Меню

Генератор со2 с одной бутылкой



CO 2 для аквариума

Можно пропустить введение и эксперименты, и сразу перейти к описанию конструкции безнапорного генератора CO 2 . Это лучший вариант на сегодня.

Опыты с кислотой, содой и конструкцией генератора

В последнее время в моём аквариуме плохо растут растения. Валлиснерия еле выживает. Криптокорина и подобные растения размножаются так медленно, что все листы успевают обрасти чёрной бородой.

Однажды у меня уже был аквариум с сочными зелёными растениями без чёрной бороды или нитчатки.

  • Аквариум стоял на подоконнике.
  • Мы жили вчетвером в одной комнате коммунальной квартиры.

По этим двум причинам света и углекислого газа было много.

Освещение

Недавно я заменил люминисцентные лампы на светодиодные 2 по 30 вт в аквариуме 200 литров и 2 по 20 вт в аквариуме 100 литров. Теперь при освещении из растений поднимаются пузырьки кислорода. Чаще стали появляться новые листочки.

Пришло время добавлять CO 2

Я не собираюсь создавать «голландский» аквариум или «травник». Меня устраивает более-менее естественное биологическое равновесие в аквариуме. Подавление водорослей и буйные растения, требующие прополки — это не равновесие, а особое хобби. Мне интересно использовать новый вид ламп, и самодельный генератор CO 2 , чтобы посмотреть, что из этого получится. Это не аквариумный интерес, а инженерный интерес. Просто любопытство.

Балонная подача CO 2 кажется сложной. Это для профессионалов с красивыми большими подводными садами. Мне до этого пока далеко. Новичкам проще начинать с брагогенератора . Однажды я пробовал получать CO 2 из сахара и дрожжей.

Эксперимент прекратился, так как неудобно каждое утро и вечер переключать краник, чтобы углекислый газ подавался только при наличии освещения. Также мне не нравился запах дрожжей.

Генератор на сахаре и дрожжах — однокомпонентный , и поэтому конструкция простая. Углекислый газ сначала выделяется бурно, потом всё медленнее. Время работы одной заправки — примерно неделя.

С тех пор появились электромагнитные клапаны для автоматизации подачи газа. Был изобретен двухкомпонентный генератор CO 2 без дрожжей с использованием лимонной кислоты и соды.

Самодельщики делают генераторы углекислого газа не только для аквариума. CO 2 на подоконнике улучшает рост комнатных цветов. CO 2 используется в продвинутых ловушках для комаров.

Химия

В присутствии воды лимонная кислота [C 6 H 8 O 7 ] и пищевая сода [NaHCO 3 ] реагируют и дают в результате цитрат натрия [Na 3 C 6 H 5 O 7 ], воду и углекислый газ.

Уравнение реакции:
C 6 H 8 O 7 + 3NaHCO 3 (кислота+сода в воде) ► Na 3 C 6 H 5 O 7 + 3H 2 O + 3CO 2 (соль вода газ)
без воды реакция не идёт

1 моль (192 грамма) лимонной кислоты даёт 3 моля углекислого газа. Получаемая при этом масса CO 2 равна 3×44 = 132 грамма, объём — 66 литров.

Все участвующие в химической реакции компоненты (сода, лимонная кислота, цитрат натрия, вода и углекислый газ) достаточно безопасны и могут использоваться для приготовления пищевых продуктов.

Напорный генератор «сода + лимонная кислота»

Генераторы с лимонной кислотой бывают с обратными клапанами (более стабильные)

и без обратных клапанов (более надёжные)

Оба типа работают при достаточно большом давлении 1.5-2 атм и используют кран тонкой регулировки подачи CO 2 , который также служит редуктором для снижения давления. Иногда приходится использовать дроссели, например в виде полой иглы от шприца, для уменьшения подачи кислоты и темпа выхода углекислого газа.

Благодаря двухкомпонентности процесс выработки CO 2 более стабильный, так как одна из компонент (лимонная кислота) подаётся малыми порциями по мере необходимости. При снижении давления газа в ёмкости с содой происходит перекачка небольшого количества раствора кислоты в соду. Как только выработка CO 2 восстановится и давление повысится, оно также повышается в ёмкости с кислотой. Таким образом в ёмкости с кислотой поддерживается постоянное (достаточно высокое) давление пока она не кончится. Сигналом подачи новой порции кислоты служит снижение давления CO 2 .

Использование генератора CO 2 с повышенным давлением похоже на использование CO 2 из баллона. После источника высокого давления нужен редуктор для получения небольшого рабочего давления порядка 0.05 атм = 50 сантиметров водяного столба. 50 см — это глубина аквариума. Такое выходное давление имеет безнапорный генератор на дрожжах. Фактически, давление на выходе безнапорного генератора задаётся глубиной погружения выходной трубки в аквариум. При глубине 40 см получим давление 40 см вод ст. Такому генератору не нужны краны, дроссели и редукторы.

Безнапорный генератор

Простой двухкомпонентный генератор CO 2 можно сделать без давления и без крана тонкой регулировки. Подаём кислоту в соду в нужном темпе. И получаем газ в нужном количестве.

Известны (но не получили распространения) конструкции генераторов углекислого газа, в которых кислота дозированно подаётся в соду насосом, или подаётся в соду самотёком из негерметичной ёмкости установленной выше ёмкости с содой на высоте, примерно равной глубине аквариума.

Есть более простая и компактная схема. Для подачи кислоты можно использовать отверстие или хорошо смачиваемую верёвочку — фитиль. Я видел как по такой верёвочке за 1 день вытек на стол стакан чая. Для настройки темпа подачи CO 2 подбираем диаметр фитиля.


Выход газа из ёмкости с содой. Подача кислоты самотёком через капилляр или фитиль.

Как и в безнапорном генераторе на дрожжах давление внутри генератора само поддерживается таким, чтобы газ подавался на глубину аквариума. Обычно не более 1м водяного столба.

Конструкция

Окончательная (на сегодня) конструкция генератора CO 2 будет описана в конце страницы. Сначала я расскажу, какие варианты были испытаны, какие у них достоинства и недостатки.

Для удобства экспериментирования, обслуживания и настройки кислоту и соду лучше поместить в отдельные ёмкости, соединённые трубками.


схема генератора

    В качестве ёмкостей удобно использовать бутылки от Кока-Колы
  • 1 или 2 литра для раствора соды — 70 г соды на 700 мл воды
  • 0.5 литра для раствора лимонной кислоты — 50 г кислоты на 250 мл воды
Читайте также:  Ремень для генератора калина 8 клапанный

На трубке выравнивания давления стоит обратный клапан, чтобы при разборке конструкции из этой трубки не вытекала кислота.

В качестве регулятора потока используется кран для воздушной трубки. Регулируем подачу кислоты так, чтобы обеспечить нужный поток CO 2 . Подача кислоты видна по падающим каплям. Правильный темп подачи 1 капля за 5-20 сек. Если использовать соду с избытком, то, зная концентрацию лимонной кислоты и размер капли, вы можете оценить количество капель для получения нужного количества CO 2 . Чем меньше концентрация раствора лимонной кислоты, тем точнее можно регулировать выработку углекислого газа.

Если размер капли примерно равен 3 мм, то 1 капля 10-процентного раствора лимонной кислоты даёт 1 куб.см. углекислого газа.

Время работы от одной заправки зависит от темпа химической реакции, который вы подобрали и от объёма растворов. Зная объём раствора кислоты, можно оценить время расходования кислоты по размеру и частоте падения капель.

Кран-регулятор можно использовать для отключения генератора на ночь. Чтобы не нарушать настройку крана-регулятора, можно использовать второй кран или зажим для отключения генератора, а кран-регулятор — только для настройки. Для автоматического отключения генератора на трубку подачи кислоты можно установить электромагнитный клапан.

В качестве реактора для растворения CO 2 в воде я пока использую распылитель.

В отличие от генератора на дрожжах в новом генераторе (1) есть возможность регулировки выработки CO 2 , (2) есть возможность отключения генератора, а также (3) нет запаха браги.

В отличие от напорного генератора снизились требования к герметичности, так как нет высокого давления. Благодаря этому (1) не нужен защитный клапан, (2) можно применять банки с широкими крышками, а не только бутылки от Кока-Колы. (3) Можно применять простой кран подачи кислоты вместо крана тонкой регулировки. Кроме того, в новом генераторе видна подача кислоты в соду, и (4) можно регулировать темп подачи кислоты по числу капель.

Чтобы убедиться, что нет потерь CO 2 из-за негерметичности можно использовать счётчик пузырьков.

Чтобы не использовать тройник, можно установить трубку отвода CO 2 в крышку бутылки с содой.

Если вы сделали безнапорный генератор, и добились стабильной выработки CO 2 , но хочется ещё улучшить дизайн, то можете попробовать вообще убрать трубочки между банками кислоты и соды.

Упрощённая конструкция

Упрощённый генератор состоит из широкой банки для соды и пластиковой бутылочки для лимонной кислоты. Бутылочка приклеена герметиком сверху (или снизу) к крышке банки.

Для подачи кислоты в соду самотёком в дне бутылочки сделано отверстие 1-3 мм. Подбирая диаметр отверстия, или вставляя в него капилляр (нитку, спичку) можно обеспечить необходимый темп выработки CO 2 . Причина использования капилляра в том, что герметик и пластик могут плохо смачиваться. Из-за этого в отверстии образуется воздушная пробка. Кроме того, капилляр позволяет использовать почти любые доступные трубки. Без него пришлось бы подбирать диаметр трубки, что не так легко.

Проблема «воздушной пробки» упрощается, если использовать трубку выравнивания давления. При этом нужно принять меры, чтобы кислота вытекала не слишком быстро, например трубка для вытекания кислоты должна быть тоньше.

Если в качестве трубки использовать кусочек стержня шариковой ручки или кусочек трубки от «ватной палочки», то в качестве капилляра подходит «зубной ёршик». Он хорошо держится при вдвигании в трубку на любую глубину. Подобрав глубину установки ёршика, можно отрегулировать темп подачи кислоты и соответствующий темп выработки углекислого газа. При плохой смачиваемости трубки можно использовать одновременно ёршик и нитку.

В отличие от системы с трубками в упрощённом генераторе нужно выполнять настройки до начала работы. Поскольку работа системы не зависит от давления, то при наладке, подборе трубочки и капилляров можно не закрывать крышку бутылочки с кислотой. При наладке системы используйте небольшое количество растворов рабочей концентрации. После того, как стабильность выработки CO 2 налажена можно налить полную дозу растворов и подключить систему к аквариуму.

Для отключения подачи газа в упрощённой системе можно, использовать тройной кран (или тройник + кран) на трубке CO 2 , как это делают в генераторе на дрожжах. Открываете кран на ночь, и газ выходит не в аквариум, а в комнату. При этом генератор продолжает работать.

Внутренний генератор CO 2

А вдруг, после освоения «упрощённого генератора», вы захотите дальнейших упрощений, например, захотите вообще отказаться от трубок. Тогда вместо выходящей из верхней бутылочки трубки вставьте распылитель, к дну широкой банки прикрепите груз, поставьте новый ещё более простой генератор прямо в аквариум, а над ним поместите перевёрнутый пластиковый лоток (колокол для растворения CO 2 ). В качестве груза можно приклеить герметиком медный диск или диск из нержавейки снаружи к дну банки. Проще, но менее красиво — положить в банку шарики или гвозди из нержавейки.

Эта конструкция нравится мне ещё тем, что если где-то есть утечки, то утекающий углекислый газ даром не пропадёт. Всё попадёт в колокол, и будет растворено в воде в меру необходимости.

В отличие от внутреннего генератора на сухих компонентах в новой конструкции негерметичность не может привести к взрывной выработке CO 2 .

Надо сказать, что большое количество CO 2 можно получить и в нашем генераторе. Если сделать погружной генератор с трубкой компенсации давления, повалить его на бок и держать (если не держать, то он встанет вертикально, как неваляшка) то компоненты могут перетечь по трубке компенсации давления. Мы получим большое количество CO 2 и быстрое повышение давление в ёмкости. В аквариум некоторое время будет выходить много CO 2 . Если выход к распылителю будет затоплен изнутри, то в аквариум через распылитель будет выходить раствор лимонной кислоты. Я не представляю, чтобы такое стечение неблагоприятных событий произошло случайно или в результате неосторожности.

Читайте также:  Ремень генератора м57 е53

Мы рассмотрели довольно много вариантов безнапорных генераторов CO 2 на растворе соды и лимонной кислоты. Кроме достоинств, у этих конструкций есть недостатки. (1) При использовании большой бутылки от Кока-Колы, генератор работает нестабильно, так как при низком давлении CO 2 давление в этой бутылке чувствительно к давлению и температуре в комнате. (2) Использование обратного клапана на трубке компенсации давления, как и попадание жидкости в эту трубку, приводит к небольшому снижению давления в ёмкости с кислотой по сравнению с ёмкостью с содой. Из-за этого могут быть проблемы с вытеканием кислоты. (3) Генераторы без компенсации давления имеют риск нестабильности из-за «воздушной пробки».

Благодаря высокому рабочему давлению этих недостатков нет у «напорного генератора». Он мало чувствителен к эффектам поверхностного натяжения и колебаниям внешней температуры и давления.

Стабильный безнапорный внутренний генератор CO 2

Используем достаточно жёсткую ёмкость. Обеспечиваем выравнивание давлений без трубки и обратного клапана. Наконец, ружьё, которое в первом акте висело на стене, должно выстрелить — используем фитиль вместо трубки для подачи раствора кислоты в соду.

На дно ёмкости надо положить груз. Негерметичная сверху ёмкость для кислоты должна быть почти заполнена. Количество раствора соды надо сделать таким, чтобы дно баночки с кислотой касалось поверхности соды. Из-за этого количество растворов в данной экспериментальной конструкции не может быть большим. Фитиль должен доставать от дна ёмкости с кислотой до поверхности соды.

Фитиль на фото обеспечил стабильную работу генератора в течение 3 часов. Через 3 часа уровни кислоты и соды сравнялись. Это не зависит от концентрации растворов, а зависит только от капиллярных свойств фитиля. Вероятно, при уменьшении ширины капилляра в 3 раза можно получить 9 часов. Не очевидно, что зависимость расхода кислоты от сечения капилляра линейная, и лучше проверять её экспериментально.

Если для растворения CO 2 используется «колокол», то особого смысла в распылителе нет. Достаточно сделать в крышке отверстие 0.5 мм, например, иголкой.

Пока я экспериментировал со слабыми растворами. 2-3 грамма соды и кислоты на 1 заправку. Если увеличить концентрацию, а также, если подобрать более удачные ёмкости, то можно добиться работы такого устройства в течение нескольких дней.

В следующем примере ёмкость для кислоты тоже была не герметичной (без крышки), но благодаря широкой крышке ёмкости для соды удалось поместить большее количество растворов внутри этого генератора CO 2 . Использовались растворы, содержащие по 1 чайной ложке соды и лимонной кислоты.


компактный генератор

Такая конструкция с более компактным размещением ёмкости с кислотой внутри ёмкости с содой проработала на одной заправке 4 дня. При уменьшении сечения фитиля и увеличении концентрации растворов, наверно, можно достичь продолжительности 1-2 недели.

Использовалась квадратная стеклянная банка ёмкостью 1 литр с резиновым уплотнением. Внутри неё размещались 2 прозрачных пластиковых стаканчика (донышки бутылок). Размер стаканчика с раствором кислоты 150 мл.

Этот генератор вырабатывал CO 2 достаточно долго и стабильно, но его неудобно разбирать и невозможно выключить.

После экспериментов, я начал кое-что понимать, и научился кое-что рассчитывать. Пришло время создания безнапорного генератора углекислого газа, который сможет работать месяцами и который автоматически отключается при отключении освещения аквариума.

Циклический генератор CO 2


автоматический циклический генератор

Описание циклического генератора перенесено на отдельную страничку

Источник

Все об СО2 для аквариума и его роли

Аквариум с яркими рыбками и густыми зелеными растениями – это не только красивый предмет интерьера, но живая аквасистема, которая требует заботы и пристального внимания владельца. Опытные аквариумисты знают, что для растений и развития рыб требуется подача углекислого газа в аквариум. Генератор углекислого газа можно купить в специализированных местах продажи, или изготовить CO2 для аквариума своими руками, следуя несложной инструкции.

Для чего нужен углекислый газ в аквариуме

CO2 в аквариуме – это основной источник углерода, который жизненно необходим растениям для нормального развития и роста, однако многие новички не знают, зачем CO2 в аквариуме нужен. В стандартных аквариумах CO2 достигает 40мг/1 л жидкости. Несмотря на то, что рыбки в процессе жизнедеятельности выделяют углекислоту, этого количества недостаточно для хорошего развития видов флоры, так как подводным растениям и цветам подача CO2 необходима для получения энергии в результате фотосинтеза.

Польза CO2 в аквариуме:

  • Углекислый газ является бесценным источником углерода для флоры.
  • Благодаря подаче этого вещества в резервуар растения стремительно растут и крепнут.
  • Углекислый газ в аквариуме понижает уровень щелочности в емкости, что положительно сказывается на жизни обитателей.

Подача углекислоты при помощи газированной воды

Многие аквариумисты, задумываясь над таким вопросом, как система подачи CO2 в аквариум своими руками, даже не догадываются, что проблема может быть решена весьма простым путем – газированной минеральной водой. В бутылках минералки с газом содержится значительное количество углекислоты – до 10000 мг/л. Даже учитывая, что после открытия емкости большая часть газа моментально выветривается, в газированной воде все равно остается приличная часть CO2 – 1500 мг/л.

Следует сразу отметить, что способ подачи CO2 своими руками при помощи газированной воды подходит только для тех резервуаров, чья вместимость не превышает 50 л. Для введения углекислоты нужно всего лишь каждое утро наливать в водоем газированную водичку из расчета 20 мм/10 л жидкости. Этого количества будет достаточно для представителей флоры, и уже скоро зеленые жители скажут владельцу «спасибо», демонстрируя цветущий и здоровый вид.

Создание генератора CO2 своими руками

Чтобы обеспечить растениям подачу углекислоты, можно приобрести реактор CO2 в специализированных магазинах, однако подобная установка отличается огромными размерами и стоит недешево. Опытные аквариумисты предпочитают использовать самоделки – генератор CO2, изготовленный самостоятельно из подручных материалов.

Читайте также:  Генератор никнейма из заданных букв

По результативности самодельный агрегат не уступает магазинным аналогам, а сборка и установка прибора CO2 в аквариуме не займет много времени, денежных средств и сил владельца.

Материалы для изготовления

Для сооружения генератора CO2 своими руками понадобится:

  • Прозрачная пластиковая бутыль вместимостью 2 л – 1 шт.
  • Пластиковая пустая бутылка с широким горлышком – 1 шт.
  • Медицинский шприц – 1 шт.
  • Трубочка от капельницы – 1 шт.
  • Силикон.
  • Клапан обратного давления – 1 шт.
  • Шланг – 1 шт.
  • Присоски для фиксации.
  • Распылитель.

Сборка

Подготовив необходимые материалы, система CO2 для аквариума собирается следующим образом:

  • Из медицинского шприца убирают поршень и отрезают нижнюю часть, помещая в шприц клапан обратного давления.
  • Из крышечки от бутылки удаляют перегородки и лишние выступы, используя острый нож. Во время действия соблюдают осторожность, чтобы не пораниться.
  • Подготовленный шприц с клапаном соединяют с крышечкой при помощи аквариумного силикона. В получившуюся конструкцию наливают немного водички – устройство будет играть роль счетчика пузырьков CO2 своими руками.
  • Сделанный счетчик соединяют с большой пластиковой бутылкой.
  • В крышке второй бутылочки проделывают дырочки для переходника при помощи толстой иглы. Переходник от капельницы вставляют в крышку и подсоединяют шланг. Стыки промазывают силиконом.
  • Получившийся генератор CO2 наполняют жидкостью. Конструкции соединяют шлангами: от бутыли вместимостью 2 л кончик трубки прикрепляют к крышке клапана, от иголки – к искусственному водоему.

Составы для генератора

Собрав самодельный генератор для подачи CO2 в аквариум, следует заняться приготовлением раствора, который будет выделять углекислоту путем брожения. Существуют множество рецептов для выделения углекислого газа, однако самыми популярными и простыми считаются:

  • С содой и кормом – для приготовления понадобится 200 г сахарного песка, щепоть соды, ½ чайной ложки корма для рыбок, дрожжи и кусочек хлеба. Ингредиенты засыпают в брагобутыль, и заливают смесь теплой водичкой, оставив пять см от крышки. После этого распылитель самодельного генератора опускают в резервуар и спустя 10 часов проверяют подачу углекислоты. Если CO2 не выделяется, то в конструкции остались негерметичные места. Брага для аквариума, изготовленная по этому рецепту, будет выделять CO2 в течение двух недель, после чего нужно приготовить свежий раствор.
  • С крахмалом – аквариумисту понадобится 400 г сахарного песка, 140 г пищевой соды, 160 г крахмала и 1 л воды. Ингредиенты помещают в кастрюлю и варят до густой консистенции, после чего оставляют остывать. Остывшую смесь переливают в бутыль для брожения и помещают распылитель в водоем. Углекислый газ с использованием этой смеси будет выделяться 3 месяца.
  • С содой и мукой – для приготовления нужны дрожжи (на кончике ножа), 100 г сахарного песка, 25 г муки и соды. Компоненты заливаются 500 мл воды, тщательно перемешиваются и наливаются в бутылочку для брожения. Срок действия – 14 дней.
  • С желатином – состав будет действовать 30 дней. Для приготовления необходимо залить 30 г желатина 500 мл воды и оставить разбухать на полчаса. После истечения указанного времени в смесь добавляют еще столько же воды и 1 ст. ложку соды. Массу ставят на медленный огонь до полного растворения веществ. После этого смесь переливают в бутыль для брожения, добавляют сухие дрожи и закрывают крышкой.
  • С лимонной кислотой – самый популярный рецепт состава. Подачу CO2 в аквариум лимонная кислота и сода подает на протяжении светового дня, и готовится очень просто: нужно смещать 10 г лимонной кислоты и столько же соды, перемешать и засыпать в увлажненную предварительно тару. Подача CO2 в аквариум лимонной кислотой и содой готова.

Сколько подавать углекислоты

То, сколько подавать углекислого газа в аквариум, зависит от вместимости резервуара и количества представителей флоры и фауны, поэтому расчеты совершаются индивидуально. Подсказать, что уровень углекислоты повышен или понижен, аквариумисту помогут следующие признаки:

  • Если уровень выделяемой углекислоты находится в норме, то спустя неделю можно заметить, что листики растений покрылись пузырьками кислорода.
  • При правильном уровне CO2 питомцы будут вести себя подвижно, выглядеть здоровыми и бойкими. Если самочувствие рыбок ухудшилось, то нужно отселить фенотипы на время в отдельную емкость, а подачу углекислоты прекратить. Вернуть питомцев в старый водоем можно через два часа, а подачу возобновить спустя пару дней.
  • О превышении уровня углекислого газа сигнализирует избыток водорослей, которые покроют налетом стенки и декорации резервуара.
  • О понижении уровня углекислоты в искусственном водоеме подскажет значительно уменьшение кислотности воды. В этом случае опытные аквариумисты рекомендуют добавить в воду 1 чайную ложку соды на 50 л.

Точно определить количество выделяемого углекислого газа в аквариум могут специальные тесты с индикаторами, которые можно приобрести в зоомагазинах.

Меры предосторожности

Установив самодельный генератор CO2 в аквариум, аквариумисту нужно учесть следующие моменты:

  • Контроль количества выделяемой углекислоты с помощью тестов. Если количество CO2 превысит допустимые нормы, то отрицательно отразится на водоеме: вода помутнеет, рыбки погибнут от удушья.
  • Регулярная проверка уровня кислотности водной среды. Чрезмерное количество углекислого газа понизит кислотность, что может не понравиться рыбкам.
  • Регулировка освещения – фотосинтез не будет совершаться без света, поэтому нужно контролировать мощность осветительных приборов и продолжительность светового дня.
  • Кроме подачи углекислого газа, для стремительного роста растений необходимо вносить удобрения и минеральные подкормки.

Система для подачи углекислого газа в аквариум – такой же важный прибор, как и фильтр или аэратор. Углекислота является ценным источником углерода, и помогает подводной флоре получать нужную энергию для роста и развития, поэтому генератор CO2 нужен в каждом аквариуме, где присутствуют живые растения.

Источник