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Dokumentenidentifikation DE102005001296A1 20.07.2006
Titel Süßwasserabschäumer
Anmelder Zinn, Thomas, 34128 Kassel, DE;
Chwalczyk, Christian, 34346 Hann. Münden, DE
Erfinder Zinn, Thomas, 34128 Kassel, DE;
Chwalczyk, Christian, 34346 Hann. Münden, DE
DE-Anmeldedatum 12.01.2005
DE-Aktenzeichen 102005001296
Offenlegungstag 20.07.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.07.2006
IPC-Hauptklasse A01K 63/04(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Süßwasserabschäumer insbesondere für den Einsatz in der Aquaristik.

In der Aquaristik dient die Eiweißabschäumung dazu, Stoffe aus dem Aquarium zu schaffen, bevor sie in andere Stoffe umgesetzt werden, die in höheren Konzentrationen für die Lebewesen im Aquarium giftig sind, z.B. Nitrat.

Das Prinzip der Eiweißabschäumung besteht darin, daß möglichst kleine Luftblasen im Wasser erzeugt werden. An der Grenzfläche lagern sich Stoffe an, die als Schaum abgeführt werden können. In der Meerwasseraquaristik werden Eiweißabschäumer häufig eingesetzt, in der Süßwasseraquaristik hingegen wenig, da das Prinzip dort nur schlecht, oder mit großem Aufwand funktioniert.

Dies liegt einerseits daran, daß kleine Luftblasen nur mit großem Aufwand erzeugt werden können und andererseits daran, daß der entstehende Schaum instabil ist. In der Abwassertechnik werden sogenannte Schäumer eingesetzt, die für eine stabile Schaumbildung sorgen. In der Aquaristik sind solche Stoffe aber normalerweise unerwünscht.

In der Süßwasseraquaristik sind Abschäumer bekannt, die durch den Zusatz von Ozon für eine Stabile Schaumbildung sorgen. Dies ist aber aufwendig und teuer. Weiterhin sind Abschäumer bekannt, in dem die Luftblasen durch mehrere dünne kurze Röhrchen aufsteigen. Die Kapillarkräfte sorgen für einen stabilen Film, mit dem mit dem die Eiweiße entfernt werden. Die Konzentration der Eiweiße im abgeführten Wasser ist aber relativ gering, was zu großen Wasserverlusten führt und unerwünscht ist.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, einen leistungsstarken, einfach aufgebauten Süßwasserabschäumer zu schaffen, der ohne Zusatz von Schäumern oder Ozon funktioniert und eine relativ hohe Konzentration von Eiweiß im abgeführten Wasser aufweist.

Gelöst wird die Aufgabe, indem ein Abschäumer geschaffen wird, bei dem die Luftblasen direkt unterhalb der Schaumbildungszone eine hohe Eiweißkonzentration aufweisen. Die abzuführenden Eiweiße wirken selbst als Schäumer und bewirken eine gewisse Stabilität des Schaumes. Konstruktiv gelöst wird die Aufgabe, indem die Luftblasen mit angelagerten Eiweißen in einem dünnen, relativ langen Rohr aufsteigen, welches nicht von Wasser durchströmt wird und in die Schaumbildungszone gelangen. Der Stofftransport von im Wasser befindlichen Eiweißen durch z.B. Diffusion ist nach unten gerichtet, da die Eiweißkonzentration im oberen Teil des Rohres größer ist als im unteren Teil. Der Stofftransport der an die Luftblasen angelagerten Eiweiße erfolgt nach oben. Da die im Wasser befindlichen Eiweiße von den aufsteigenden Luftblasen angelagert werden können, kann eine hohe Eiweißkonzentration im oberen Teil des Rohres erzielt werden.

Auf diesen Zusammenhang wurde in einer anderen Anmeldung bereits hingewiesen. Weiterhin wurde bereits ein Abschäumer mit einem Rohr unterhalb der Schaumbildungszone, welches nicht von Wasser durchströmt wird, vorgeschlagen. In dieser Annmeldung wurde aber nichts über die Geometrie ausgesagt.

In der Meerwasseraquaristik besteht das Problem einer stabilen Schaumbildung nicht. Außerdem steigen sehr viele kleine Luftbläschen, mit einer großen Oberfläche auf, so daß die Wahrscheinlichkeit, daß Eiweißmoleküle aus dem wasser angelagert werden sehr groß ist. Ein Rohr mit einem kleinen Durchmesser unterhalb der Schaumbildungszone ist sogar von Nachteil, da Schaum mit einem sehr großen Wasseranteil abtransportiert wird.

In der Süßwasseraquaristik können mit einfachen Mitteln nur Luftblasen mit einem verhältnismäßig großem Durchmesser erzeugt werden. Um eine große Eiweißkonzentration im oberen Teil zu erzeugen, wird die Wahrscheinlichkeit, daß die im Wasser befindlichen Eiweiße sich an die aufsteigenden Luftblasen anlagern dadurch erhöht, daß ein großes Blasenvolumen im Rohr erzeugt wird. Da die Blasenmenge in der Aquaristik durch übliche Pumpen und Düsen, bzw. Luftpumpen begrenzt ist, ist auch der maximale Innendurchmesser des Rohres begrenzt, wenn eine gute Funktion erzielt werden soll. Außerdem wird die Leistung herabgesetzt, wenn der Rohrinnendurchmesser zu groß gewählt wird, da die Kapillarwirkung gar keine Rolle mehr spielt. Wird der Innendurchmesser zu klein gewählt, so steigt der mitabgeführte Wasseranteil aufgrund der größeren Kapillarwirkung des Rohres. Weiterhin ist die Wahrscheinlichkeit, daß Eiweiße im Rohr auf eine Luftblase treffen umso größer, je länger das Rohr ist. Eine gewisse Mindestlänge ist also für eine ausreichende Funktion nötig.

Versuche zeigten, daß mit üblichen Düsen und Pumpen eine gute Funktion erzielt wird, wenn das Rohr einen Innendurchmesser von mindestens 10 mm und maximal 50 mm bei einer Mindestlänge von 100 mm aufweist.

Weiterhin ist die Funktion des Abschäumers davon abhängig, mit welcher Wahrscheinlichkeit die im zu reinigenden Wasser befindlichen Eiweiße an die Luftblasen angelagert werden, bevor sie in das oben beschriebene Rohr gelangen. Vorzugsweise wird dieses Aufgabe durch einen Abschäumer mit einem äußeren Rohr und einem inneren Rohr, welches identisch mit dem oben beschriebenen Rohr ist und nach unten offen ist, sowie einem oben liegenden Zulauf und einem unten liegenden Ablauf. Bei Innenabschäumern kann der Ablauf auch einfach als eine oder mehrere Bohrungen ausgeführt sein.

Das Wasser mit Luftblasen gelangt tangential durch den oben liegenden Zulauf in den Ringspalt, der von dem äußeren Rohr und dem inneren Rohr gebildet wird. Durch die tangentiale Einströmung entsteht eine spiralförmige, nach unten gerichtete Strömung, die einen Teil der Luftblasen nach unten fördert. Gelangen die Luftblasen unterhalb des inneren Rohres, so reduziert sich die Strömungsgeschwindigkeit durch den größeren Querschnitt, und die Luftblasen steigen in dem inneren Rohr nach oben. Die Wahrscheinlichkeit, daß die freien Eiweiße an eine Luftblase angelagert werden, wird dadurch erhöht, daß aufgrund der unterschiedlichen Dichte eine Relativgeschwindigkeit von Wasser und Luftblasen entsteht. Der Querschnitt des Ringspaltes ist so bemessen, daß die Luftblasen durch die Strömung nach unten transportiert werden und es möglichst nicht zu Zusammenschlüssen von Luftblasen kommt. Versuche zeigten, daß bei richtiger Dimensionierung, abhängig von der Wassergeschwindigkeit, sich eine Strömung ausbildet, wobei die Luftblasen in einer Reihe spiralförmig nach unten strömen. Dies hat neben der Funktion, daß es kaum zu Blasenzusammenschlüssen kommt, den Vorteil eines sehr ästhetischen Eindrucks. Da Abschäumer im allgemeinen Sichtbar angebracht werden, ist dies eine sehr erwünschte Zusatzfunktion. Bei üblichen Aquarienpumpen bildet sich die Strömung, je nach Pumpe, bei einem Abstand des inneren Durchmessers des äußeren Rohres und äußeren Durchmessers des inneren Rohres von minimal 3 mm und maximal 20 mm aus.

Ein Ausführungsbeispiel ist in 1 dargestellt.

Von einer Aquarienpumpe 1 wird Wasser aus dem Aquarium angesaugt. Die Luft wird durch eine Venturidüse 2 angesaugt und die Luftblasen in das Wasser eingebracht. Das Wasser mit den Luftblasen strömt durch den Zulauf 3 in den Ringspalt 4, der von dem äußeren Rohr 5 und dem Inneren Rohr 6 gebildet wird. Im oberen Teil des inneren Rohres befinden sich nicht dargestellte Entlüftungsbohrungen. Ein Teil der Luftblasen wird von der Wasserströmung nach unten transportiert und steigt im inneren Rohr auf, wo sie in die Schaumbildungszone gelangen. Der Schaum steigt durch ein weiteres Rohr 7 des Schaumbechers 8 auf und wird dem System entzogen. Das Wasser strömt durch Ablaufbohrungen 9 zurück in das Aquarium.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in 2 dargestellt.

Das zu reinigende Wasser strömt durch den Zulauf 1 in den Abschäumer und durchströmt das Reaktionsrohr 2. Das gereinigte Wasser strömt durch den Ablauf 3 zurück in das Aquarium. Die Luftblasen werden mittels Ausströmerstein 4 in das Wasser eingebracht, durchströmen das Reaktionsrohr 2 und steigen in dem Schaumrohr 5 auf. Der Schaum steigt in dem Rohr 6 des Schaumbechers 7 auf und wird so dem System entzogen.


Anspruch[de]
  1. Süßwasserabschäumer, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschäumer direkt unterhalb der Schaumbildungszone mindestens ein Rohr mit einem Innendurchmesser von mindestens 10 mm und maximal 50 mm und einer Mindestlänge von 100 mm aufweist.
  2. Süßwasserabschäumer mit einem äußeren Rohr und einem nach unten offenen inneren Rohr, wobei der Zulauf in den Ringspalt mündet, der von äußerem und inneren Rohr gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rohr einen Innendurchmesser zwischen 10 mm und 50mm und eine Länge von mindestens 100 mm hat.
  3. Süßwasserabschäumer mit einem äußeren Rohr und einem nach unten offenen inneren Rohr mit mindestens 100 mm Länge, wobei der Zulauf in den Ringspalt mündet, der von äußerem und inneren Rohr gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Innendurchmesser des äußeren Rohres und Außendurchmesser des inneren Rohres 3 mm und 20mm beträgt.
  4. Süßwasserabschäumer mit einem Reaktionsrohr und einem darüberliegenden Schaumrohr, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Schaumrohres zwischen 10 mm und 50mm beträgt und eine Länge von mindestens 100 mm hat.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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