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Biopellets – cosa sono e come funzionano


 vertex biopellets

I Biopellets, polimeri PHA puri al 100% e biodegradabili, producono una fonte di carbonio solido in grado di favorire sulla propria superficie la rapida crescita dei batteri utili che riducono in modo naturale il livello di nitrati e fosfati in acquario.

Iquitos - mangimi tropicali - Colombo

Questo recita il “pdf” di una qualsiasi marca che pone in vendita i Biopellets. Vediamo di capire meglio cosa siano, come funzionino e cosa comportino per il nostro acquario marino, e soprattutto se siano o meno consigliabili dal nostro punto di vista.

Il sistema è molto semplice per chi, non proprio a digiuno di acquariofilia, conosce i sistemi a riproduzione batterica, da zeovit, alla riproduzione batterica più “artigianale”, cioè basata sull’aggiunta di fonti di carbonio alla vasca.

Ho in parte già trattato cosa sia la riproduzione batterica, ti consiglio infatti di leggere in proposito l’articolo “ I batteri ed il metodo della riproduzione batterica in acquario marino“, che comunque riprendo brevemente per semplicità di trattazione.

I batteri sono organismi unicellulari che si riproducono per scissione binaria come ci evidenza questa immagine:

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I batteri che ci interessano in questa trattazione sono quelli chemioeterotrofi, cioè quelli che utilizzano  i composti organici quale fonte di carbonio, indispensabile elemento per costruire  le macromolecole che li costituiscono (proteine, lipidi ect) e ricavano l’energia, immagazzinata sotto forma di ATP, mediante processi ossido-riduttivi, utilizzando sostanze inorganiche. Questo in “soldoni” significa che sostanze inorganiche quali l’ossigeno ed i nitrati vengono utilizzate nella respirazione cellulare quali accettori finali di elettroni.

Dato che questa definizione potrebbe confondere in quanto ancora  piuttosto tecnica, cerco di esprimere lo stesso concetto nella maniera più semplice possibile per tutti i lettori, non solo per gli “addetti ai lavori”.

La respirazione cellulare è  il processo mediante il quale le cellule “vivono“, quindi compiono il  metabolismo cellulare.

Questo termine a sua volta racchiude tutte quelle reazioni biochimiche necessarie alla cellula per produrre energia, utilizzata per costruire le macromolecole (proteine, lipidi, zuccheri) necessari per la vita dell’organismo.

respirazione cellulare

Fig. 2. Tratto da.: The Diversity of Metabolism in Procaryotes, Department of Bacteriology UniversityWisconsin, USA

Come si vede dallo schema di Fig. 2, il carbonio organico viene trasformato in ATP (adenosin tri fosfato) mediante reazioni biochimiche (Glicolisi e TCA, acronimo di ciclo degli acidi tricarbossilici o di krebbs). Gli elettroni riducono chimicamente l’ossigeno nella respirazione aerobica (quella schematizzata in Fig. 2; nella anaerobica invece gli elettroni riducono chimicamente lo ione NO3-, nitrato).

Detto questo, spero risulti più chiaro il funzionamento della riproduzione batterica per diminuire il livello dei nitrati nelle nostre vasche.

I fosfati vengono invece eliminati poichè inglobati nella cellula per produrre energia, sono infatti proprio i legami con il gruppo PO4—, o meglio la rottura di questi legami a liberare energia.

Per farla breve i fosfati vengono utilizzati dalla cellula batterica (come del resto da noi eucarioti) tal quali senza subire modificazioni chimiche.

Per questo se i batteri riprodotti dovessero morire in acquario, rilascerebbero tutti i fosfati assorbiti. I nitrati invece no, poichè questi vengono appunto ridotti ad N2 cioè ad azoto molecolare, gassoso, che quindi viene eliminato dall’acquario, questo accade però solo in condizioni anossiche (cioè senza ossigeno), quindi secondo me non cosi sovente e direi che assolutamente non può avvenire in un sistema cosi areato come un reattore di biopellets od un letto fluido.

Potremmo quindi definire che anche i nitrati vengono eliminati dalla vasca poichè utilizzati come “componenti” per “costruire” nuovi organismi, poi schiumati.

vertex biopellets macro

Fig. 2b: Vista dei biopellets a distanza molto ravvicinate (fotografia macro)

A chiusura di tutto questo ragionamento possiamo dire che per abbassare i livelli di nitrati e fosfati nell’acqua dell’acquario,  i batteri devono essere eliminati o con la schiumazione o meccanicamente (per eliminazione fisica del film batterico riprodotto sul biopellets, operazione da fare chiaramente all’esterno della vasca) o rilasceranno, morendo, il loro contenuto di nitrati e fosfati.

I biopellets in questo, seppur non completo, ma spero chiaro quadro,  si inseriscono non solo come “supporto“, cosa che facevano anche la zeolite (anche se qui il ragionamento sarebbe un po’ più complicato vista la sua capacità di adsorbire ammoniaca), i siporax, le bioballs ect… tutti supporti molto porosi che in pratica rendevano disponibili “nicchie” per fare proliferare i batteri. Questo sistema invece, come si vede in Fig. 2b non offre solo un supporto fisico, ma è un vero e proprio alimento, inteso come fonte di carbonio organico.

Il “film”, o “fango” batterico, si deposita intorno al granulo di biopellets, poichè si “nutre” di esso come fonte di carbonio organico.

Il movimento meccanico del letto fluido o reattore di biopellets che sia, facilita il distacco del “film” batterico, che dovrà essere indirizzato  verso l’ingresso dello schiumatoio per essere schiumato.

Reattore per biopellets

Fig. 3 un sistema a gestione di biopellets estremamente semplice da poche decine di euro.

 

Quindi praticamente i batteri utilizzano il carbonio organico del pellets come fonte di carbonio e nitrati e fosfati della vasca per “costruire” le proprie macromolecole. Questi batteri che risultano evidenti sulla superficie del pellets vengono schiumati in modo da non reimmettere in acquario il loro contenuto di nitrati e fosfati.

A differenza della riproduzione batterica gestita direttamente in acquario, questo metodo  ha il vantaggio di mantenere lo sviluppo batterico in zone “criptiche” cioè definite e ben localizzate del sistema, limitando lo sviluppo batterico sulle rocce, vetri ect.

Un po’ come nel reattore di zeolite, ma a differenza del quale, non è necessario alimentare con fonti di carbonio esterne, essendo il pellets stesso una fonte di carbonio organico.

vertex biopellets

Confezione di Biopellets

Ovviamente il pellets andrà sostituito al suo consumo.

Conclusioni

In conclusione la “riproduzione batterica” tramite l’utilizzo di BioPellets all’interno di un filtro apposito è sicuramente un buon sistema, pur se talvolta difficile da gestire e da tarare in acquario, ma la mia etica, mutuata dall’essere un biologo, mi proibisce di considerarlo come un metodo corretto, ovvero riprodurre creature al solo scopo di eliminarle successivamente dal sistema per eliminare le molecole inorganiche che tanto odiamo…loro sola colpa di nutrire e quindi stimolare la crescita delle zooxantelle, alghe simbionti marroncine  dei coralli, colore tanto odiato dalla maggiore parte degli acquariofili.

Su un argomento così controverso tutto lo staff di DaniReef è a vostra disposizione, quindi fate pure tutte le domande che volete sull’argomento.

 


10 commenti on Biopellets – cosa sono e come funzionano

    • Ciao Albe, più che un pre-reattore per lo schiumatoio è un reattore a se-stante per il quale sarebbe meglio prevedere l’uscita prima della pompa dello schiumatoio, così come per il reattore di calcio. Ma non li chiamerei pre-reattori, anche se, in effetti, logicamente sarebbe meglio che lo fossero.

      Danilo

  1. Giuseppe

    Salve, mi chiamo Giuseppe, appassionato di acquariofilia, vi voglio chiedere, ma l’utilizzo del bio-reattore per il biopellet è utilizzabile in un acqurio marino mediterraneo ?

  2. Valerio Citro

    Ciao Danilo. Si puó sapere qualcosa di più circa il reattore in figura 3 Nell’articolo di Marco Sacco? Marca e modello? Come fare in modo che il flusso in uscita venga indirizzato alla pompa dello spogliatoio? Grazie. Valerio

    • Ciao Valerio, non so dirti, ma sembra addirittura un filtro custom, di quelli usati per gli impianti di osmosi, alimentato con una pompa. Per indirizzare il flusso in questo caso è sufficiente utilizzare un tubicino per indirizzare l’acqua prima del pescaggio dello schiumatoio.

  3. Andrea Guagnelli

    Scusate ho una domanda da neofita. In caso non si riuscisse ad ottenere un sufficiente abbassamento di nitrati è possibile tenere in sump entrambi filtri sia a zeolite che a biopellets?

    • Ciao Andrea, ovviamente potresti, ma siccome i nitrati in un acquario che funziona tendono ad essere a zero da soli potrebbe esserci un problema di gestione generale dell’acquario. Inoltre la zeolite serve a poco contro i nitrati, mentre è utile contro ammonio ed ammoniaca, ma solo sulla parte di questi che passano poi effettivamente dalla zeolite, che sono una piccola parte. Ti invito quindi a venire sul nostro forum forum.danireef.com per discutere dei problemi del tuo acquario e per trovare una soluzione ai tuoi nitrati così alti.

  4. Enrico

    Ciao Danilo.
    Grazie per il prezioso articolo che hai condiviso.
    Vorrei chiederti, se possibile, come utilizzare al meglio il reattore.
    Ho letto su diversi forum e ho visto anche alcuni video su youtube. Banalmente il reattore è un contenitore con una pompa, all’interno del quale i biopellets lavorano in movimento. La cosa che non ho capito è:
    Avendo una pompa regolabile, come devo regolare il flusso in ingresso del reattore?
    Ci sono delle specifiche oppure posso regolarmi sulla falsa riga del “flusso maggiore = maggiore pulizia”?
    Grazie

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