Domowe systemy co2

Podstawy domowych systemów CO2

Dodanie CO2 do akwarium ziołowego może odbywać się na wiele sposobów. Dostępnych jest wiele produktów komercyjnych, takich jak tabletki od Bioplast i innych producentów, lub produkty metaboliczne, takie jak Seachem Excel. Ale te pigułki, jako źródło węgla dla roślin, nie mogą długo dostarczać dwutlenku węgla do akwarium..

Jedną z najlepszych metod jest dostarczanie gazu z butli ze sprężonym CO2. Za pomocą systemu zaworów i kół zębatych ustawia się wymagane, stałe natężenie przepływu. To najlepszy dostępny sposób, ale dość drogi..

Pozostaje domowy „chodzik”.

Pierwszym krokiem w tworzeniu generatora CO2 jest znalezienie odnawialnego źródła dwutlenku węgla. Istnieje wiele sposobów wytwarzania dwutlenku węgla, ale najprostszą i jedną z najbezpieczniejszych metod jest generator drożdży. Jego istotą jest to, że drożdże żywią się cukrem i emitują CO2..

Drożdże zależą od środowiska, w którym umieszcza się je z cukrem. Najpopularniejszym medium jest roztwór wodny. Ten proces jest znany jako fermentacja. Następnie wystarczy zebrać powstały CO2 i dostarczyć go do wody w akwarium. W tym celu wodny roztwór drożdży i cukru umieszcza się w szczelnie zamkniętym pojemniku, który ma łącznik w rurce. Przez rurkę gaz w jakiś sposób przedostaje się do wody.

Jest to najprostszy sposób na ekstrakcję i rozpuszczenie CO2 w wodzie. Aby rozpuścić gaz w wodzie, można zastosować rozpylanie przez wodę, kontakt pasywny i wymuszoną dyfuzję. Wszystkie te metody rozważymy poniżej..

Integralnymi elementami domowego systemu CO2 są: generator CO2, rurka i reaktor.

Przykłady projektowania systemu

Ktoś może opracować bardzo złożony system, co zwiększy jego koszt i wcale nie gwarantuje wydajności. Zasadniczo cały rozwój tych systemów jest podobny do tego, co zostało zaproponowane, i został stworzony z myślą o maksymalnych oszczędnościach i wydajności systemu. Ponieważ generator drożdży wytwarza ograniczoną ilość CO2, konstrukcja systemu koncentruje się na wydajnym sposobie zbierania i dostarczania powstałego CO2 do akwarium i rozpuszczania go w wodzie.

Poniższy rysunek pokazuje podstawowy układ dobrze zorganizowanego domowego „chodzika” na CO2.

Generator drożdży

Być może najtańszym i wciąż najlepszym naczyniem, jakiego można użyć do generatora drożdży, jest dwulitrowa butelka wody mineralnej. Istnieje kilka powodów, dla których butelka wody mineralnej jest lepszym wyborem..

Po pierwsze, butelki te zostały stworzone z myślą o silnie gazowanej wodzie i są przystosowane do pewnego ciśnienia. To jest ważne Ciśnienie wytwarzane przez drożdże może być znaczące. To oczywiście nie jest fatalne, ale nie jest zbyt przyjemnie zbierać posypany cukrem i drożdżami w całym domu..

Zakrętka, a raczej sposób podłączenia do niej tuby, powoduje wiele dyskusji. Prawie wszystkie mineralne nakrętki do butelek są wykonane z polietylenu. Polietylen nie jest najlepszym materiałem do wiązania z czymkolwiek, więc przyklejanie tuby do pokrywki jest niepożądane.

Wycieki będą występować stale, szczególnie na skrzyżowaniu. Ponadto, ponieważ mamy do czynienia z gazami, połączenie między rurką a korkiem musi być szczelne. Najlepszym rozwiązaniem jest montaż mechaniczny..

Rurki silikonowe

Kolejnym etapem dyskusji jest dostawa gazu z generatora do akwarium. Wybór słuchawki zależy od kilku czynników. Główną jest zdolność do utrzymywania nacisku, a nawet utrzymywania kształtu pod presją. Ponieważ rura będzie pod ciśnieniem, nie powinna zwiększać swojej średnicy w miarę wzrostu. Ponadto rura powinna pozostać obojętna, to znaczy nie powinna kruszyć się ani nie pękać w wyniku długotrwałej interakcji z dwutlenkiem węgla od wewnątrz i wodą z zewnątrz. Czynniki te znacznie zawężają wybór materiałów i nie pozwalają na użycie standardowych węży z systemów powietrznych do oczyszczenia akwarium powietrzem.

Kolejnym wymaganiem jest elastyczność. Rurki silikonowe są dobrym wyborem. Są obojętne na CO2, dobrze utrzymują ciśnienie i mają zadowalające właściwości pod względem elastyczności. Istnieją również specjalne rurki do dostarczania gazowego CO2, jeśli to możliwe, lepiej je kupić. Częściej jednak, aby zaoszczędzić pieniądze na samodzielnie wytwarzanych układach CO2, ostatnio stosowano rurki silikonowe..

Ważne jest również, aby upewnić się, że w twoim systemie w przypadku spadku ciśnienia gazu woda nie wraca przez rurkę z akwarium do generatora. Zawór zwrotny zapewnia spokojny sen. Wybierając zawór zwrotny do domowego systemu CO2, należy wziąć pod uwagę następujące kwestie: Unikaj metalowych zaworów. Żrący charakter dwutlenku węgla i pary wodnej, które są zawsze obecne w dwutlenku węgla, spowoduje uszkodzenie zaworu. Wybierz plastikowy zawór lub zawór specjalnie zaprojektowany do CO2. Unikaj metalowych elementów układu CO2.

Rozpuszczanie gazu w wodzie

Opisano wiele metod najlepszego rozpuszczania CO2 w wodzie akwariowej. Jest to punkt krytyczny wszystkich prowizorycznych systemów CO2 i główny powód nieużywania tych prowizorycznych systemów. Ponieważ ilość CO2 otrzymanego z generatora drożdży jest biologicznie ograniczona, wydajność systemu zależy bezpośrednio od wydajności wybranej metody rozpuszczania dwutlenku węgla.

Najłatwiej jest użyć pistoletu natryskowego. Jest to niezwykle nieefektywny sposób, ponieważ większość gazu po prostu trafi do atmosfery..

Możesz dostarczyć gaz w pobliżu wylotu filtra i pozwolić wirnikowi na wychwycenie gazu. Jest dość skuteczny dla powietrza ze względu na stałe ciśnienie i całkowicie nieskuteczny dla pęcherzyków CO2 z kilku powodów. Po pierwsze, bąbelki CO2 powodują kawitację wirnika, wibracje, hałasują i mogą uszkodzić mechanizm. Po drugie, niektóre elementy wirnika mają gumowe łączniki / uszczelki, które zostaną uszkodzone w wyniku kontaktu z CO2 i powstającym kwasem węglowym..

Najlepszą, ale najwolniejszą metodą jest dzwon CO2. Po prostu umieść kapsułkę w kształcie przewróconej półkuli i pozwól CO2 wypełnić ją od wewnątrz. Wraz ze wzrostem powierzchni kontaktu gaz-woda wzrośnie dyfuzja gazu. Jeśli pojemność półkuli jest niewystarczająca lub szybkość dyfuzji gazu do wody jest niska, dzwon wypełni się gazem, a wszystkie nowe bąbelki CO2 trafią do atmosfery. Ta metoda jest z powodzeniem stosowana przez akwarystów od wielu lat. Jest bardzo łatwy w produkcji. Wielu używa do tego celu odwróconej przyciętej litrowej plastikowej butelki na wodę mineralną, szalkę Petriego lub kuliste przedmioty. Polecam używanie obiektów o przezroczystej powierzchni, aby można było obserwować proces..

Inne metody wykorzystują nawiewniki. Istnieją dwie wersje nawiewników. Jeden z nich po prostu wydłuży czas kontaktu bańki z wodą. Zwykle bąbelek zaczyna się wzdłuż długiej spiralnej ścieżki.

Następnym rodzajem klosza jest szklany klosz. To urządzenie zwiększa powierzchnię kontaktu CO2 z wodą, znacznie zmniejszając rozmiar pęcherzyków. To sprawdzona metoda. Zdjęcie po lewej pokazuje ten typ dyfuzora w wersji ADA, firmy stworzonej przez legendarnego Takashi Amano. Gaz wchodzi do rurki od tyłu, opada na dół i jest siłą wdmuchiwany przez szklaną płytkę dyfuzora. Ta płyta ma tysiące porów, przez które przepuszcza się gaz, a pęcherzyki wylotowe są bardzo małe. Te szklane płyty są najlepsze w swoim rodzaju i bardzo drogie, ponieważ są wykonane ręcznie w Japonii, ale istnieją podobne produkty innych producentów. Jest tylko jedna wada tej metody: płyty te są wykonane ze szkła hartowanego, mogą się zapychać i są trudne do czyszczenia. Nie ma innych istotnych wad tej metody..

Wadą dwóch ostatnich metod jest mechaniczne wyrafinowanie, które nie pozwala na wykonanie takiego urządzenia w domu. Jeśli masz możliwość zakupu takich urządzeń, mogą one być najlepszym wyborem..

Następną metodą jest użycie reaktora wymuszonego. Reaktor wymuszony wykorzystuje strumień wody pod strumieniem gazu. Poprzednie metody były pasywne. Cyrkulacja wody wokół reaktora w tych metodach była znikoma. W tej metodzie woda ma tendencję do spotykania się z gazem, gaz rozpuszcza się szybciej w wodzie i ta mieszanina jest rozprowadzana w akwarium.

Ogólnie reaktor wzmocniony składa się z pompy i komory reaktora. Przechodząc przez komorę reaktora, woda jest stale mieszana z gazem, zwiększając czas kontaktu pęcherzyków z wodą przed wyjściem. Podobny projekt można zastosować do systemów domowych..

Zdjęcie pokazuje przykład reaktora z wymuszonym CO2. Zawiera pompę filtra wstępnego, gąbkę i butelkę ze sprayem..

Dodatkowe urządzenia

Ponieważ w generatorze znajdują się ciała stałe, ciecze i gazy, warto pomyśleć o dodatkowych komponentach systemu, aby zwiększyć bezpieczeństwo i niezawodność systemu. Bardzo odpowiednie byłyby zawory zmniejszające nadciśnienie i urządzenia zapobiegające zatruciu akwarium.

Przewodnik po mieszankach

Drożdże są głównym składnikiem domowego generatora CO2. Konwencjonalne drożdże piekarnicze wystarczą do generowania CO2. Ale wydajność różnych odmian drożdży o różnych podstawach żywieniowych może się różnić.

Ważne jest, aby zrozumieć, że mieszanki drożdży, cukru i wody nie są nauką ścisłą. Musisz eksperymentalnie wybrać najlepsze preparaty do swoich warunków..

Prosta formuła mieszania

W przypadku butelki dwulitrowej:

• 2 szklanki wody
• 2 szklanki cukru trzcinowego
• łyżeczka suszonych drożdży
• filiżanka niezbyt ciepłej wody (najlepiej około 40 ° C)

Najpierw drożdże rozpuszczają się w filiżance ciepłej wody, a następnie całą mieszaninę miesza się w reaktorze.

To najprostsza mieszanka, która może trwać do 16 dni..

Zaawansowana formuła mieszania

• 1 szklanka wody
• 2 szklanki cukru
• łyżeczka drożdży winnych

To jest droższa mieszanka. Wykorzystuje płynne żywe drożdże. Nie trzeba ich rozpuszczać. Drożdże te są bardziej odporne na poziom alkoholu w mieszance, ta mieszanina może działać przez 22 dni lub dłużej.

Mix Notes

Powinieneś eksperymentować ze swoimi miksami. Każdy ma inną wodę z własną unikalną chemią. Wpływa to znacząco na wydajność mieszanki. Spróbuj nieznacznie zmodyfikować stosunek drożdży / cukru / wody, aż znajdziesz najdłuższą opcję.

Udowodniono, że mieszanka drożdży przetrwa dłużej, jeśli zmniejszysz ilość drożdży. Mniej drożdży oznacza mniej CO2 na minutę, ale produkcja potrwa dłużej i bardziej równomiernie. Więcej drożdży oznacza początkowo intensywniejsze uwalnianie CO2 ze stopniowym spadkiem wydajności.

W fazie tlenowej nie powstaje alkohol. Ta faza mogłaby być przedłużona, ale w tym celu powietrze musiałoby zostać wprowadzone do komory generatora, oczyszczając mieszaninę. W tym przypadku zamiast CO2 jego mieszanina z powietrzem zacząłaby płynąć do akwarium, a CO2 w tym przypadku rozpuściłby się znacznie gorzej, co pozbawia system tlenowy znaczenia.

Wydajność systemu

Dobry system CO2 wytwarza wystarczającą ilość gazu do rozpuszczenia w wodzie do poziomu 15 ppm (części na milion). Zazwyczaj dwulitrowa butelka wytwarza wystarczającą ilość CO2 do nasycenia 120-litrowego akwarium, jeśli gaz rozpuszcza się w wystarczająco skuteczny sposób.

Ważne jest, aby pamiętać, że zastosowanie systemu dostarczania CO2 do zielarza obniża pH wody w akwarium. Część CO2 rozpuszczonego w wodzie tworzy kwas węglowy, który obniża pH. Aby zapobiec wzrostowi kwasowości, należy zapewnić zbiornik buforowy z wodą. To prowadzi nas do określenia twardości węglanowej wody (kH). Dobra wartość kH dla zielarza wynosi około 6 kH. Przy takim poziomie twardości węglanowej dodanie CO2 do akwarium nie spowoduje skoku u ryb niebezpiecznych dla kH.

Możesz użyć stosunku twardości węglanowej do pH, aby określić poziom CO2 w zbiorniku. Jeśli masz testy w celu ustalenia pH i kH, możesz użyć wykresu, aby określić poziom CO2 w wodzie akwarium..

Kreacja projektu

Generator

Ponieważ zastosowanie dwulitrowych butelek z wodą mineralną nie jest nowym pomysłem, najbardziej podstawowa pułapka w tym procesie jest już znana. Jest to wzmocnienie złącza rurki w pokrywie. Zasadniczo nakrętki do tych butelek są wykonane z polietylenu. Jest stosowany, ponieważ nie zużywa się, jest odporny na infekcje bakteryjne i odporny na kwasy. Dobrze znosi wysokie ciśnienie krwi. Oprócz dobrych właściwości do spinania sody, korki polietylenowe są również odpowiednie do naszych celów. Jednak polietylen nie przylega dobrze..

Główne instrukcje dotyczące używania butelek wody mineralnej do generatora zalecają wywiercenie małego otworu i przyklejenie w nim węża powietrznego. Nie jest to całkowicie odpowiednie dla naszego generatora. Słabe połączenie pokrywy prowadzi do trwałych wycieków gazu i utraty wydajności systemu. Bardziej odpowiednie byłoby zastosowanie uszczelnienia mechanicznego z plastikowym łącznikiem do zamocowania węża. To najlepsze rozwiązanie inżynierskie..

Jest przeznaczony do stosowania z silikonową rurką tego samego typu, co w naszym systemie zasilania CO2. Jest szczelnie wkręcony w otwór korka dwulitrowej butelki, zapewnia dobre połączenie mechaniczne między korkiem a wężem i umożliwia odłączenie węża od korka podczas wymiany mieszanki.

Uwalnianie nadciśnienia w układzie

Generatory drożdży mają wspólną wadę: zatkane rurki z kępami lepkich drożdży. Czasami drożdże dostają się do rurki i ciśnienie zaczyna tam niebezpiecznie rosnąć. Zwykle albo łamie pokrywkę, albo rurkę i butelka z generatorem spada. Co zwykle towarzyszy zapachowi, lepki roztwór drożdży rozprzestrzenia się po ścianach w dużej odległości.

Istnieje proste rozwiązanie - „zawór upustowy wysokiego ciśnienia”. Zasadniczo są to specjalne korki, które powinny wylać się przy pewnym nadciśnieniu.

Składa się z nylonowej koszulki z miękką gumową lub plastikową nasadką. Ta część złącza w kształcie litery E, która znajduje się pod pokrywką, musi zostać wyczyszczona szmatką szmerglową do stanu gładkiego. Konieczne jest dokładne czyszczenie w celu uniknięcia wycieku gazu podczas normalnej pracy systemu i zapewnienia, że ​​korek można zdjąć, gdy wzrasta ciśnienie w systemie.

Wszystko to jest obliczane metodą prób i błędów. Aby zasymulować wysokie ciśnienie, możesz ścisnąć wąż za trójnikiem, wstrząsnąć reaktorem i zobaczyć, przy jakim ciśnieniu pęknie zakrętka. Jeśli czapka nie pęka lub pęka bardzo wcześnie, musisz wziąć nową koszulkę i zrobić nowy zawór. Taka regulacja sprzętu wymaga czasu, wytrwałości i dokładności, ale ten zawór uratuje cię przed dużymi problemami w przyszłości. Zawór musi być umieszczony za separatorem gazu.

Zapobieganie przedostawaniu się zacieru do akwarium

Kolejnym urządzeniem zapobiegającym przedostawaniu się drożdży do akwarium jest mechaniczny separator gazu. To jest butelka wody i dwie złączki. Chodzi o to, aby oddzielić gaz od składników stałych lub ciekłych za pomocą grawitacji.

Schemat pokazuje przykład separatora wykonanego z 0,5 litrowej butelki wody mineralnej. Ta butelka jest przymocowana nylonowymi opaskami do dwulitrowej butelki generatora. Dwie zatyczki są zamontowane w korku. Rurka długa do dna butelki jest przymocowana do jednego złącza wewnątrz butelki. To jest wejście do separatora..

Dwie trzecie butelki są wypełnione wodą. Koncepcja separatora jest następująca - mieszanina gazu, cieczy i cząstek stałych wchodzi przez długą rurkę wlotową na dno butelki wypełnionej wodą. Ciecze i cząstki stałe pozostają w wodzie, a gaz unosi się w wodzie i opuszcza w kierunku reaktora. Aby uzyskać najlepszą wydajność, separator powinien być umieszczony jak najbliżej generatora, aby rurociągi między dwoma naczyniami nie zapychały się i nie zatrzymywały systemu.

Korzystanie z tych dwóch urządzeń sprawi, że działanie twojego domowego systemu będzie bezpieczne, niezawodne i wysoce wydajne, a ty będziesz wolny od problemów związanych z zatkaniem rur gazowych, co jest powszechnym nieszczęściem wszystkich domowych systemów wytwarzania CO2.

Wymuszony zmechanizowany reaktor CO2

W tej części opisano domowy reaktor CO2 złożony z części, które można kupić w lokalnym sklepie zoologicznym. Bez specjalnych części.

Schemat pokazuje zmontowany mechanizm jako całość. Urządzenie może współpracować zarówno z domowym generatorem CO2 z drożdży, jak iz dowolnym komercyjnym. Głównym celem reaktora jest całkowite rozpuszczenie powstałego CO2 w wodzie. Osiąga się to poprzez wprowadzenie CO2 do reaktora i utrzymywanie go tam, dopóki nie zostanie rozpuszczony w strumieniu wody. Jest to układ aktywny, co oznacza zapewnienie przepływu wody w reaktorze zamiast czekania na rozpuszczenie CO2 w stojącej wodzie, jak w dzwonach. Aktywny reaktor jest również znacznie mniej podatny na zatykanie niż powyższe pasywne nawiewniki. System wychwytuje pęcherzyki CO2 i zapobiega ich wydostawaniu się z wody przed ich rozpuszczeniem.

Gąbka piankowa na wlocie pompy działa jak mały filtr, zapobiegając zatykaniu wirnika pompy i utrzymując gąbkę w dolnej części komory reaktora w czystości. Jeśli dolna warga jest zatkana brudem, CO2 nie będzie mógł dostać się do reaktora z powodu nadciśnienia w komorze.

Kolejną częścią reaktora jest komora. Nie masz innych pomysłów, użyj rurki syfonowej. Górną pokrywę można zdjąć. W nim musisz wywiercić otwór na rurkę za pomocą CO2. Wskazane jest włożenie fragmentu sztywnej rurki, w której będzie noszona elastyczna rurka. Upewnij się, że średnica otworu jest nieco mniejsza niż średnica rurki, tak aby ściśle do niej pasowała. Wylot pompy musi wchodzić do wylotu syfonu, do którego podłączony jest wąż..

Wydajność instalacji poprawia się dzięki zastosowaniu dobrego rozpylacza. Musisz wziąć specjalne rozpylacze, które nie rozkładają się pod wpływem CO2 i wytwarzają bardzo małe bąbelki.

Poniższy rysunek pokazuje zdemontowany reaktor. Pozwoli ci to lepiej wyobrazić sobie, jak to wszystko działa razem..