + | * TOC dat door actieve kool wordt verwijderd. | ||
| + | * TOC dat door actieve kool niet wordt verwijderd. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | <WRAP center round info 60%> | ||
| + | |||
| + | Er is geen bruikbaar verband tussen TOC waarden en ORP waarden.[(FeldmanMaers2010)] | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | Ken Feldman wilde dan ook weten wat er nu eigenlijk allemaal in het potje terecht komt en de conclusies na degelijk onderzoek zijn: slechts een klein gedeelte van het afgeschuimde (vast + vloeibaar) kan worden toebedeeld aan organische koolstof (TOC); ongeveer 29%, en het meeste van dit materiaal was niet oplosbaar in water, was geen DOC ( opgelost organisch koolstof). Het merendeel van de aanwezige vast stoffen CaCO3, MgCO3 en SiO2 apart van de normaal in zeewater voorkomende ionen, was anorganisch materiaal. De afkomst van deze stoffen kan niet met zekerheid worden bepaald. Voor zover dat de vaste stof afkomstig is van microflora zijn een deel van het onoplosbaar organisch materiaal onderdeel van de microflora. Dit bevat de voedingsstoffen P, N, en C opgenomen uit de waterkolom door deze microflora.[(FeldmanMaers2010)] | ||
| + | <WRAP center round important 60%> | ||
| + | |||
| + | De eiwitafschuimer draagt bij tot het verwijderen van voedingsstoffen zoals fosfaat en nitraat zij het in mindere mate dan verwacht. | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | Dit vraagt naar onderzoek over de invloed van een eiwitafschuimer op de bacteriële populatie in actieve aquaria en de resultaten te vergelijken met een staal van hetzelfde water minder onderhevig aan veranderingen. De invloed op de populatie van voederen en het doseren van een organische koolstofbron. Het doel van het onderzoek is het bevestigen van de organische koolstof hypothese. (vodka dosering) Ken Feldman, Allison A. Place, Sanjay Joshi en Gary White gaan samen aan het werk.[(FeldmanEnCo2011>admin, n.d. Feature Article: Bacterial Counts in Reef Aquarium Water: Baseline Values and Modulation by Carbon Dosing, Protein Skimming, and Granular Activated Carbon Filtration [WWW Document]. URL https://reefs.com/magazine/bacterial-counts-in-reef-aquarium-water-baseline-values-and-modulation-by-carbon-dosing-protein-skimming-and-granular-activated-carbon-filtration/)] | ||
| + | |||
| + | Bacteriële groei is meestal gelimiteerd tot de beschikbare hoeveelheid organische koolstof. Het blijkt dat in een modern constant afgeschuimd low food aquarium slechts +- 1/10 van de op een natuurlijk rif aanwezige bacteriële populatie aanwezig is, waarschijnlijk door een tekort aan beschikbare organische koolstof.[(FeldmanEnCo2011)] In de natuur is de aanwezigheid laag maar de aanvoer onuitputtelijk.\\ | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round important 60%> | ||
| + | De proeven tonen aan dat maximum 39% van de totale hoeveelheid bacteriën aanwezig in de waterkolom kan worden verwijderd door de afschuimer.[(FeldmanEnCo2011)] | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | Marine bacteriën hebben een speciale behoefte aan natrium. Andere elementen nodig voor de groei en voortplanting zijn onder meer koolstof, stikstof, fosfor, zuurstof, waterstof, kalium, magnesium, calcium en ijzer. Dan hebben we nog de normale sporenelementen zoals mangaan, kobalt, zink, koper, enz. Vele chemische verbindingen, organische koolstofverbindingen, anorganische koolstofverbindingen, aminozuren, organische en anorganische stikstofverbindingen, zwavelverbindingen, anorganisch fosfaat enz. Marine bacteria kunnen elementen zoals kalium, zwavel en nitraat opslaan in hun weefsel in veel hogere concentraties als aanwezig in hun omgeving. Hierdoor ontstaat de mogelijkheid dat het water via bacteriënexport wordt ontdaan van deze noodzakelijke elementen zodat er tekorten ontstaan door de toepassing van een afschuimer.[(FeldmanEnCo2011)] | ||
| + | |||
| + | |||
| + | <WRAP center round important 60%> | ||
| + | Wanneer organische koolstof wordt gedoseerd wordt alleen dit element aangereikt, de rest moet worden gehaald uit de waterkolom. Een groot deel van gecultiveerde bio-belasting wordt niet door een afschuimer verwijderd en blijft in het aquarium achter en wat niet wordt geconsumeerd zal worden gerecycleerd en gemineraliseerd. | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | <WRAP center round info 80%> | ||
| + | Een meer volledig overzicht van wat er aanwezig is in de waterkolom en van wat wordt verwijderd door een afschuimer is weergegeven in [[http://www.reefkeeping.com/issues/2002-06/fm/feature/index.php|dit artikel Roland L. Shimek]] Shimek besluit dat een afschuimer gekoppeld met de export van organismen voorkomt dat de meeste elementen zich opstapelen, in een normaal gevoed aquarium. Men maakt zich vooral zorgen over de zware metalen die achterblijven.[(Shimek2002>Down the Drain, Exports from Reef Aquaria by Ronald L. Shimek, Ph.D. - Reefkeeping.com [WWW Document], n.d. URL http://www.reefkeeping.com/issues/2002-12/rs/feature/index.php.)] | ||
| + | |||
| + | </WRAP> | ||
| + | | ||
| + | |||
| + | |||
| + | Feldman en Co concluderen dat mechanische filtratie door afschuimen voorziet in een doeltreffende manier voor export van bacteriën tot op een zeker punt. Sommige stammen van bacteriën laten zich afschuimen, anderen niet. Kan afschuimen onopzettelijk ernstige evolutionaire druk zetten op in de waterkolom aanwezige bacteriële populatie ten gunste van de niet afschuimbare stammen?[(FeldmanEnCo2011>admin, n.d. Feature Article: Bacterial Counts in Reef Aquarium Water: Baseline Values and Modulation by Carbon Dosing, Protein Skimming, and Granular Activated Carbon Filtration [WWW Document]. URL http://www.advancedaquarist.com/2011/3/aafeature.)]\\ | ||
| + | Deze stelling vraagt om antwoorden, op de vraag welke stammen worden afgeschuimd en welke niet en de eventuele gevolgen. Moeten we het gebruik van een afschuimer in vraag stellen? En zeker het doseren van organische koolstof met als doel het verwijderen van voedingsstoffen, nitraat en fosfaat.? | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | Een afschuimer bevordert selectieve evolutie in een gesloten leefgemeenschap! Een gegeven waarvan de gevolgen niet mogen worden onderschat. \\ Persoonlijk vind ik dat een beetje overdreven en vraagt om meer bevestiging. Het betreft vooral organismen welke in het schuim voldoende koolstof vinden maar waarschijnlijk onvoldoende van andere stoffen om te groeien.\\ | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | <WRAP center round help 60%> | ||
| + | Het laten voorafgaan van de afschuimer door een effectieve [[nl:makazi:techniek:uv_lampen|UV lamp]] welke het water steriliseert voorkomt het selectief verwijderen van levende bacteriën zo wordt geadviseerd. Een UV lamp beïnvloed de totale hoeveelheid bacteriën in het aquarium nauwelijks of niet daar de beschikbare bouwstoffen onmiddellijk worden hergebruikt.\\ Wat de invloed is op de verwijderingsgraad en dan vooral via kolonisatie van het schuim, daarover is niets gepubliceerd. Indien men dit overweegt dan moet de UV unit krachtig genoeg zijn om alles te doden daar anders het omgekeerde effect wordt verkregen, namelijk selectieve bevoordeling van organismen met een hogere resistentie tegen UV.\\ | ||
| + | |||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | <WRAP center round help 60%> | ||
| + | |||
| + | Worden [[nl:makazi:bio-chemie:candidatus_accumilibacter_phosphatis|PAO]]'s afgeschuimd of niet? | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | <WRAP center round alert 80%> | ||
| + | |||
| + | Delbeek en Sprung waarschuwen voor het drastisch afschuimen van het water met skimmers, vooral met downdraft-skimmers.[(DelbeekSprung2005>Delbeek, J.C., Sprung, J., 2005. The reef aquarium, Volume three. Volume three. Ricordea Pub., Coconut Grove, Fla.)]\\ | ||
| + | Feldman en Co stellen vast dat slechts +-30% van het meetbare TOC wordt verwijderd en dat het overblijvend deel aan TOC niet kan worden afgeschuimd [(FeldmanMaers2010)], dus ook niet bij een volgende passage door de afschuimer. | ||
| + | Een deel van wat wordt afgeschuimd bestaat uit materiaal waarvan een groot deel niet ongewenst is. | ||
| + | Indien te snel wordt afgeschuimd zal de verhouding tussen ongewenste en gewenste stoffen die samen worden verwijderd uit de waterkolom nog verkleinen. Deze stoffen moeten worden aangevuld. Ongewenste stoffen die niet worden afgeschuimd stapelen zich op. | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | De bottom line ten aanzien van de hypothese koolstof doseren is duidelijk; de grondbeginselen van deze theorie lijken stand te houden in een experimentele toetsing. Het doseren van koolstof doet de bacterie populatie in de waterkolom stijgen. En afschuimen verwijdert bacteriën samen met de opgeslagen voedingsreserves. Het wetenschappelijk basisprincipe van deze toepassing is bewaarheid.[(FeldmanEnCo2011>admin, n.d. Feature Article: Bacterial Counts in Reef Aquarium Water: Baseline Values and Modulation by Carbon Dosing, Protein Skimming, and Granular Activated Carbon Filtration [WWW Document]. URL http://www.advancedaquarist.com/2011/3/aafeature .)] | ||
| + | |||
| + | |||
| + | <WRAP center round info 90%> | ||
| + | Aanhangers van [[nl:makazi:het_water:filtratie:vodka|een assimilatie methode (vodka)]] om nitraat en fosfaat te verwijderen moeten er mee rekening houden dat slechts een gedeelte van de gecultiveerde bacteriën effectief worden verwijderd door afschuiming. Een deel is vastzittend en maakt geen deel uit van de waterkolom, een deel is niet afschuimbaar. Doseren van organische koolstof zal zorgen voor een versneld onevenwicht in de aanwezigheid van soorten bacteriën in het systeem, diegenen die niet worden afgeschuimd blijven achter. Welke soorten? Dat weet ik (nog) niet!\\ Tevens moeten verwijderde bouwstoffen worden aangevuld. Wanneer agressief wordt afgeschuimd wordt dit een dagelijkse karwei | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | <WRAP center round important 80%> | ||
| + | |||
| + | Men gaat er van uit dat koralen een symbiose aangaan met omgevende bacteriën, voedingsstoffen leveren voor hun groei en ze gebruiken als voeding. Het ontbreken van deze bacteriën zou kunnen één van de oorzaken zijn van verbleking (bleaching). Voor meer info zie [[https://en.wikipedia.org/wiki/Hologenome_theory_of_evolution|de hologenome evolutie theorie.]] Zie: [[nl:makazi:theorie:koraal_holoboint|het koraalholobiont]]. | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | [[http://www.advancedaquarist.com/2009/1/aafeature2/|Een kwantitatieve evaluatie van de eiwitafschuimer.]] [(FeldmanEnCo2009>liquid, n.d. Feature Article: The Development of a Method for the Quantitative Evaluation of Protein Skimmer Performance [WWW Document]. URL http://www.advancedaquarist.com/2009/1/aafeature2.)] | ||
| + | |||
| + | Informatie over soorten en types van eiwitafschuimers is in de Nederlandse taal te lezen in 3 artikels gepubliceerd in Hobbykwekers.nl door John de Lange en Adriaan Briene. Ze geven een goed beeld van de verschillende mogelijkheden o.a. in combinatie met ozon gebruik. | ||
| + | [[http://www.hobbykwekers.nl/artikelen/item/de-eiwitafschuimer|Deel 1]]; [[http://www.hobbykwekers.nl/artikelen/item/de-eiwitafschuimer-deel-2|Deel 2]]; [[http://www.hobbykwekers.nl/artikelen/item/de-eiwitafschuimer-deel-3|Deel 3]]\\ | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round tip 60%> | ||
| + | |||
| + | Tussen eiwitafschuimers is er een veel grotere variatie in aankoopprijs dan variatie in de mogelijkheid tot het verwijderen van TOC.[(FeldmanMaers2010)] | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round box 90%> | ||
| + | Voor de aankoop van een eiwitafschuimer heb ik me laten leiden door een publicatie van Pedro Escobal, Aquatic systems engineering: devices and how they function.[(Escobal1996> | ||
| + | Escobal, P.R., 1996. Aquatic systems engineering: devices and how they function, 1st ed. ed. Dimension Engineering Press, Oxnard, Calif.)] waarin hij uitlegt hoe het max rendement van een eiwitafschuimer moet berekenen en de manier waarop de luchtbellen worden gemaakt komt in de formule niet voor. De theorie van Escobal wordt als leidraad gebruikt in [[http://www.reefkeeping.com/issues/2002-06/fm/feature/index.php|een artikel van Frank Marini]]. [(FMarini2002>Skimming Basics 101: Understanding Your Skimmer by Frank Marini, Ph.D. - Reefkeeping.com [WWW Document], n.d. URL http://www.reefkeeping.com/issues/2002-06/fm/feature/index.php.)] \\ | ||
| + | Graber schrijft een artikel waarin hij afschuimers vergelijkt met de voorschriften van Escobal: Skimmer design 101.[(SGraber2001-09>Skimmer Design 101 [WWW Document], n.d. URL http://www.hawkfish.org/snailman/skimmer101.htm .)] | ||
| + | In het artikel wordt de gewone tegenstroom afschuimer naar voor geschoven als de beste.\\ | ||
| + | Ik heb geopteerd voor een gewone tegenstroom afschuimer met luchtsteen, met voldoende contacttijd. Zoals de afschuimer aangekocht in 1974 maar veel groter. | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ===== Het belang van TOC en DOC. ===== | ||
| + | |||
| + | We voegen voedsel toe en van dat voedsel wordt ongeveer 85% van de aanwezige stikstof als ammoniak geloosd in de omgeving, de rest in organische uitwerpselen en urine of opgeslagen in groei. Indien deze uitwerpselen vlug uit het systeem worden uitgefilterd zal het systeem bijna volledig autotroof worden, volledig afhankelijk worden van de autotrofe dragende capaciteit, van nitrificatie. In zero emissie systemen wordt niets verwijderd en komt alle organische koolstof ter beschikking van heterotrofen welke de stikstof grotendeels opgebruiken en slechts een deel van de stikstof overlaten voor de minder snel groeiende autotrofen, het systeem heeft een heterotrofe dragende capaciteit, wat veel vlugger en veel veiliger is. De verhouding autotroof/heterotroof is dus niet alleen afhankelijk van het C/N ratio in het voedsel maar vooral van de effectiviteit van de afschuimer \\ <WRAP center round important 80%> | ||
| + | Een afschuimer verwijdert van het organisch afval en maakt op deze wijze het systeem meer afhankelijk van autotrofen en nitrificatie, de vorming van nitraat. Dit heeft ook gevolgen voor de alkaliniteit daar nitrificatie alkaliniteit verbruikt. Wie zei ook weer dat een afschuimer de vorming van nitraat voorkomt? Niet juist dus. Bovendien verwijdert de afschuimer de aan organische koolstof verbonden voedingsstoffen, nodig om na remineralisatie alle stikstof foto-autotroof te verwijderen. Er is een oorzakelijk verband tussen het verwijderen van TOC en DOC en de opstapeling van stikstof. | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | , | ||
| + | We weten intussen dat de aanwezigheid van opgeloste organische koolstof ( DOC) een belangrijke rol speelt in [[nl:makazi:theorie:koraal_holoboint|de koraalhuishouding.]] | ||
| + | We weten ook dat een afschuimer slechts een deel van het TOC en het DOC verwijdert, +- 30-35% max.\\ | ||
| + | We weten dat toevoegen van organische koolstof heterotrofe groei ( TOC), doet toenemen en er bijgevolg door de afschuimer in verhouding meer TOC wordt verwijderd maar ook dat het deel niet afgeschuimd TOC toeneemt. | ||
| + | |||
| + | De evolutie van TOC en DOC in een rifaquarium met of zonder afschuimer blijkt in de praktijk gelijk opgaand. Ook bij niet gebruik van een afschuimer blijkt de voederpiek op natuurlijke wijze afdoende te worden verwijderd, 4 uur na het voederen zijn de TOC waarden gedaald tot voor het voederen en zo tonen de uitgevoerde testen aan dat het ook kan zonder afschuimer, zonder het selectief verwijderen van soorten TOC en DOC.De afschuimer zal bijdragen aan de verwijdering van TOC maar uit de data blijkt dat de bijdrage van de afschuimer niet nodig is. [(FeldmanEnCo2008-08>Feldman, Ken S. ‘Total Organic Carbon (TOC) and the Reef Aquarium: An Initial Survey, Part I’. Reefs.com, 15 augustus 2008. https://reefs.com/magazine/total-organic-carbon-toc-and-the-reef-aquarium-an-initial-survey-part-i/.)]\\ | ||
| + | Daaruit mag ik besluiten dat wat in het potje terecht komt slechts een klein deel is van de totale TOC productie en verbruik, en dat de kleur van de inhoud weinig zegt over de efficiëntie van een afschuimer voor wat betreft de verwijdering van TOC.\\ | ||
| + | |||
| + | ==== Eiwitten, proteïne ==== | ||
| + | |||
| + | Proteïne bevat de stikstof aanwezig in het voedsel. Het proteïne gehalte van het voer is bepalend voor de C/N verhouding, voor de ammoniak productie , en voor de gerelateerde nitraatproductie. Hoe hoger het eiwitgehalte, hoe lager de C/N verhouding in het voedsel, hoe meer nitraat-stikstof moet worden aangemaakt om ammoniak-stikstof onschadelijk te maken. Het zou ideaal zijn indien men niet gebruikte proteïne, eiwitten, zouden kunnen verwijderen. De naam eiwitafschuimer doet veronderstellen dat vooral eiwitten worden verwijderd. Er is echter een probleem. Indien voedsel wordt genuttigd word de meeste stikstof aanwezig in het voedsel uitgescheiden als ammoniak, een deel wordt opgeslagen in groei.Eiwitten ontdaan van stikstof zijn geen eiwitten meer, ze zijn afgebroken tot andere organische en anorganische verbindingen. De stikstof kan later worden gebruikt voor de aanmaak van nieuwe eiwitten, voor het metabolisme, opbouw van nieuw leven. Stel dat er nog eiwitten in het geloosde bio-afval aanwezig zijn, dan moet het bio-afval zo vlug mogelijk worden afgeschuimd om het overgebleven stikstof te verwijderen, dit alvorens het eiwit is afgebroken en de stikstof vrij komt. Eiwitten, worden in principe vlug afgebroken tot hun bestanddelen, aminozuren, etc.\\ | ||
| + | Het bio-afval zal bevolkt zijn met heterotrofe organismen, organismen welke organische koolstof nodig hebben om energie te maken, maar ook om te groeien en waarvoor ze ook stikstof en andere bouwstoffen nodig hebben. Ik ben er van overtuigd dat het meeste proteïne wat wordt verwijderd door een afschuimer deel uitmaakt van levende cellen en organismen en niet aan luchtbellen wordt gebonden maar is aangetrokken door de organische koolstof welke wordt gecentraliseerd in de schuimkamer. Er zal een hoge biologische activiteit zijn op de organische stoffen in het schuim en eiwitten (levende organismen) worden via het schuim naar buiten geëxporteerd en komen zo in het potje terecht. Tijdens een test uitgevoerd door Shimek werden waterstalen genomen in 24 rifaquaria en er konden geen eiwitten worden aangetoond.\\ | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round todo 60%> | ||
| + | Bij de afbraak van eiwitten naar aminozuren worden veel bacterie toxinen gevormd welke zeer giftig zijn voor organismen. Normaal is dit geen probleem daar ze vlug biologisch worden afgebroken. in welke mate ze in het schuim van een afschuimer worden afgebroken is mij onbekend.\\ | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | ===== Invloed op nitraatvorming en de accumulatie van stikstof ===== | ||
| + | |||
| + | Van voedsel wordt +-85% van de in proteïne aanwezige stikstof uitgescheiden in de vorm van anorganisch ammoniak. De eiwitten worden in het doelorganisme door bacteriën omgezet naar voor het organisme bruikbare stoffen, [[https://nl.wikipedia.org/wiki/Katabolisme|katabolisme]], waarbij energie vrij komt nodig voor het ander deel van de stofwisseling, anabolisme, de opbouw van organische stoffen waarbij energie wordt verbruikt. De betrokken bacteriën gebruiken een deel er van voor hun eigen stofwisseling, hun [[https://nl.wikipedia.org/wiki/Stofwisseling|metabolisme]] en de rest wordt door het doelorganisme uitgescheiden. Van wat van het voedsel in het water terecht komt als organisch afval bevat relatief weinig stikstof en naar verhouding nog veel organische koolstof , niet tegenstaande er reeds veel koolstof werd opgebruikt. Heterotrofe organismen, welke organisch koolstof nodig hebben zullen het organisch afval verder afbreken om aan koolstof te komen voor energieopbouw en groei. Voor die groei is ook stikstof nodig, waarvan het meeste moet komen van in het water geloosd ammoniak, Heterotrofe bacteriën zijn snelle groeiers en gebruiken daarvoor ammoniak als stikstofbron. Stikstof niet gebruikt nadat al het aanwezig organisch koolstof is opgebruikt komt ter beschikking voor nitrificatie \\ | ||
| + | |||
| + | Dat al dan niet nitraat wordt gevormd is afhankelijk van de verhouding tussen het organisch koolstofgehalte en de aanwezige stikstof op het moment van gebruik. Het C/N ratio. In normale natuurlijke omstandigheden blijft er na gebruik van alle organische koolstof aanwezig in het voedsel steeds een deel stikstof over voor nitrificatie. Elke stikstof cyclus wordt een deel van het ooit aanwezige organische koolstof gebruikt voor energie en omgevormd naar anorganisch CO2, waardoor steeds minder organische koolstof ter beschikking is van heterotrofen waardoor naar verhouding na elke cyclus meer stikstof overblijft voor nitrificatie, niet tegenstaande er constant stikstof verdwijnt door natuurlijke denitrificatie, \\ Organische afvalstoffen uitgescheiden door vissen, schaaldieren, en andere doelgroepen, bevatten bijgevolg naar verhouding weinig stikstof en veel koolstof. Deze stoffen zijn de doelgroep van een afschuimer. Anorganische stikstof, ooit deel van hetzelfde voedsel blijft achter. | ||
| + | Opgeloste Organische stoffen afgebroken en verwijderd door organismen, voor remineralisatie, voor metabolisme, zal ook het gebruik en vermindering van anorganische stikstof tot gevolg hebben, Het verwijderen van organisch afval door een afschuimer heeft geen invloed op de aanwezigheid van anorganische stikstof | ||
| + | De afschuimer zorgt door voor een van autotrofen afhankelijk systeem wegens het verwijderen van organische koolstof. Daardoor blijft er meer stikstof ter beschikking voor autotrofen, het toxisch ammoniak-stikstof moet worden omgevormd naar veilig nitraat-stikstof. Dat bruikbare nitraat-stikstof kan opstapelen heeft te maken | ||
| + | De afschuimer verhindert ook foto-autotrofe groei daar samen met de organische koolstof ook andere, voedingsstoffen worden verwijderd met tot gevolg dat niet alle nitraat-stikstof kan worden hergebruikt en kan opstapelen, samen met andere onder de heersende omstandigheden niet meer bruikbare of afbreekbare stoffen stoffen, inclusief de vorming van detritus.\\ Men leest in de vakliteratuur zeer weinig over de rol | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round alert 60%> | ||
| + | Toen ik mijn eerste afschuimer aanschafte werd mij verteld dat dit toestel er voor zorgt dat er minder nitraat wordt gevormd. Dat stond ook in de meeste boeken die ik heb gelezen betreffende zeewateraquaria. Volgens mijn eigen bevindingen is dit dus NIET waar. De basisregels van groei respecterend is het ook niet logisch daar het systeem meer autotroof wordt gemaakt zodat men er alle belang bij heeft dat ammoniak naar nitraat wordt omgevormd.\\ | ||
| + | |||
| + | |||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round info 90%> | ||
| + | Nitraatproductie hangt af van het heersende C/N ratio, de beschikbaarheid van organische koolstof om heterotrofe groei en bijhorende snelle stikstofopname te ondersteunen. Een afschuimer verwijdert constant een deel van met voeding ingebrachte organische koolstof, ook een deel van in het systeem geproduceerde organische koolstof.\\ Het feit dat zeer veel stikstof wordt geproduceerd hoeft niet te leiden tot een hoge nitraatproductie.\\ Het feit dat reeds geproduceerde bruikbare nitraatstikstof zich kan opstapelen is het resultaat van onvoldoende foto-autotrofe groei. Om deze groei te ondersteunen moeten alle bouwstoffen in voldoende mate aanwezig zijn en dan kan men niet anders dan te wijzen naar de aanwezige afschuimer welke constant een deel van de ingebrachte bouwstoffen verwijdert maar dat naar verhouding onvoldoende doet met ingebrachte stikstof.\\ | ||
| + | Zal het niet gebruiken van een afschuimer nitraatvorming voorkomen? Neen zeker niet, daar dat afhankelijk is van de aanwezige C/N verhouding en ondermeer van wat men als voedsel toevoegt.\\ Kan het niet gebruiken van een afschuimer nitraatopstapeling voorkomen? Neen, daar dat afhankelijk is van het nitraatverbruik, van voldoende foto-autotrofe groei. Het niet gebruiken van een afschuimer zal er wel voor zorgen dat groei en stikstofopname niet wordt afgeremd en bijgevolg dat wat wordt ingebracht en als teveel wordt beschouwd op zeer eenvoudige wijze kan worden verwijderd door het oogsten van groei.\\ | ||
| + | |||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round tip 60%> | ||
| + | Om de opstapeling van nitraat te voorkomen kan men ook de van nature aanwezige nitraat export capaciteit beïnvloeden, bijvoorbeeld door het toepassen van[[nl:badess:inleiding| BADES]]. Maar dat lost niets op daar daarmee de oorzaak van het probleem niet wordt aangepakt. | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ==== Een afschuimer beperkt metabolisme, stofwisseling ? ==== | ||
| + | |||
| + | Zijn er voordelen verbonden aan het beperken of verstoren van stofwisseling?\\ | ||
| + | |||
| + | Wat wordt ingebracht als voedsel kan niet allemaal in de tank blijven. De bio-belasting is beperkt. Het is de bedoeling dat het evenwicht wordt behouden en dat de biobelasting wordt beperkt door het oogsten van nieuwe groei afkomstig van hergebruik van voedingsstoffen, , door metabolisme. Welke rol speelt een de afschuimer in het verstoren van groei, bij het hergebruik van bouwstoffen? | ||
| + | |||
| + | Het is geweten dat de afbraak en metaboliseren van eiwitten gebeurt door bacteriën welke daarbij grote hoeveelheden toxinen produceren. Deze toxinen worden in normale omstandigheden zeer vlug biologisch afgebroken door andere daarin gespecialiseerde organismen. Belet een afschuimer de afbraak van eiwitten? En wat is dan de invloed op de ontwikkeling van op de afbraak van bio-toxinen gerichte populaties? | ||
| + | |||
| + | Heeft de afschuimer invloed op metabolisme in de tank wegens het selectief verwijderen van een deel van de stoffen welke na mineralisatie bijdragen aan nieuwe groei? En wat gebeurt er met die stoffen welke worden afgeschuimd en met de meerderheid van de organische stoffen welke niet worden afgeschuimd?\\ | ||
| + | |||
| + | [[https://nl.wikipedia.org/wiki/Stofwisseling|metabolisme]] omvat het afbreken van organisch afval en het hergebruik van de bekomen bestanddelen voor de opbouw van nieuwe cellen, de productie van nieuwe proteïne. Voldoende groei zorgt voor een zeer laag gehalte aan voedingsstoffen en verhindert accumulatie. Heeft het verwijderen van bepaalde stoffen, van organische verbindingen, een invloed op nieuwe groei, op metabolisme, het hergebruik en bijgevolg op het de export alle voedingsstoffen in hun natuurlijke verhoudingen ? \\ | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | Het is een logische gevolgtrekking, daar een afschuimer door het strippen van het water bij middel van luchtbellen sommige organische stoffen constant verwijdert, maar de meeste andere stoffen aanwezig in het water, stoffen welke niet aan die voorwaarden voldoen, in het water worden gemataboliseerd, geremineraliseerd en hergebruikt indien mogelijk. Daar gaat men van uit. Dit veronderstelt ook dat bacteriën geen gebruik meer kunnen maken van de aan het water onttrokken organische stoffen om te groeien daar sommigen ontbreken, en van deze stoffen ongebruikt worden opgeslagen voor eventueel later gebruik, wat het optreden van periodieke plagen verklaart wanneer de nodige stoffen wel voldoende beschikbaar komen. Maar is dat zo? Organische stoffen welke onder de heersende omstandigheden niet verder door bacteriën worden afgebroken. Waarom niet? Dit is zeer onwaarschijnlijk daar organische stoffen de soorten bacteriën aantrekken welke over de enzymen beschikken om deze stoffen af te breken voor het bekomen van hun koolstofbron en het produceren van energie. Nochtans zien we in vele tanks opbouw van detritus, organische stoffen welke in de heersende omstandigheden nog niet zijn gemetaboliseerd.\\ | ||
| + | |||
| + | === Stofwisseling in de afschuimer === | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | Worden de uit het water onttrokken organische stoffen effectief verwijderd alvorens ze worden afgebroken, gemetaboliseerd? In een afschuimer vormt zich met organische stoffen beladen schuim in een zeer zuurstofrijke omgeving, ideaal voor aerobe mineralisatie van die organische stoffen. Organische stoffen trekken gespecialiseerde bacteriën aan, bacteriën die over de enzymen beschikken om die stoffen af te breken om ze te ontdoen van de koolstof die de organismen nodig hebben om energie te maken en te groeien. Groei kan soms een probleem zijn daar daarvoor ook voldoende stikstof en fosfor nodig is. Ik ga er van uit dat het meeste stikstof, deel van de proteïne in het het voer, dan reeds werd uitgescheiden als ammoniak, en er bijgevolg in de door de afschuimer onttrokken organische stoffen wel voldoende koolstof aanwezig is om niet alleen de energieproductie te ondersteunen maar ook voor voldoende groei. Maar is dit ook het geval voor stikstof en fosfor? Voldoende voor het hergebruik van voor energiewinning afgebroken afgeschuimde organische stoffen. In welke mate zijn anorganische voedingsstoffen welke in het water aanwezig zijn ook aanwezig in het schuim? Daarover heb ik geen gegevens. In alle geval zullen bacteriën het afval koloniseren, eventueel zonder te groeien maar wel koolstof winnen. In geval heeft er stofwisseling plaats, zij het vooral katabolisatie en minder of geen anabolisatie. Ik ga er van uit dat indien een afschuimer proteïne verwijdert, dat die proteïne aanwezig is in organismen welke het schuim koloniseren. \\ Het voornaamste is wat er via het schuim uiteindelijk in het potje terecht komt. Waarschijnlijk is dit ook afhankelijk van de schuimkamer en de contacttijd op het schuim. Ik beschik heden(2021) echter over geen gegevens betreffende de specifieke rol van de schuimkamer.\\ | ||
| + | Tevens vormt er zich een biofilm op de wanden van de afschuimer welke regelmatig wordt verwijderd bij het schoonmaken. \\ | ||
| + | |||
| + | === Stofwisseling in het aquarium === | ||
| + | |||
| + | Indien voedsel wordt toegevoegd voor de doelgroepen dan betekent dit dat wat werd toegevoegd reeds werd gebruikt voor stofwisseling en het overschot, +- 80%, wordt geloosd. Daar kan een afschuimer weinig aan veranderen. | ||
| + | |||
| + | Na elke remineralisatiecyclus zal van het oorspronkelijk voedsel minder organische koolstof overblijven daar elke cyclus een deel wordt gebruikt voor energieproductie. Minder organische koolstof betekent dat meer nitrificatie nodig is na elke mineralisatie cyclus. Om de balans te bewaren zal er meer organische koolstof moeten worden ingebracht. Dit kan door toevoeging van gepast voedsel of ondersteuning van natuurlijke foto-autotrofe groei (fytoplankton, algen)\\ | ||
| + | |||
| + | Verminderen van het totaal aan afbreekbare stoffen heeft tot gevolg dat er minder bouwstoffen beschikbaar komen, dat stofwisseling en nieuwe groei beperkt wordt. Dit vermindert de bio-belasting en heeft bijgevolg een gunstige invloed op de totale stikstofaanwezigheid, dit indien naar verhouding stikstof wordt verwijdert. Of het ook een invloed heeft op nitraatvorming hangt af van de beschikbaarheid van organische koolstof in verhouding tot de ammoniak productie, en in welke mate op dat moment de dragende capaciteit moet worden onderhouden door autotrofe nitrificatie. Het verwijderen van voornamelijk organische koolstof bevattende stoffen zal nitraatvorming en nitraataccumulatie in de hand werken.\\ | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round help 60%> | ||
| + | Wat ik mij afvraag is in welke mate stofwisseling wordt tegengegaan door het selectief of gedeeltelijk onbeschikbaar maken van voedingsstoffen, met tot gevolg dat andere reeds aanwezige voedingsstoffen niet kunnen worden gebruikt voor groei en bijgevolg achterblijven en accumuleren?\\ | ||
| + | |||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | Nitraat wordt vooral gevormd in substraat gebonden bio-matten, [[nl:makazi:theorie:perifyton|perifyton]] etc.. maar ook op zwevende partikels waarop remineralisatie plaats heeft. Men mag er van uitgaan dat de invloed van een afschuimer op de totale remineralisatiecapaciteit en stofwisseling in de tank beperkt is, wat niet wil zeggen dat het gebruik van een afschuimer niet het verschil kan maken in systemen met een beperkte substraat gebonden remineralsatiecapaciteit, en of met een beperkte aanwezigheid van perifyton.\\ | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round important 60%> | ||
| + | Ik wil nogmaals het belang benadrukken van het gebruik van voedsel met een normaal proteïne gehalte ( +- 35% proteïne) en van mariene oorsprong. Het gebruik van een afschuimer, welke voornamelijk organische koolstof verwijdert, vraagt echter voedsel met een lager proteïne gehalte, een hogere C/N verhouding dan 8 of 9 , maar met aandacht voor het behoud van voldoende autotrofe dragende capaciteit, vooral ondersteund door nitraatvorming. Nitraatvorming bevordert de natuurlijke export van stikstof. Correct voederen zal een veel hogere invloed hebben op de stofwisseling en nitraatopbouw in de tank dan het gebruik van een afschuimer bij niet aangepast voederen van voedsel met een hoog proteïne gehalte.\\ | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | ===== Invloed op de dragende capaciteit ===== | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | Het belangrijkste voor een gesloten recirculatiesysteem en zeker voor een zero uitstoot systeem bedoeld voor langdurig levensonderhoud is het vermogen om ammoniak te reduceren. Ammoniak, de geprefereerde stikstofbron van de meeste organismen, is voor dezelfde organismen zeer toxisch indien het zich kan opstapelen, indien er teveel van is.\\ De totale dragende capaciteit wordt geleverd door heterotrofe groei op organisch materiaal, door autotrofe ademhaling, nitrificatie, en door foto-autotrofe groei, fytoplankton, algen. ( Ebling) Het gebruik van een afschuimer verwijdert organische koolstofverbindingen, anorganische stikstofverbindingen niet, waardoor er naar verhouding steeds minder organische koolstof beschikbaar is en autotrofen meer en meer moeten instaan voor de dragende capaciteit, en nitrificatie de bepalend factor wordt voor de ondersteuning van de bio belasting, de producenten van ammoniak.\\ Volgens deze stelling draagt een afschuimer bij aan de noodzaak tot nitraatvorming, het afbouwen van heterotrofe dragende capaciteit.\\ Dat is het tegenovergestelde van wat de meeste gebruikers van een afschuimer verwachten, omdat het hen steeds is voorgehouden dat een afschuimer nitraatvorming tegen gaat.\\ | ||
| + | Een afschuimer verhindert metabolisme van alles wat wordt afgeschuimd, en draagt zo bij tot het beperken van de uitbreiding van de bio-belasting. Ook wordt relatief veel levend materiaal buiten gedragen, in relatie tot de beperkte totale export. Of relatief zeer weinig vergeleken met andere mogelijkheden voor het exporteren (oogsten) van levende organismen. De verwijderingsgraad is bovendien moeilijk in te schatten en zeker niet betrouwbaar. \\ | ||
| + | Verhinderen van consumptie van levende cellen voorkomt de vorming van ammoniak, met een gunstig effect op de dragende capaciteit, maar in geval van een afschuimer welke voornamelijk organische verbindingen verwijdert is dat zeer beperkt daar de meeste stikstof reeds in het water aanwezig is in anorganische vorm.\\ Het rendement van een afschuimer wordt in realiteit grotendeels bepaald door de capaciteit om levende organismen te verwijderen en niet door "air stripping", de interactie van organische moleculen met luchtbellen, de basisactiviteit van een afschuimer. Het organisch materiaal trekt heterotrofe organismen aan in een goed beluchte omgeving, ideaal voor metabolisme. \\ | ||
| + | Effectieve autotrofe ammoniak reductie, belangrijk deel van de dragende capaciteit, is rechtstreeks afhankelijk van nitrificatie, van nitraatvorming . Er heeft nitrificatie plaats in het water maar efficiënte nitraatvorming is substraat gebonden, heeft plaats in een biofilm, en heeft voldoende oppervlakte nodig voor voldoende contacttijd met het water en voldoende wateruitwisseling. Het gebruik van een bio maakt het systeem bestuurbaar, de verwijderingsgraad regelbaar en gemakkelijk aanpasbaar aan de noden.\\ | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round info 60%> | ||
| + | Indien we er van uit gaan dat het meeste organisch materiaal in het schuim [[nl:makazi:bio-chemie:remineralisatie|wordt geremineraliseerd]], zoals mag worden verwacht, wat ook wordt aangetoond door wat effectief in het potje belandt( zie Feldman), dan heeft een afschuimer weinig directe invloed op de dragende capaciteit en nitraatvorming. Daar een afschuimer een bepaalde soort organische stoffen als doel heeft worden bacteriën aangetrokken welke beschikken over de enzymen om die stoffen te reduceren en de koolstof te onttrekken. Het vermoeden van Feldman betreffende selectieve bevoordeling kan daarom worden bevestigd. Dit is ook het geval bij gebruik van actieve kool.\\ | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | ===== Invloed op alkaliniteit ===== | ||
| + | |||
| + | De invloed van een afschuimer op de alkaliniteit is zeker niet positief, zowel voor het verbruik als voor de productie. In welke mate de afschuimer de alkaliniteit negatief beïnvloed is van vele factoren afhankelijk en een moeilijke berekening. De afschuimer maakt het systeem meer autotroof waardoor meer alkaliniteit wordt verbruikt door nitrificatie dan als de stikstof wordt hergebruikt voor hetrotrofe groei.Indien ammonium wordt gereduceerd door algen wordt er alkaliniteit verbruikt in ongeveer dezelfde mate dan bij heterotrofe groei, maar indien dezelfde algen nitraat gebruiken wordt alkaliniteit toegevoegd, waardoor het verschil tussen verbruik en productie voldoende is om het verbruik voor nitrificatie te compenseren. De afschuimer vermindert de beschikbaarheid van organische koolstof maar ook van geproduceerd voedingsstoffen nodig voor de opname van achterblijvend nitraat via algengroei waardoor gevormd nitraat zich kan opstapelen. De opname van nitraat voor groei verhoogt de alkaliniteit maar compenseert niet voor wat werd verbruikt door heterotrofe groei.\\ | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ===== Het belang van de schuimkamer ===== | ||
| + | |||
| + | Van wat in het potje belandt hangt grotendeels af van wat er in de schuimkamer gebeurt. In welke mate de door strippen van het water verzamelde organische stoffen worden gekoloniseerd en gebruikt. Is er niet alleen kolonisatie maar ook groei? Welke organismen koloniseren het schuim? Hoe belangrijk is de vorm an de schuimkamer en van de verblijftijd voor het totale rendement van de afschuimer? We gaan op zoek naar antwoorden.\\ | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ===== Wat zit in het potje? ===== | ||
| + | |||
| + | De ultieme vraag. Wat wordt er verwijderd uit het aquariumwater en komt effectief in het potje terecht?\\ Een vraag die ook Shimec zich stelde. [(Shimek2002>Down the Drain, Exports from Reef Aquaria by Ronald L. Shimek, Ph.D. - Reefkeeping.com [WWW Document], n.d. URL http://www.reefkeeping.com/issues/2002-12/rs/feature/index.php )]. Uit de resultaten blijkt dat een afschuimer de meeste sporenelementen voldoende verwijdert om ophoping te voorkomen. Maar het betekent ook dat ze voldoende moeten worden toegevoegd daar ze constant worden verwijderd. Wegens de onberekenbaarheid en wisselend rendement is het moeilijk te achterhalen hoeveel. Worden ze afgeschuimd of maken deze deel uit van het TOC gedragen en aangetrokken door het schuim. De verwijderingsgraad van het oogsten van biovlokken. perifyton of en algen zal vele malen hoger zijn en betrouwbaarder en daarvoor hebben we geen afschuimer nodig. Zo ver ik kon uitmaken geeft Shimek geen gegevens betreffende organische koolstof, wel van stikstof. Shimec besluit dat er nog geen afdoende methode voor het exporteren van voedingsstoffen beschikbaar is. Biofilters op basis van groei worden al sinds vele decennia gebruikt en het rendement werd voldoende gedocumenteerd.\\ | ||
| + | Shimek onderzoekt ook de laag aanslag in een afschuimer. Het verband met afschuimen zie ik niet. Bacteriën worden aangetrokken door het organisch materiaal en vormen een biofilm zoals in een substraat gebonden BIO. Indien men die aanslag gaat ontleden zal men dicht bij de natuurlijke waarden uitkomen. Ook hiervoor heeft men geen afschuimer nodig. | ||
| + | |||
| + | Een recent onderzoek van Ken Feldman en gepubliceerd in de Advanced Aquarist met titel: Elemental Analysis of Skimmate: What Does a Protein Skimmer Actually Remove from Aquarium Water? [(FeldmanK2010-02>Feldman, K., n.d. Feature Article: Elemental Analysis of Skimmate: What Does a Protein Skimmer Actually Remove from Aquarium Water? [WWW Document]. URL https://reefs.com/magazine/elemental-analysis-of-skimmate-what-does-a-protein-skimmer-actually-remove-from-aquarium-water/ .)] Het onderzoek geeft een goede blik op wat er eigenlijk in het potje terecht komt. Wat opvalt is dat het de resultaten van vroegere onderzoeken bevestigen wat betreft de efficiëntie in het verwijderen van organische stoffen. 29% van het TOC waarvan het grootste deel niet oplosbaar en geen deel uitmaakt van de opgeloste organische stoffen. De verwijdering van DOC is, in tegenstelling tot wat de meeste gebruikers geloven, bedroevend laag.\\ | ||
| + | Afgaand op de aanwezige stikstof, 7% van het droge gewicht, kan worden afgeleid dat 31% van wat in het potje aanwezig is van organische oorsprong is. Het aanwezige waterstof element bevestigt deze hoeveelheid.\\ | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round important 80%> | ||
| + | De resultaten bevestigen dat fosfor wordt verwijderd daar het in veel hogere concentraties aanwezig is als mocht worden verwacht. Iets wat we meenemen, het remt hergroei, de opname van stikstof en werkt bijgevolg nitraatopstapeling in de hand. ( CMF De Haes 2022)\\ | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | De conclusies van Feldman: Slechts een kleine hoeveelheid van de skimmate (vaste stof + vloeistof) kan worden toegeschreven aan organische koolstof (TOC); ongeveer 29%, en het meeste van dat materiaal was niet in water oplosbaar, d.w.z. was geen opgeloste organische koolstof. Het merendeel van de gewonnen skimmate-vaste stof, afgezien van de commons-ionen van zeewater, was CaCO3, MgCO3 en SiO2 - anorganische verbindingen! De oorsprong van deze soorten is niet met zekerheid bekend, maar er kan worden van uit gegaan dat het SiO2 afkomstig is van de schalen van diatomeeën. De CaCO3 kan worden afgeleid van andere planktonische microben die calciumcarbonaatschalen bevatten of kunnen afkomstig zijn van afvalwater uit de calciumreactor. In de mate dat de massieve skimmate uit microflora bestaat, dan zou een deel van het onoplosbare organische materiaal verwijderd door skimming eenvoudigweg de organische componenten (de "ingewanden") van deze microflora zijn. Deze microflora concentreert P-, N- en C-voedingsstoffen uit de waterkolom, en dus is de verwijdering ervan via skimming een middel voor het exporteren van voedingsstoffen.[(FeldmanK2010-02>Feldman, K., n.d. Feature Article: Elemental Analysis of Skimmate: What Does a Protein Skimmer Actually Remove from Aquarium Water? [WWW Document]. URL https://reefs.com/magazine/elemental-analysis-of-skimmate-what-does-a-protein-skimmer-actually-remove-from-aquarium-water/ .)]\\ | ||
| + | |||
| + | De stelling dat een afschuimer organische stoffen verwijdert wordt bevestigd. Alleen is het resultaat zeer laag vergeleken met de verwachtingen die vele gebruikers hebben wanneer ze zo een toestel aanschaffen. Men kan zich de vraag stellen of dat het gebruik van een afschuimer, niet tegenstaande er wel degelijk iets wordt verwijderd, verantwoord kan worden gebruikt, een afweging van de voordelen met nadelen. Wat opvalt in deze test dat het C/N ratio van wat in het potje terecht komt ongeveer overeenkomt met het gemiddeld C/N ratio van levende organismen. iets wat ik als zeer positief beschouw. Dit veronderstelt dat wat TOC betreft vooral door DOC aangetrokken organismen in het potje terecht komen, \\ De vraag welke de meeste gebruikers die dit lezen waarschijnlijk zullen stellen is: kan het zonder? | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round todo 70%> | ||
| + | Dat een afschuimer nitraatvorming voorkomt kan moeilijk worden afgeleid van het C/N ratio van wat in het potje belandt. In geval moet er naar verhouding meer stikstof dan organische koolstof aanwezig zijn, moet het een laag tot normaal C/N ratio hebben. Na opname van het voedsel is reeds een deel van de aanwezige koolstof gebruikt voor energiewinning en geloosd als CO2. Dit kan worden terug ingebracht door foto-autotrofe groei, fytoplankton. \\ In rifaquaria is de groei van bentische- en macroalgen beperkt. Zij zorgen samen met het fythoplankton voor nitraatopname en inbreng van organische koolstof en hebben meestal een hoog C/N ratio waarvan er ook veel in het potje kan belanden, de organische koolstof in het potje is niet alleen afkomstig van het voer en bijgevolg is het maken van een juiste inschatting gebaseerd op bovenstaande niet voor vandaag. Het onderzoek van Feldmand [(FeldmanK2010-02>Feldman, K., n.d. Feature Article: Elemental Analysis of Skimmate: What Does a Protein Skimmer Actually Remove from Aquarium Water? [WWW Document]. URL https://reefs.com/magazine/elemental-analysis-of-skimmate-what-does-a-protein-skimmer-actually-remove-from-aquarium-water/ .)] toont dat de C/N verhouding in het potje tijdens zijn test natuurlijke waarden benaderen. De tank werd tijdens de test niet voorzien van voedsel en het betreft een test over enkele dagen. In de tank was er geen nitraatopbouw met een nitraatgehalte van minder dan 0.5ppm, zoals ik het graag zie. Dit veronderstelt dat het organisch materiaal vooral van levende organismen afkomstig is en een zeer laag DOC gehalte wordt verkregen door effectieve remineralisatie in de tank. Dit bevestigt dat er niet veel DOC in het potje belandt en het merendeel op natuurlijke wijze door remineralisatie wordt verwerkt. \\ Het gemeten TOC gehalte aanwezig in de tank na elke voeding wordt zonder noemenswaardige nitraatopbouw volledig afgebouwd. Dit is ook zonder een afschuimer het geval. \\ | ||
| + | Het schuim in de schuimkamer is beladen met organisch materiaal en bijzonder aantrekkelijk voor organismen welke daarvan leven. De stofwisseling in het schuim en de stoffen die daarvoor al dan niet worden onttrokken uit het water zal in zeer belangrijke mate uitmaken van wat in het potje belandt. Ik beschik heden niet over die belangrijke gegevens.\\ | ||
| + | Tot slot: wat gebeurt er in het potje in afwachting van de staalafname, een potje waarin vooral organisch materiaal met de daaraan gehechte bacteriën? Indien alles normaal zijn gang kan gaan zal veel organisch koolstof in energie zijn omgezet en in nieuwe groei, zeker indien men alles een paar dagen zijn gang laat gaan. In welke mate worden testresultaten op deze wijze beïnvloed, zeker als het een meting van het C/N ratio betreft?\\ | ||
| + | |||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | Het rendement van de afschuimer hangt grotendeels af van wat er in de afschuimer gebeurt nadat het water werd gestript van organische verbindingen. De begroeiing in de buis, de activiteiten in de schuimkamer. Een vuile afschuimer zal bijgevolg een betere afschuimer zijn. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | Er zijn meer effectieve en meer betrouwbare methoden om organische stoffen te verwijderen, samen met alle mineralen en sporenelementen die het bevat. zie [[nl:makazi:het_water:filtratie:actief_aquarium_management|MBAAM]]. Ons verzekeren van betrouwbare remineralisatie blijft ook bij gebruik van een afschuimer van even groot belang. Bij niet gebruik zal de remineralsatiecapaciteit een klein beetje moeten worden verhoogd en dat is bij gebruik van een BIO zeer eenvoudig naar wens bij te sturen.\\ | ||
| + | De voornaamste reden waarom ik eventueel nog een afschuimer zou gebruiken is omdat ik er nog steeds van uit ga dat een afschuimer toxinen verwijdert uit het water. En dat kan ik uit dit onderzoek niet afleiden. Daarvoor kunnen we ook [[nl:makazi:het_water:filtratie:actieve_kool|actieve kool]] gebruiken.\\ | ||
| + | |||
| + | ==== Sporenelementen en mineralen ==== | ||
| + | |||
| + | Uit de resultaten blijkt dat niet alleen het C:N ratio natuurlijke waarden benadert maar ook dat de andere essentiële bestanddelen naar verhouding voldoende aanwezig zijn in het potje, wat het vermoeden bevestigt dat vooral levende organismen deel uitmaken van het TOC dat uiteindelijk met het schuim in het potje belandt. Daardoor heeft de stelling dat er een oorzakelijk verband is met gebreksziekten en groeistoornissen door selectieve opstapeling en of verwijdering van sporenelementen weinig grond van bewijs gebaseerd op de inhoud van het potje of van het slijm aanwezig op de stijgbuis.\\ | ||
| + | ===== Het gebruik als beluchter ===== | ||
| + | |||
| + | Hoe effectief is een afschuimer in het beluchten van het aquariumwater? Een luchtsteen zal het water mixen door bodemwater naar het oppervlak te brengen, de oppervlakte spanning breken van het wateroppervlak waardoor gasuitwisseling gemakkelijker kan plaats hebben. Gassen als CO2, N2 worden uitgedreven en mogelijk vervangen door zuurstof uit de omgevende lucht tot saturatie. Het is verkeerd te veronderstellen dat de geproduceerde luchtbellen rechtstreeks bijdragen tot het in stand houden van een voldoende hoge zuurstofsaturatie. | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round help 60%> | ||
| + | Hoe effectief is een afschuimer als gasuitwisselaar gezien het beperkte wateroppervlak en het zeer gelimiteerde contact van het water met de buitenlucht? | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | Gebruikt de afschuimer oppervlakte water of bodemwater? \\ | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round todo 60%> | ||
| + | In welke mate dragen opgeloste gassen bij tot de vorming van het schuim en worden ze effectief uitgedreven? | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | Door airstrippen wordt CO2 niet alleen verwijderd naar de atmosfeer maar ook omgevormd naar HCO3 | ||
| + | waardoor de alkaliniteit wordt ondersteund. | ||
| + | |||
| + | CO2 en O2 hebben verschillende oplosbaarheid in water. Ze worden niet veranderd of uitgewisseld in een verhouding van 1: 1, maar de dingen diffunderen eenvoudig in en uit volgens het eigen verloop ... (Jose Reyes) | ||
| + | |||
| + | Holmes Farley schrijft in zijn [[http://www.reefkeeping.com/issues/2006-08/rhf/index.php|zeer goed artikel betreffende de eiwitafschuimer]]: Afromen is een waterzuiveringstechnologie die in veel rifaquaria wordt gebruikt. Het kent verschillende namen, waaronder schuimfractionering, afromen van eiwitten en, meestal, gewoon afschuimen. Evenzo wordt het apparaat zelf een skimmer, een eiwitafschuimer of een schuimfractionator genoemd. Het belangrijkste doel is om opgeloste en deeltjesvormige organische stof uit het aquarium te exporteren, **met als aanzienlijk bijkomend voordeel van verhoogde beluchting**[(HolmesFarley2006-08>What is Skimming? by Randy Holmes-Farley - Reefkeeping.com [WWW Document], n.d. URL http://www.reefkeeping.com/issues/2006-08/rhf/index.php . | ||
| + | )] \\ | ||
| + | <WRAP center round box 80%> | ||
| + | |||
| + | Het gebruik van een afschuimer heeft mogelijk het bijkomend voordeel van beluchting maar ik betwijfel ten zeerste dat dit voordeel aanzienlijk is, zeker in vergelijking met het gebruik van de gewone manier van beluchten, het gebruik van een luchtsteentje, al dan niet gebruikt in een stijgbuis. Afhankelijk van het ontwerp heeft een eiwitafschuimer beperkte tot zeer beperkte mogelijkheden betreffende gasuitwisseling met de atmosfeer, het mogelijk contact van het behandelde water met het wateroppervlak is zeer gelimiteerd en kort. De verhoging van de beluchting welke kan worden toegeschreven aan een afschuimer kan het normaal beluchten, het breken van de oppervlaktespanning, het bevorderen van de gasuitwisseling van het water met de atmosfeer, bij middel van een luchtsteentje en goede waterbeweging. In een rifaquarium met voldoende waterbeweging en goede afroming van het wateroppervlak zal de verhoging van beluchting door toedoen van een afschuimer minimaal of onbestaande zijn, indien wel aanzienlijk mag men spreken van een slechte waterhuishouding. Een afschuimer kan wel eenvoudig worden gebruikt voor het beluchten van het door de afschuimer reeds behandeld water door de juiste oriëntatie van de uitlaat, maar dit heeft niets te maken met de capaciteiten als beluchter van de afschuimer daar men hiervoor niet expliciet een afschuimer nodig heeft. (Anthias 2019) | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | Het type afschuimer speelt een grote rol. De verzadiging van water met gassen is afhankelijk van de druk.\\ Oudere modellen van tegenstroom afschuimers worden aangedreven door een luchtsteentje in een stijgbuis ipv een pompje en welke uitmondt aan of juist boven het wateroppervlak waardoor een goed contact van het behandelde water met de atmosfeer wordt tot stand gebracht. Dit type afschuimers kunnen worden beschouwd als goede beluchters van het behandelde water.\\ Elke type afschuimer kan op deze wijze worden gebruikt door de uitlaat te oriënteren aan het wateroppervlak waardoor het behandelde water goed in contact wordt gebracht met de atmosfeer. De capaciteit van een afschuimer als beluchter hangt dan ook grotendeels af van hoe het toestel wordt geplaatst en veel minder van wat er in de afschuimer zelf gebeurt.\\ | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round tip 60%> | ||
| + | Bij gebruik van [[nl:badess:inleiding|BADES]] voor het exporteren van stikstof wordt soms aangeraden om de afschuimer in serie te plaatsen na de BADES reactor met de bedoeling het zuurstofgehalte terug op peil te brengen, een teveel aan CO2 uit te drijven en de pH te stabiliseren. In dat geval wordt aangeraden de uitlaat van de afschuimer te gebruiken voor het breken van het wateroppervlak, dit om de gasuitwisseling te bevorderen. Dit gaat gepaard met nodig of onnodig geluid. | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | \\ | ||
| + | |||
| + | ===== Droog of nat afschuimen? ===== | ||
| + | |||
| + | De meest effectieve afschuiming, in termen van totale organische verwijdering, wordt bekomen door het verwijderen van enigszins nat schuim, in plaats van te wachten tot hetzelfde natte schuim is weggelopen voordat het wordt verwijderd. Het belangrijkste verschil tussen nat schuim en uitgelekt droog schuim is dat extra water en sommige organische stoffen zijn weggelopen. Een droge vorm is efficiënter in termen van de hoeveelheid verwijderd organisch materiaal in verhouding tot het watervolume, en alle afschuimers en hun mogelijke aanpassingen vinden een evenwicht tussen het verwijderen van meer water en iets meer organische stoffen, of minder water en iets minder organische stoffen. Misschien zal een zorgvuldige analyse van verschillende soorten skimming in de toekomst (2006) dit verwachte resultaat experimenteel aantonen.[(HolmesFarley2006-08>What is Skimming? by Randy Holmes-Farley - Reefkeeping.com [WWW Document], n.d. URL http://www.reefkeeping.com/issues/2006-08/rhf/index.php . | ||
| + | )] | ||
| + | |||
| + | Bovenstaande is meer een hypothese dan een vaststelling. Wat zit er in het potje? | ||
| + | |||
| + | Het komt er op aan om schuimvorming, -afvoer en -verzameling in evenwicht te brengen. Nat afschuimen maakt het toepassen van een overloop mogelijk en bijgevolg het afvoeren minder afhankelijk van het regelmatig ledigen van het potje.Daar het potje rapper vol is zal het gebruiken van een overloop voorkomen dat van de inhoud overloopt en eventueel terug in het aquarium belandt indien een interne afschuimer wordt gebruikt.\\ | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | ===== Polaire en apolaire stoffen ===== | ||
| + | |||
| + | Polaire moleculen bevatten vaak OH-groepen en NH-groepen. Tussen deze groepen kunnen waterstofbruggen gevormd worden . Wanneer een stof polair is, zal het hierdoor goed oplossen in water (de polaire NH en OH groepen zullen waterstofbruggen vormen met het water), ze zijn hydrofiel.\\ Hydrofobe stoffen (denk aan olie) lossen niet goed op in water; dit komt doordat zij geen waterstofbruggen kunnen vormen met water. Hydrofobe stoffen lossen wel goed op in andere hydrofobe stoffen.\\ | ||
| + | |||
| + | Apolair betekent dat een molecuul niet polair is. Een polair molecuul heeft twee kanten met een andere lading; de ene kant is wat positief geladen en de andere kant wat negatief. Omdat water zelf sterk polair is, kunnen andere moleculen die ook polair zijn, zich goed mengen met water. De polaire moleculen richten zich dan elkaar. Anders gezegd, er vormt zich een mantel van gerichte watermoleculen rond de polaire moleculen. Dit is energetisch een gunstige toestand, zodat polaire stoffen goed oplossen in een polair oplosmiddel (water). Omgekeerd geldt dat apolaire stoffen doorgaans beter oplossen in apolaire oplosmiddelen. Hoewel veel apolaire stoffen ook hydrofoob zullen zijn, is dat geen vaste regel. Zo is CO2 een apolair molecuul. Maar het lost zeer goed op in water. In dit geval komt dat doordat CO2 (reversibel) reageert met water tot H2CO3 dat in water uiteen valt in H+ en HCO3-, en CO3 2-, allemaal polaire ionen. In elk geval is CO2 daardoor niet hydrofoob, hoewel wel apolair.\\ | ||
| + | |||
| + | Apolaire stoffen zijn meestal hydrofoob in zeewater en goed afschuimbaar.\\ | ||
| + | |||
| + | |||
| + | Verbindingen die niet goed worden afgeschuimd zijn polair, gekoppeld aan een OH of NH groep.\\ | ||
| + | |||
| + | Koolhydraten, suikers zoals glucose, frucose en galactose, zijn polair en aldus moeilijk afschuimbaar.\\ | ||
| + | |||
| + | Eiwitten en de aminozuren waarmee ze zijn opgebouwd zijn ofwel polair ofwel apolair, afhankelijk van hoe ze zijn opgebouwd.\\ | ||
| + | Hydrofobe aminozuren zijn een soort aminozuren met een niet-polaire aard, terwijl hydrofiele aminozuren een soort aminozuren zijn met een polaire aard. Daarom is dit het belangrijkste verschil tussen hydrofobe en hydrofiele aminozuren. Bovendien hebben hydrofobe aminozuren lange zijketens met voornamelijk koolstof- en waterstofatomen, terwijl hydrofiele aminozuren korte zijketens hebben of zijketen met hydrofiele groepen. Als een ander belangrijk verschil tussen hydrofobe en hydrofiele aminozuren, komen hydrofobe aminozuren voor in het midden van eiwitten, terwijl hydrofiele aminozuren zich aan de oppervlakte bevinden.\\ | ||
| + | |||
| + | lipiden, vetten zoals vetzuren en glycerol, zijn apolair, hydrofoob, en goed afschuimbaar.\\ | ||
| + | |||
| + | Omdat er een grote verscheidenheid is in polaire stoffen en dus ook in verschillen in dipoolsterkte kunnen polaire stoffen toch minder goed mengen en/of oplossen in b.v. water. | ||
| + | Als je de carbonzuren op een rijtje zet (allemaal dipolen) zal je zien, dat mierenzuur zeer goed oplost in water, azijnzuur ook, maar propionzuur minder, boterzuur vrij slecht en dus de verdere carbonzuren met steeds langere koostofketens niet meer. Uiteindelijk is b.v. dodecaanzuur nog maar een uiterst zwakke dipool (bijna apolair) en daardoor hydrofoob ("bang van water").\\ | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round todo 80%> | ||
| + | Het gevolg is dat een afschuimer vooral apolaire verbindingen vewijdert en polaire achterlaat waardoor vooral polaire stoffen worden geremineraliseerd; Welke invloed de overheersing van polaire stoffen in de waterkolom heeft op het leven in het aquarium weet ik tot heden niet. | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | Het selectief verwijderen van opgeloste organische stoffen ( DOC) door een afschuimer zal ongetwijfeld te maken hebben met de polariteit van deze stof. Dit bevestigt het vastgestelde feit dat stoffen welke niet worden afgeschuimd ook achterblijven na een tweede of derde passage en opstapelen indien ze niet worden geremineraliseerd.\\ | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round info 60%> | ||
| + | Om de selektiveit te benadrukken neem ik als voorbeeld de zwavelaminozuren.\\ | ||
| + | Zwavelaminozuren, ze zijn slechts met twee, Methionine en Cysteïne, hebben sterk reducerende eigenschappen en bij verdere afbraak kan er zwavelwaterstof ontstaan en zwavelijzer.\\ Het zwavelaminozuur Methionin is hydrofoob en komt in aanmerking om te worden afgeschuimd.\\ | ||
| + | Cysteïne behoort tot de polaire groep en is in principe hydrofiel. Cysteïne is slechts licht polair en wordt verbonden met een disulfidebrug niet polair.[(StuDocuLehningerHst3>Aminozuren en peptiden - Biochemie [WWW Document], n.d. URL https://www.studocu.com/nl-be/document/universiteit-antwerpen/biochemie/samenvattingen/aminozuren-en-peptiden/962536/view?has_flashcards=1 )]. wat zijn de gevolgen van het ene te verwijderen en het andere niet?\\ | ||
| + | |||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | ===== Aminozuren en eiwitten ===== | ||
| + | |||
| + | [[nl:makazi:bio-chemie:aminozuren|Aminozuren]] zijn [[http://old.iupac.org/didac/Didac%20Ned/Didac04/Content/BP01.htm|de bouwstenen van eiwitten]].\\ | ||
| + | |||
| + | |||
| + | De oplosbaarheid hangt voornamelijk af van de polariteit van de zijketen van het α-aminozuur af. Hierdoor kan het α-aminozuur in meer of mindere mate hydrofiel dan wel hydrofoob zijn. Dit beïnvloedt zijn interactie met andere structuren, zowel binnen een eiwit zelf, als met andere eiwitten of omliggend weefsel. De verdeling van hydrofiele en hydrofobe α-aminozuren in een eiwit bepaalt de tertiaire structuur van het eiwit, terwijl de plaats van de α-aminozuren aan het oppervlak van het eiwit de quaternaire structuur beïnvloedt.[(WPaminozuren>Aminozuur, 2018. . Wikipedia.)] \\ | ||
| + | |||
| + | Bij de afbraak van eiwitten worden door bacteriën via [[https://nl.wikipedia.org/wiki/Peptide|peptiden]] de eiwitten afgebroken tot de [[https://nl.wikipedia.org/wiki/Aminozuur|aminozuren]] waaruit ze zijn opgebouwd. Ze doen dit door de productie van de enzymen die de afbraak mogelijk maken. Hierbij scheiden bacteriën door hun eigen stofwisseling verbindingen af die in relatief kleine hoeveelheden voor vissen en lagere dieren kunnen giftig zijn. Men noemt dit bacterie-giften of bacterie-toxinen.[(FDeGraaf1969-38>Frank De Graaf, 1969. Handboek voor het tropisch zeeaquarium, Tweede druk. ed. A.J.G. Strengholt N.V. Amsterdam.blz 38)]\\ [[nl:makazi:bio-chemie:aminozuren|De aminozuren]] die uit de eerste fase van de eiwitafbraak (via peptiden) ontstaan en ook wel door dieren als stekelhuidigen en kreeftachtigen worden uitgescheiden kunnen we in een aantal groepen verdelen. Van de 20 natuurlijke aminozuren die in het aquarium terecht komen is er een groep, de [[https://nl.wikipedia.org/wiki/Alifatische_verbinding|alifatische]] groep, die weinig invloed uitoefent op de kwaliteit het water, ze zijn niet giftig.[(FDeGraaf1969-39> Frank De Graaf, 1969. Handboek voor het tropisch zeeaquarium, Tweede druk. ed. A.J.G. Strengholt N.V. Amsterdam.blz 39)] De groep bevat ook het zwavelaminozuur Methionine. Deze groep is hydrofoob en komt in aanmerking om te worden afgeschuimd.\\ | ||
| + | Zwavelaminozuren, ze zijn slechts met twee, Methionine en Cysteïne, hebben sterk reducerende eigenschappen en bij verdere afbraak kan er zwavelwaterstof ontstaan en zwavelijzer. Cysteïne behoort tot de polaire groep en is in principe hydrofiel. Cysteïne is slechts licht polair en wordt verbonden met een disulfidebrug niet polair.[(StuDocuLehningerHst3>Aminozuren en peptiden - Biochemie [WWW Document], n.d. URL https://www.studocu.com/nl-be/document/universiteit-antwerpen/biochemie/samenvattingen/aminozuren-en-peptiden/962536/view?has_flashcards=1 )]. | ||
| + | \\ | ||
| + | Een belangrijke groep, de [[https://www.studocu.com/nl-be/document/universiteit-antwerpen/biochemie/samenvattingen/aminozuren-en-peptiden/962536/view?has_flashcards=1|aromatische aminozuren]], ze zijn redelijk hydrofoob en meer of minder polair. Ze bezitten zwak reducerende eigenschappen maar worden makkelijk door bacteriën geoxideerd. Bij deze oxidatie ontstaan tussenproducten zoals fenolen en kresolen.\\ Fenolen kunnen reeds in kleine hoeveelheden giftig zijn. Fenolen worden in de regel vlug onschadelijk gemaakt en (door bacteriën) verder geoxideerd, bij voldoende zuurstof,tot kleurstoffen. Deze kleurstoffen worden niet verder afgebroken en zijn er mede verantwoordelijk voor de geelverkleuring van het water. Ook eiwit colloïden kleuren het water geel.[(FDeGraaf1969-40>Frank De Graaf,1969. Handboek voor het tropisch zeeaquarium, Tweede druk. ed. A.J.G. Strengholt N.V. Amsterdam. blz 40 )]\\ | ||
| + | Aminozuren worden door bacteriën verder afgebroken tot [[https://nl.wikipedia.org/wiki/Amine|aminen]] waarvan sommige verbindingen vluchtig zijn en kunnen ontwijken ( reuk van uien, overrijp fruit, soms rotte vis. Als men deze geuren vaststelt is er iets mis met het afbraakproces en/of is er een opstapeling van organisch materiaal zoals bij een dode vis). Andere aminen zijn giftig en kunnen bij grote hoeveelheden optreden als bloedgiften voor dieren. Normaal worden aminen vlug afgebroken naar giftig ammoniak en organische zuren. Ammoniak wordt vlug gereduceerd en/of opgenomen, de zuren verder afgebroken naar koolzuur en water.[(FDeGraaf1969-40)] Zuren zoals fosforzuur worden afgeschuimd.[(ProbstLange1976>Probst, Karl, Jürgen Lange, en Regina Brendel. Elseviers groot zeeaquarium boek. Amsterdam: Elsevier, 1976. Blz 27)]\\ | ||
| + | Oplosbare eiwitten hebben een oppervlak dat rijk is aan polaire aminozuren zoals bij Serine en Threonine, terwijl membraaneiwitten aan de buitenkant hydrofobe aminozuren hebben die zich hechten aan een lipidemembraan. Zo bevatten eiwitten die positief geladen moleculen aan hun oppervlak binden veel negatief geladen α-aminozuren (zoals glutaminezuur en asparaginezuur), terwijl eiwitten die negatief geladen moleculen binden een oppervlak bezitten dat rijk is aan Lysine en Arginine.[(WPaminozuren)] \\ | ||
| + | |||
| + | Hydrofobe interacties ontstaan tussen hydrofobe aminozuren, de alifatische en de aromatische aminozuren. Hydrofiele en hydrofobe interacties tussen naburige eiwitten hoeven niet af te hangen van de zijketens van de α-aminozuren. Andere ketens kunnen zich aan het eiwit hechten en zo hydrofobe lipoproteïnen of hydrofiele glycoproteïnen vormen.[(WPaminozuren)] \\ | ||
| + | |||
| + | Het is zeer moeilijk om te bepalen of proteïnen en aminozuren nu wel of niet gemakkelijk worden afgeschuimd. Door interactie kunnen ze van hydrofoob, gemakkelijk afschuimbaar, naar hydrofiel worden omgevormd waardoor ze niet worden verwijderd en verder moeten worden gemineraliseerd. Daar polaire en oplosbare eiwitten ook niet door GAC worden verwijderd blijft een groot deel ter beschikking. | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round help 80%> | ||
| + | Bij de afbraak van eiwitten worden losse aminozuren gevormd en wanneer de aminozuren verder worden afgebroken wordt en de stikstofgroep verwijderd blijft er glucogene en of ketogene over, een proces dat deaminering wordt genoemd. Worden aminozuren ontdaan van de stikstofgroep afgeschuimd of niet? | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round info 80%> | ||
| + | Eiwitten welke een belangrijke rol spelen bij [[nl:makazi:bio-chemie:fotosynthese|fotosynthese]] zijn sterk hydrofoob. | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round help 60%> | ||
| + | Oplosbare aminozuren vallen uiteen in de verschillende groepen en bestanddelen waaruit ze bestaan. Worden van die bestanddelen afgeschuimd? Dat hangt waarschijnlijk af van het feit of ze al dan niet apolair zijn. | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | De polariteit van de zijketens en de totale lading van elk aminozuur wordt getoond in een tabel in [[https://en.wikipedia.org/wiki/Amino_acid|dit wikipedia artikel]]. Hieruit blijkt dat de meeste aminozuren als neutraal kunnen worden beschouwd, maar niet allemaal.\\ | ||
| + | |||
| + | Vele organismen waarvan stekelhuidigen en kreeftachtigen scheiden aminozuren rechtstreeks uit.\\ Geloosde eiwitten zijn waarschijnlijk in het organisme reeds geïnfecteerd met peptide bevattende bacteriën waardoor vooral aminozuren in het water beschikbaar komen, voorbereid om de stikstof vrij te geven? | ||
| + | |||
| + | | ||
| + | |||
| + | ===== Toxinen ===== | ||
| + | |||
| + | We kunnen er van uit gaan dat de meeste bio-toxinen worden verwijderd door een afschuimer daar ze meestal amphipatisch zijn, moleculen die bestaan uit een hydrofoob gedeelte en een hydrofiel gedeelte. Afhankelijk van het hydrofobe gedeelte zijn ze makkelijk of minder makkelijk afschuimbaar.\\ | ||
| + | Wat betreft [[nl:makazi:bio-chemie:marine_toxinen|marine toxinen]] zijn vooral dinoflagellaten en diatoms de voornaamste producenten van gevaarlijke toxinen. Cyano's in zoet water. De voornaamste in zeewater geproduceerde toxische verbinding onder de neurotoxine zijn[[https://nl.wikipedia.org/wiki/Saxitoxine|Saxitoxines]]. Saxotines komen voor in wel 65 tot nu(2017) gekende verschillende samenstellingen en de afschuimbaarheid hangt af van de samenstelling. Welke vormen in een aquarium voorkomen is mij tot heden niet bekend.\\ | ||
| + | |||
| + | BMAA [[https://en.wikipedia.org/wiki/Beta-Methylamino-L-alanine|(beta-Methylamino-L-alanine)]] is een cyanotoxine dat ook in zeewater kan voorkomen. Het is een neurotoxine en tast de zenuwbanen aan. Het komt voor in de vinnen van haaien, het eten van haaienvinnensoep is om deze reden niet aan te raden. BMAA is een derivaat van het aminozuur alanine met een methylaminogroep aan de zijketen. Dit niet-proteïnogene aminozuur is geclassificeerd als een polar base. Het is moeilijk te verwijderen met een afschuimer en wordt ook niet geabsorbeerd door actieve kool\\ | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round todo 80%> | ||
| + | |||
| + | Daar de verwijdering van toxinen fel doorweegt langs de pro zijde van de balans waarop ik mij baseer voor het al dan niet nog gebruiken van een afschuimer moet ik toegeven dat ik feitelijk te weinig weet van in welke mate toxinen effectief worden afgeschuimd. Ik ga er van uit dat dat gebeurt, maar is dat wel zo? In alle geval zal [[nl:makazi:het_water:filtratie:actieve_kool|AK]] meer zekerheid bieden daar we er niet echt kunnen op betrouwen wat er eigenlijk wel of niet in het potje belandt.\\ Welke toxinen en in welke mate ze in het schuim worden afgebroken en onschadelijk gemaakt is mij heden ( 2021) niet bekend.\\ | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | Er bestaan testkits om toxinen op te sporen voor gebruik met zee- en zoet water.\\ | ||
| + | ===== Ozon ===== | ||
| + | |||
| + | Het gebruik van [[nl:makazi:het_water:filtratie:ozon|ozon]] in het aquarium bij middel een afschuimer? | ||
| + | |||
| + | Wegens de vele neveneffecten, bij gebruik in zeewater o.a. het oxideren van Broom en Jood, ga ik geen Ozon gebruiken.\\ | ||
| + | Wanneer overwogen wordt ozon te gebruiken zorg er voor dat de aangevoerde lucht droog is ter voorkoming van de vorming van salpeterzuur.\\ | ||
| + | Pas op met het gebruik van[[nl:makazi:het_water:filtratie:actieve_kool|actieve kool]] wat al eens wordt aangeraden om de lucht te ontdoen van ozon daar als gevolg de ozon reuk mogelijk te laat wordt opgemerkt, ongeacht de hoeveelheid aanwezig in het water.\\ | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | ===== UV ===== | ||
| + | |||
| + | Om selectieve evolutie en ontwikkeling van sommige pathogenen tegen te gaan, veroorzaakt door de selectieve verwijdering van levende biomassa eigen aan afschuimers, kan men het aangevoerde of reeds behandelde water onderwerpen aan UV straling bij middel van één of meerdere [[nl:makazi:techniek:uv_lampen|UV lampen]].\\ | ||
| + | |||
| + | Het rendement van een afschuimer wordt mede bepaald door wat gebeurt in het schuim.In welke mate zal het resultaat worden beïnvloed door groei te beletten?\\ | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round todo 60%> | ||
| + | Daar UV in vele gevallen niet rechtstreeks dood maar de verdere ontwikkeling belet is er waarschijnlijk weinig verschil in het afschuimen van TOC en is er waarschijnlijk weinig verschil of men UV gebruikt voor of na de afschuimer. Dat dit effectief zo is weet ik tot op heden (2018) niet. Voorlopig geef ik, indien ik het zou toepassen, de voorkeur aan een UV unit voor de afschuimer. Ik heb geen benul van in welke mate bestraalde bacteriën zich nog bezig houden met het bekomen van voldoende energie om te blijven voortbestaan.\\ | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | | ||
| + | |||
| + | <WRAP center round tip 80%> | ||
| + | Indien UV-C wordt gebruikt moet de unit voldoende straling kunnen leveren om alle marine pathogenen te verwijderen. Een unit die slechts een deel verwijdert is niet aan te raden en nutteloos en kan zelfs de evolutie van pathogenen bevorderen? In combinatie met een afschuimer is een goede UV-C unit zeer nuttig daar het van de nadelen van een afschuimer wegneemt. Het enige argument dat ik heb om de UV-C unit na de afschuimer te plaatsen is het feit dat het water meer doordringbaar zal zijn voor de straling en daardoor meer efficiënt. | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | ===== Conclusie ===== | ||
| + | Hoe nuttig is een afschuimer voor het houden van een rifaquarium? Zeer nuttig! Voor zij die geen aanpasbare filtratie en [[nl:makazi:het_water:dragende_capaciteit|dragende capaciteit]] hebben voorzien.\\ | ||
| + | |||
| + | De afschuimer wordt beschouwd "onmisbaar" te zijn en het gebruik in rifaquaria is algemeen. De afschuimer is echter niet "de ideale oplossing". De beperkte efficiëntie in het verwijderen van TOC, het selectief verwijderen van bio-massa en soorten (bacteriën), grond- en of afvalstoffen, vraagt om bijkomende en of andere oplossingen. Het gebruik voor lange termijn wordt in vraag gesteld wegens de selectiviteit, her favoriseren van soorten en stammen bacteriën. De ene soort wordt wel verwijderd en de andere soort niet waardoor sommige soorten betere kansen krijgen te evolueren en zich aan te passen en andere soorten niet. Welke soorten? Worden pathogenen in dezelfde mate verwijderd als prebioten en probioten? \\ Ik beschik heden (2016) over onvoldoende informatie om te concluderen dat de afschuimer meer nadelen heeft dan voordelen. En dan geeft het verwijderen van toxinen de doorslag.\\ | ||
| + | Ik heb besloten de afschuimer een andere functie te gegeven en plaats te geven achter het biofilter in plaats van er voor zoals gebruikelijk, met als belangrijke taak het verwijderen van toxinen, toxinen geproduceerd door bacteriële activiteit, marine biotoxinen van algen, koralen, fytoplankton, dinoflagellaten enz.. en met als meegeleverd voordeel het doorluchten van het behandeld water. <WRAP center round todo 80%> | ||
| + | In welke mate een afschuimer nuttig is als beluchter en als uitdrijver van CO2 en N2 moet verder worden onderzocht. Een in lijn afschuimer heeft een zeer beperkt oppervlak beschikbaar waar uitwisseling van gassen met de atmosfeer kan plaats hebben. Daarom zal ik het beluchten van het uitgangswater van een biofilter en waar extra beluchting noodzakelijk is alvorens dat het water naar het aquarium wordt gestuurd niet alleen toevertrouwen aan een afschuimer, behalve wanneer het uitgangswater van de afschuimer klaterend het oppervlakte water breekt. | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | \\ | ||
| + | Het gebruik van ozon ipv gewone lucht zou de invloed van het gebruik van een afschuimer op de evolutie van pathogenen in het aquariumsysteem, volgens mij één van de grootste nadelen, kunnen voorkomen. Doch ik ben geen voorstander van het gebruik van Ozon gezien de mogelijke nevenwerkingen en het risico wegens overdosering. Voor een vergelijkbare investering schaf ik me dan liever een goede UV unit aan, te gebruiken voor of na de afschuimer.\\ | ||
| + | |||
| + | Duur in aanschaf en gebruik met een zeer beperkt rendement maar vooral de selectieve verwijdering van organische verbindingen, maakt dat wordt uitgekeken naar andere mogelijkheden voor het evenwichtig verwijderen van organische verbindingen. Het gebruik van [[nl:makazi:het_water:filtratie:actieve_kool|actieve kool]] blijkt niet complementair en heeft dezelfde nadelen.\\ Heden (2008) zijn er polymeren op de markt waarvan door de fabrikant wordt beweerd dat het alle organische stoffen, opgeloste en niet opgeloste organische stikstofverbindingen, zeer efficiënt verwijdert.In welke mate toxinen door deze polymeren worden verwijderd is mij onbekend.\\ Bovendien kunnen deze polymeren zeer eenvoudig worden geregenereerd met bleekmiddel.\\ We volgen deze evolutie. Ook deze polymeren en AK maken het systeem meer autotroof indien de stikstofopname wordt verwaarloosd, waardoor nitraatvorming en accumulatie onvermijdelijk wordt.\\ | ||
| + | Een geschikt gebruik is de mogelijkheid om vlug organische stoffen te verwijderen uit het water waarna ze ter plaatse worden geremineralisseerd en gemetaboliseerd waarvoor anorganische stikstof nodig is. <WRAP center round tip 60%> | ||
| + | Polymeren welke makkelijk kunnen worden geregenereerd kunnen op die wijze een nuttige dubbele functie vervullen zonder het systeem meer autotroof te maken, dit indien tijdig wordt ververst, alvorens het polymeer geen organische stoffen meer aantrekt. TOC wordt verwijderd. | ||
| + | </WRAP> | ||
| + | Het beheren van een rifaquarium is eenvoudiger zonder deze hulpmiddelen wanneer TOC en DOC wordt verwijderd door aerobe [[nl:makazi:bio-chemie:remineralisatie|remineralisatie]] en [[nl:makazi:het_water:filtratie:actief_aquarium_management|AAM]]. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | Een afschuimer voorkomt metabolisme? Een afschuimer beperkt nitraatvorming of juist niet? | ||
| + | Een afschuimer is mede verantwoordelijk voor het ontstaan van het onevenwicht in beschikbaarheid van voedingsstoffen? Een afschuimer verwijdert constant maar zeer selectief organische stoffen ( bouwstoffen en mineralen) maar laat anorganische verbindingen zoals nitraat en fosfaat achter waardoor deze voedingsstoffen zich kunnen ophopen daar stoffen nodig om ze op te nemen door de afschuimer selektief worden verwijderd? Een afschuimer verwijdert weinig of geen sporenelementen zodat sommige elementen kunnen opstapelen tot een toxisch niveau. Dat blijkt allemaal niet helemaal te kloppen.\\ Indien alleen de basisfunctie van een afschuimer, het strippen van water, in beschouwing wordt genomen is de balans niet positief. Indien we het totaalplaatje bekijken, inbegrepen het remineraliseren en metaboliseren van de verzamelde gestripte organische stoffen in het schuim en wat uiteindelijk in het potje belandt, iets wat we veronderstellen afgaande op het vastgestelde eindresultaat, dan kunnen we besluiten dat een afschuimer bijdraagt tot het exporteren van organismen, dat automatisch en constant doet, zonder tussenkomst, maar dat het rendement laag is, onbekend en onbetrouwbaar, en zeer beperkt aanpasbaar.\\ Vandaag (2022) heb ik geen gegronde reden om het gebruik van een afschuimer af te raden, zeker niet voor hen die niet wensen gebruik te maken van de betere mogelijkheden welke voorhanden zijn, ook voor hen die er al eentje hebben.\\ Een gewone tegenstroom afschuimer voldoet het best, eentje met een grote schuimkamer.\\ | ||
| + | <WRAP center round tip 60%> | ||
| + | Een eventueel onevenwicht van beschikbare voedingsstoffen kan worden hersteld met [[nl:makazi:het_water:filtratie:algenfilter|een algenfilter]] in een refuge of bij ophoping van nitraat ook door het [[nl:makazi:het_water:filtratie:bades|toepassen van BADES]]. Indien men nitraataccumulatie wil voorkomem kijkt men beter uit naar een ander oplossing waarbij alle voedingsstoffen constant worden opgeslagen in levende cellen welke naar wens kunnen worden verwijderd of hergebruikt. Beter voorkomen dan genezen.\\ | ||
| + | |||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | <WRAP center round todo 60%> | ||
| + | Om de besluitvorming beter te ondersteunen is er meer informatie nodig van wat effectief gebeurt in het met organische stoffen beladen schuim alvorens het in het potje belandt.\\ | ||
| + | |||
| + | </WRAP> | ||
| + | |||
| + | Reactie op artikel van Feldman: I think the performance of a skimmer is not only about how good it airstrips the water . Heterotrophic organismes will be attracted by the concentration of organic compounds. My opinion most protein and TOC is removed due to remineralisation and metabolism on the foam. For this to happen inorganic nitrogen and phosphorus must sufficiently be present, which a skimmer does not remove but is present in the skimmer. The export of TOC depends on the growth rate on the foam, containing the organic carbon source, a place where BOD can sufficiently be supported. The final performance of a skimmer may depend on what happens on the foam before it finally ends up in the cup. New growth retrieving all nutrients from water, and preventing selective removal of nutrients by airstripping, causing the system to become more autotrophic, producing more nitrate. The C/N ratio of what finally ends up in the cup and the presence of all minor elements for growth makes me believe tha most what ends up in the cup as TOC was carried out on the foam as living organisms and cells. This leads to the assumption that the place and HRT with the foam and possible waterexhanges are the main factors for the performence of a skimmer to remove TOC and not only the way it strips the water. \\ | ||
| + | |||
| + | |||
| + | Matricaria 2007 \\ | ||
| + | CMF De Haes 2016 - 2022 \\ | ||
| + | |||
| + | Alle rechten voorbehouden | ||
| + | |||
| + | |||