Саморобні сo2 системи

Основи саморобних CO2 систем

Додавання CO2 в акваріум-травник можна здійснити по-різному. Існує багато доступних комерційних продуктів, наприклад таблетки від Bioplast і інших виробників, або метаболічні продукти, такі як Seachem Excel. Але ці таблетки, як джерело вуглецю для рослин, не можуть постачати акваріум вуглекислим газом тривалий час.

Один з кращих методів пов`язаний з подачею газу з балона зі стисненим CO2. За допомогою системи клапанів і редукторів налаштовується необхідний, постійний обсяг подачі. Це кращий спосіб з доступних, але при цьому вельми дорогий.

Залишається саморобна «бродилка».

Перший крок у створенні CO2 генератора - це пошук поновлюваного джерела діоксиду вуглецю. Є безліч шляхів генерувати газоподібний діоксид вуглецю, але найпростіший і один з найбезпечніших методів - це дріжджовий генератор. Суть його зводиться до того, що дріжджі харчуються цукром і виділяють CO2.

Дріжджі залежать від середовища, куди вони поміщені разом з цукром. Найбільш загальноприйнята середовище - це водний розчин. Цей процес відомий як бродіння. Далі вам залишається збирати отриманий CO2 і доставляти його в воду акваріума. Для цього водний розчин дріжджів і цукру поміщають в герметичний контейнер, який має фітінг в трубкою. За трубці газ йде будь-яким шляхом в воду.

Це найпростіший спосіб видобутку і розчинення CO2 у воді. Для розчинення газу в воді можна використовувати розпорошення через воду, пасивний контакт, і примусову дифузію. Всі ці методи ми розглянемо нижче.

Невід`ємні елементи саморобної CO2 системи наступні: CO2 генератор, трубка і реактор.

Приклади дизайну системи

Хтось може розробити дуже складну систему, це збільшить її вартість і зовсім не гарантує ефективність. В основному всі розробки цих систем схожі на запропоновану вам, і створювалися з думками про максимальної економії коштів та ефективності роботи системи. Оскільки дріжджовий генератор дає обмежену кількість CO2, дизайн системи зосереджується на ефективний спосіб збору та доставки отриманого CO2 в акваріум і його розчинення у воді.

На малюнку на нижче представлена ​​базова схема добре організованою саморобної СO2 «дії».

дріжджовий генератор

Можливо, найдешевший і як і раніше кращий посудину, який ви можете використовувати для дріжджового генератора - дволітрова пляшка з-під мінералки. Є кілька причин, які роблять пляшку для мінералки кращим вибором.

По-перше, ці пляшки створювалися для сильногазованою води і розраховані на деякий тиск. Це важливо. Тиск, який створюють дріжджі, може бути значним. Це, звичайно ж не смертельно, але не дуже приємно збирати розбризканої цукор і дріжджі по всьому будинку.

Кришка пляшки, а вірніше спосіб приєднання трубки до неї викликає масу дискусій. Майже всі кришки для пляшок від мінералки зроблені з поліетилену. Поліетилен - не найкращий матеріал для склеювання з чим би там не було, тому приклеювання трубки до кришки небажано.

Постійно будуть виникати течі, особливо в місці з`єднання. Більш того, оскільки ми маємо справу з газами, з`єднання трубки і кришки має бути герметично. Найкраще рішення - це механічний фітінг.

силіконові трубки

Наступний етап обговорення - це подача газу від генератора в акваріум. Вибір трубки залежить від декількох факторів. Основний - це здатність утримувати тиск, або навіть зберігати форму при тиску. Оскільки трубка буде під тиском, вона не повинна збільшувати свого діаметра при його наростанні. Також трубка повинна залишатися інертною, тобто, не повинна кришитися або ламатися від тривалої взаємодії з діоксидом вуглецю зсередини і води зовні. Ці фактори суттєво звужують вибір матеріалів і не дозволяють використовувати стандартні шланги від повітряних систем для продувки акваріума повітрям.

Наступна вимога - еластичність. Хорошим вибором будуть силіконові трубки. Вони інертні для CO2, добре «тримають» тиск і у них задовільні характеристики за показником гнучкості. Є ще спеціальні трубочки для подачі газоподібного CO2, при можливості краще купувати їх. Але частіше в цілях економії для саморобних CO2 систем останнім часом використовують силіконові трубки.

Також важливо простежити за тим, щоб у вашій системі в разі зниження тиску газу, вода не пішла назад по трубочці з акваріума в генератор. Спокійний сон вам забезпечить зворотний клапан. При виборі зворотного клапана для саморобної СO2-системи слід звернути увагу на наступні моменти: уникайте металевих клапанів. Їдка натура вуглекислого газу і водяні пари, які завжди присутні в углекислоте, приведуть до поломки клапана. Вибирайте пластиковий клапан або клапан, спеціально розроблений для CO2. Уникайте металевих компонентів CO2-системи.

Розчинення газу в воді

Описано дуже багато методів, як розчинити найкращим чином CO2 в воді акваріума. Це критична точка всіх саморобних CO2-систем і основна причина відмови від використання цих саморобних систем. Оскільки кількість CO2, що отримується від дріжджового генератора, обмежена біологічно, ефективність системи безпосередньо залежить від ефективності вибраного способу розчинення вуглекислого газу.

Найпростіший спосіб - скористатися розпилювачем. Це вкрай неефективний спосіб, велика частина газу буде просто йти в атмосферу.

Можна подавати газ поруч з виходом фільтра та дозволити крильчатці захоплювати газ. Це досить ефективно для повітря через постійне тиску, і зовсім неефективно для бульбашок CO2 з кількох причин. По-перше, бульбашки CO2 створюють кавітацію крильчатки, створюють вібрацію, шумлять і можуть пошкодити механізм. По-друге, деякі компоненти крильчатки мають гумові фітинги / прокладки, які будуть пошкоджені від контакту з CO2 і утворюється вугільної кислотою.

Кращий, але самий повільний метод із решти називається CO2 дзвін. Просто помістіть посудину у формі перекинутої півсфери і дозвольте CO2 заповнювати її зсередини. При збільшенні площі контакту газ-вода, дифузія газу збільшиться. Якщо ємність півсфери буде недостатня, або швидкість дифузії газу в воду буде низькою, дзвін заповниться газом, і все нові бульбашки CO2 будуть йти в атмосферу. Цей метод успішно використовується аквариумистами протягом багатьох років. Він дуже простий у виготовленні. Багато хто використовує для цієї мети перевернуту обрізану літрову пластикову пляшку для мінеральної води, чашки Петрі, або сферичні об`єкти. Я б рекомендував використовувати предмети з прозорою поверхнею, щоб можна було спостерігати за процесом.

Інші методи використовують дифузори. Існує дві версії дифузорів. Одна з них просто увелічівет час контакту бульбашки з водою. Зазвичай бульбашка запускається по довгій спіральній траєкторії.

Наступний тип дифузора - скляний дифузор. Цей прилад збільшує площу зіткнення CO2 з водою, істотно знижуючи розмір бульбашок. Це перевірений метод. На зображенні зліва показаний такий тип дифузора в версії ADA, компанії створеної легендарним Такаші Амано. Газ потрапляє в трубку ззаду, прямує вниз до дна і примусово продувається через скляну пластинку дифузора. Ця платівка має тисячі пір, через які продавлюється газ, і бульбашки на виході мають дуже маленький розмір. Ці скляні пластинки кращі в своєму роді, і дуже дорогі, оскільки виробляються вручну в Японії, але є схожі продукти інших виробників. Є тільки один недолік у цього методу: ці пластинки роблять з розжареного скла, вони можуть засмічуватися і погано піддаються очищенню. Інших суттєвих недоліків у цього методу немає.

Недоліком останніх двох методів є механічна витонченість, що не дозволяє зробити такий пристрій на дому. Якщо у вас є можливість придбати такі пристрої, вони можуть бути кращим вибором.

Наступний метод - це використовувати форсований реактор. Форсований реактор використовує потік води проти потоку газу. Попередні методи були пасивними. Циркуляція води навколо реактора в цих методах була незначна. В даному методі вода прагне назустріч газу, газ швидше розчиняється в воді і ця суміш розноситься по всьому акваріуму.

Загалом, форсований реактор складається з помпи і реакторної камери. Проходячи через реакторну камеру, вода постійно перемішується з газом, збільшуючи час контакту бульбашок з водою перед виходом. Подібна конструкція може бути використана для саморобних систем.

На зображенні показаний приклад форсованого реактора CO2. Він включає в себе помпу з префільтром, губку і розпилювач.

додаткові пристрої

Оскільки в генераторі присутні тверді речовини, рідини і гази, має сенс подумати про додаткові компоненти системи для підвищення безпеки і надійності системи. Клапани для скидання надлишкового тиску і пристрої, що перешкоджають отруєння акваріума, були б дуже доречні.

Керівництво по сумішам

Дріжджі - основний компонент вашого саморобного генератора CO2. Звичайних пекарських дріжджів досить для CO2-генераторів. Але ефективність роботи різних сортів дріжджів на різній живильній основі може відрізнятися.

Важливо зрозуміти, що суміші дріжджів, цукру і води - це не точна наука. Ви повинні експериментально підібрати кращі склади для ваших умов.

Проста формула суміші

Для дволітровою пляшки:

• 2 чашки води
• 2 чашки тростинного цукру
• чайна ложка сухих дріжджів
• чашка не надто теплої води (в ідеалі близько 40 ° C)

Спочатку дріжджі розчиняються в чашці теплої води, потім вся суміш змішується в реакторі.

Це найпростіша суміш, яка може працювати до 16 днів.

Удосконалена формула суміші

• 1 чашка води
• 2 чашки цукру
• чайна ложка винних дріжджів

Це дорожча суміш. Тут використовуються рідкі живі дріжджі. Їх немає необхідності розчиняти. Ці дріжджі стійкіші до рівня спирту в суміші, така суміш може працювати 22 дня і більше.

Зауваження по сумішам

Ви повинні експериментувати зі своїми сумішами. У всіх різна вода, зі своєю унікальною хімією. Це істотно впливає на продуктивність суміші. Пробуйте злегка модифікувати співвідношення дріжджі / цукор / вода, поки ви не знайдете самий довго працюючий варіант.

Доведено, що суміш дріжджів буде довше працювати, якщо ви зменшите кількість дріжджів. Менша кількість дріжджів значить, що ви отримаєте менше CO2 в хвилину, але проводитися він буде довше і більш рівномірно. Більше дріжджів значить більш інтенсивне виділення CO2 спочатку з поступовим зниженням продуктивності.

На аеробного фазі не проводиться спирт. Можна було б продовжувати цю фазу, але для цього довелося б вводити повітря в камеру генератора, продуваючи суміш. У такому випадку замість CO2 в акваріум почала б надходити його суміш з повітрям, а CO2 в такому випадку набагато гірше розчиняється, що позбавляє аеробне систему сенсу.

продуктивність системи

Хороша CO2-система виробляє достатньо газу, щоб він розчинився у воді до рівня 15 ppm (мільйонних часток). Як правило, дволітрова пляшка виробляє достатньо CO2 для насичення 120-літрового акваріума, якщо газ розчиняється досить ефективним способом.

Важливо пам`ятати, що використання системи подачі CO2 в травник знижує рН води в акваріумі. Деяка частина CO2, розчиненого у воді, утворює вугільну кислоту, що знижує рН. Для запобігання стрибків кислотності слід забезпечити буферну ємність води. Це призводить нас до визначення карбонатної жорсткості води (kH). Хороший показник kH для травника приблизно дорівнює 6kH. При такому рівні карбонатної жорсткості додавання CO2 в акваріум не призведе до небезпечного для риб стрибка kH.

Ви можете використовувати відношення карбонатної жорсткості і рН для визначення рівня CO2 в вашому акваріумі. Якщо у вас є тести для визначення рН і kH, ви можете скористатися графіком для визначення рівня CO2 в воді акваріума.

створення конструкції

Генератор

Оскільки використання дволітрових пляшок з-під мінералки - ідея не нова, відома вже найголовніша пастка в цьому процесі. Це зміцнення коннектора для трубки в кришці. В основному, кришки для цих пляшок виготовляють з поліетилену. Він використовується, оскільки не зношується, стійкий до бактеріального зараження і стійкий до кислот. Він також добре витримує підвищений тиск. В добавок до хорошим якостям для закручування газованої води, поліетиленові пробки добре підходять і для наших цілей. Однак, поліетилен погано склеюється.

Основні інструкції при використанні пляшок від мінералки для генератора рекомендують просвердлити невелику дірку і вклеїти туди повітряний шланг. Це не зовсім підходить для нашого генератора. Погана склеиваемость кришки призводить до постійних витокам газу і потеріпроізводітельності системи. Більш правильним буде використовувати механічне ущільнення за допомогою пластикового фитинга, для приєднання шланга. Це найкраще інженерне рішення.

Він розроблений для використання з силіконовою трубочкою такого ж типу, як і в нашій системі подачі CO2. Він щільно прикручується в дірку пробки дволітровою пляшки, забезпечує хороше механічне поєднання пробки зі шлангом і дозволяє від`єднувати шланг від пробки при заміні суміші.

Підбурювання надлишкового тиску в системі

У дріжджових генераторів існує загальний недолік: засмічення трубок грудками злиплих дріжджів. Іноді дріжджі потрапляють в трубку і там починає небезпечно наростати тиск. Зазвичай або зриває кришку, або рве трубку і пляшка з генератором падає. Те, що відбувається зазвичай супроводжується запахом, липкий розчин дріжджів розмазується по стінах навколо на великій відстані.

Існує просте рішення - `клапан для відведення високого тиску`. По суті, це спеціальні затички, які повинні вилетіти при певному перевищенні тиску.

Він складається з нейлонового трійника з м`яким гумовим або пластиковим ковпачком. Та частина Е-образного з`єднувача, яка знаходиться під ковпачком, повинна бути зачищена наждачкою до гладкого стану. Ретельна зачистка необхідна для того, щоб уникнути витоку газу при нормальній роботі системи і щоб забезпечити можливість зльоту ковпачка при підвищенні тиску в системі.

Це все розраховується методом проб і помилок. Для імітації високого тиску можна перетиснути шланг після трійника, збовтати реактор і подивитися, при якому тиску зірве ковпачок. Якщо ковпачок не зривати або зриває дуже рано, потрібно взяти новий трійник і зробити новий клапан. Подібна підгонка обладнання вимагає часу, посидючості й акуратності, зате цей клапан врятує вас від великих неприємностей в майбутньому. Клапан необхідно розміщувати після газового сепаратора.

Запобігання попадання браги в акваріум

Наступне пристосування для запобігання попадання дріжджів в акваріум - це механічний газовий сепаратор. Це пляшка з водою і двома фітингами. Ідея полягає в відділенні газу від твердих або рідких компонентів за допомогою гравітації.

На схемі показаний приклад сепаратора, зробленого з 0.5 л пляшки від мінералки. Ця пляшка приєднана нейлоновими стяжками до дволітровою пляшці генератора. У пробку вмонтовані два фітинга. До одного фітинги всередині пляшки приєднана трубочка довжиною до дна пляшки. Це вхід в сепаратор.

Пляшка заповнюється на дві третини водою. Концепція роботи сепаратора наступна - суміш газу, рідин і твердих частинок потрапляє через довгу вхідну трубку на дно пляшки, заповненої водою. Рідини і тверді частинки залишаються у воді, а газ піднімається через воду і йде в напрямку реактора. Для кращої ефективності сепаратор потрібно розміщувати як можна ближче до генератора, щоб газопроводи між двома судинами не забиває і не зупиняли вашу систему.

Використання цих двох пристроїв зробить роботу вашої саморобної системи безпечної, надійної і високоефективної, і ви будете позбавлені проблем, пов`язаних із забиванням газопровідних трубочок, цієї загальної біди всіх саморобних систем генерації CO2.

Примусовий механізований реактор СО2

У цій секції описаний саморобний реактор CO2, зібраний з частин, які можна купити в найближчому зоомагазині. Ніяких спеціальних запчастин.

На схемі зображено зібраний механізм в цілому. Апарат може працювати як з саморобним дріжджовим CO2-генератором, так і з будь-яким комерційним. Основне призначення реактора - повністю розчиняти отриманий CO2 в воді. Це досягається введенням CO2 в реактор і утриманням його там, поки він не буде розчинений в потоці води. Це активна система, що означає забезпечення потоку води в реакторі замість очікування, поки CO2 самостійно розчиниться в стоячій воді, як в дзвонах. Активний реактор також набагато менше схильний до засмічення, ніж перераховані вище пасивні дифузори. Система вловлює бульбашки CO2 і не дає їм покинути воду до того, як вони розчиняються.

Поролонова губка на вході помпи виконує роль невеликого фільтра, щоб запобігти засмічення крильчатки насоса і зберегти губку в нижній частині камери реактора чистою. Якщо нижня губка заб`ється брудом, CO2 не зможе потрапити в реактор через надлишкового тиску в камері.

Наступна частина реактора - це камера. У вас немає інших ідей, використовуйте трубку від сифона. Верхня кришка знімається. У ній потрібно просвердлити отвір для трубочки з CO2. Бажано вставити туди шматочок жорсткої трубки, на яку буде одягатися гнучка трубка. Переконайтеся, що діаметр дірки трохи менше діаметра вашої трубки, для того, щоб вона туди ввійшла щільно. В отвір сифона, до якого приєднується шланг, повинен якраз увійти вихід помпи.

Ефективність установки поліпшується при використанні хорошого розпилювача. Потрібно брати спеціальні розпилювачі, які не руйнуються від впливу CO2 і дають дуже маленькі бульбашки.

Нижче наведено малюнок реактора в розібраному вигляді. Це дозволить вам краще уявити собі, як це все працює в зборі.