سیستم Co2 | گیاهان آکواریومی

دوستان این تصویر کلی از همین طرحیه که گفتم

چندتا سوال برای خودم پیش اومد که موندم عملی میشه یا نه

یکی این که ممکنه انقد co2 تولید بشه که بطری نتونه تحمل کنه و بووووم

و اینکه چجوری میزان خروج co2 باید تنظیم شه

سعی میکنم قسمت های مهمشو  تیکه تیکه ترجمه کنم و بزارم رو سایت

تزریق co2 به آکواریوم گیاهی را می توان با روش های متعددی انجام داد.محصولات تجاری مختلفی برای این کار وجود دارد.

قرص های تجاری کربن لازم برای گیاهان آکواریوم را تامین می کنند ولی منبع دائمی برای تامین co2 نیستند.روش دیگر برای تزریق co2 استفاده از سیستم co2 فشرده است که شامل کپسول co2 ، گاز،رگلاتور،سوپاپ می باشد.احتمالا این سیستم بهترین روش در دسترس است. این سیستم ممکن است پرهزینه باشد.

اولین مرحله ساخت یک ژنراتوری که  منبع تجدید شدنی co2 باشد است.روش های مختلفی برای تولید گاز co2 وجود دارد.اما ساده ترین و ایمن ترین استفاده از ژنراتور تخمیری است.مخمر شکر مصرف میکند و یکی از فرآورده های آن co2 است.فعالیت مخمر برای تولید co2 به محیط آن و شکری که در دسترس آن قرار دارد وابسته است.معمول ترین راه این است که مخمر و شکر را در آب حل کنیم.این پروسه تخمیر نامیده می شود

در مرحله بعد باید بتوانیم co2 را جمع آوری کنیم و به آب تانک برسانیم.برای این کار محلول مخمر و شکر را در ظرف کاملا بسته قرار میدهیم و سپس از طریق لوله ای که به ظرف متصل است گاز را به تانک هدایت می کنیم.

در مورد این طرح برای تزریق co2 و حل کردن آن در آب به روش های کارآمدی نیاز است.که این کار را میتوان با تولید مستقیم و ساده حباب co2 در آب،تماس غیر فعال،انتشار یا واکنش فشاری انجام داد.

نمونه هایی از طراح های این سیستم

به دلیل اینکه ژنراتورها میزان محدود co2 را تامین میکنند ضروری است که این سیستم در انتقال و حل کردن co2 در آب کارآمد باشد.

شکل شماتیک این سیستم به صورت زیر است

 

ژنراتور تخمیری

ارزان ترین و بهترین ظرف برای استفاده در سیستم ژنراتور تخمیری بطری ۲ لیتری نوشابه است.اگر از بطری ۴ لیتری استفاده شود بهتر است.فاکتورهای متعددی وجود دارد که بطری نوشابه را مناسب ترین انتخاب می کند.مهمتر از همه اینکه این بطری ها برای نگه داشتن محلول آب گازدار طراحی شده اند.این نکته مهم است چون ممکن است فشار گاز درون بطری به میزان قابل توجهی افزایش یابد.

گاز co2 تولید شده سمی نیست ولی اگر سیستم خراب شود و مخمر و آب و شکر در فضای خانه پخش شود باعث آلودگی میشود.

مسئله دیگری که نیاز به بحث دارد در بطری نوشابه و سیستم لوله کشی است.در بطری های نوشابه اکثرا با پلی اتیلن ساخته می شود.که این پلی اتیلن با اکثر چسب ها قابل چسباندن نیست.در نتیجه نشت مواد داخل بطری به بیرون،مخصوصا در محل اتصال در بطری رخ میدهد.

لوله کشی

در مرحله بعد رساندن گاز به تانک باید مورد توجه قرار گیرد.لوله کشی باید برپایه چند فاکتور انجام شود.اول حفظ فشار،اینکه لوله کشی تحمل فشار را داشته باشد.از آنجایی که لوله ها تحت فشار قرار میگیرند نباید منبسط شوند.پس لازم است که لوله ها سخت باشند یعنی اینکه در اثر فشار یا واکنش با گاز co2 نشکنند.

مناسب ترین گزینه استفاده از شیلنگ های سیلیکون است.این شیلنگ ها با co2 واکنش نمی دهند. همچنین منعطف می باشند و فشار را حفظ می کنند.

توجه به این نکته مهم است که از برگشت آب در لوله جلوگیری شود.این مسئله را میتوان با سوپاپ براحتی حل کرد.سوپاپ های زیادی در بازار وجود دارند.در انتخاب سوپاپ باید به نکاتی توجه کرد

از خرید سوپاپ های فلزی اجتناب شود چون بخار ممکن است بخار آب باعث زنگ زدن آن شود(همچنین co2 ممکن است باعث خوردگی فلز شود).بنابراین مهم است که از سوپاپ های پلاستیکی استفاده شود

علاوه بر این،براساس دلایل فوق بهتر است از وسایل فلزی در ساخت این سیستم استفاده نشود.

حل کردن گاز در آب

از آنجایی که مقدار co2 تولید شده در این سیستم محدود است مهم است که میزان زیادی از co2 تولید شده در آب حل شود.

ساده ترین و ناکارآمدترین روش این است که لوله به داخل تانک هدایت شود و co2  از طریق آن خارج شود و یا اینکه از سنگ هوا استفاده شود.این روش به هیچ وجه توصیه نمی شود چون میزان زیادی از گاز هدر میرود.

روش بهتر استفاده از وسیله ای به نام زنگوله co2(co2 bell) است.این وسیله به شکل یک نیم کره است.گاز co2 در زیر آن تجمع پیدا می کند سطح تماس گاز با آب افزایش پیدا کرده و گاز بیشتری در آب حل می شود.مشکل این وسیله این است که سطح تماس گاز با آب را به اندازه کافی زیاد نمی کند. اشکال دیگر این وسیله این است که گنجایش آن کم بوده و بعد از مدتی از گاز پر شده و co2 اضافی هدر می رود.

 

روش دیگر استفاده از دیفیوزر(انتشار دهنده) است.دو مدل دفیوزر در بازار موجود است.یکی از آنها وسیله ای است که مدت زمان تماس حباب co2 را با آب افزایش میدهد.که این کار با حرکت حباب در مسیر مارپیچی انجام میشود.در شکل یک نمونه ازین دیفیوزرها نشان داده شده است.سازنده این دیفیوزر ادعا می کند که طراحی خاص این دیفیوزر به گونه ای است که باعث انتشار مقادیر زیادی از co2 به آب میشود و مقادیر اضافی گاز را حذف می کند.

 

مدل دیگر این دیفیوزرها نوع شیشه ای آن است.این وسیله سطح تماس گاز با آب را از طریق کوچک کردن سایز حباب ها انجام میدهد.این روش آزمایش شده است و میتواند در حل شدن گاز در آب بسیار موثر باشد.در تصویر زیر این دیفیوزر نمایش داده شده است.

 

 

گاز به لوله ی پشتی وارد می شود،و در زیر صفحه شیشه ای قرار میگیرد.این صفحه ی شیشه ای هزاران سوراخ ریز دارد که حباب های بسیار ریزی تولید میکند.با افزایش تعداد حباب ها سطح تماس گاز و آب افزایش یافته و میزان زیادی گاز co2 در آب حل میشود.این دیفیوزرهای شیشه ای احتمالا بهترین نوع دیفیوزر هستند.این دیفیوزر ها به صورت دست ساز در ژاپن ساخته میشوند و قیمت بالایی دارند.تنها مشکل این دیفیوزرهای شیشه ای این است که ممکن است بعد از مدتی سوراخ ها مسدود شوند پس این دیفیوزرها نیاز به تمیز کردن منظم دارند.

بهترین روش از نظر من(نویسنده) استفاده از رئاکتور تحت فشار است.رئاکتور تحت فشار قادر از مقادیر زیادی آب را در تماس با گاز قرار دهد.روش های قبلی تاثیر کمتری ازین لحاظ دارند به عبارت گردش آب اطراف دیفیوزرها ضعیف است.

در روشی که از رئاکتور تحت فشار استفاده میشود از طریق واترپمپ مقادیر زیادی آب در تماس با گاز قرار میگیرد انحلال گاز در آب بالا میرود.این رئاکتور به طور کلی از یک واتر پمپ و محفظه ای که واکنش در آن انجام می شود تشکیل شده است.در داخلی ظرفی که در آب واکنش صورت میگیرد موادی وجود دارد که گاز و آب را مخلوط میکنند و مدت زمان تماس آب و گاز را افزایش میدهند و مانع هدر رفتن گاز میشوند.شکل زیر یک نمونه از این رئاکتور تحت فشار را نشان می دهد.این رئاکتور شامل پاورهد با پیش فیلتر(prefilter) و لوله  پاک کننده gravel  (gravel cleaning tube)   و پد فیلتر و سنگ هوا است.هزینه خرید تمام قطعات این رئاکتور زیر ۳۵ دلار میشود.

 

شکل زیر طرح نهایی این رئاکتور رو بعد از کامل شدن نشان میدهد.این دستگاه با سیستم تخمیر دست ساز کار خواهد کرد.هدف اولیه این رئاکتور این است که این امکان را فراهم کند که تمام co2 تولید شده در آب تانک حل شود.این کار با تزریق co2 به داخل رئاکتور و احتباس آن انجام می شود.این co2 در تماس با جریان بالای آب قرار میگیرد و محلول در آب می شود.

این کار از اتلاف  co2 قبل از اینکه در آب حل شود جلوگیری میکند و تقریبا تمام گاز در آب حل می شود.

 

وسایلی که برای ساخت این رئاکتور استفاده میشود در تصویر و جدول زیر نشان داده شده است

 

دوستان من عکس هرکدوم از وسایل رو از اینترنت پیدا کردم.میزارمش که کامل مشخص بشه از چه وسایلی استفاده شده.

 

 

 

 

فرمول ترکیب مخمر ، شکر و آب به صورت زیر است

دو فنجان آب

دوفنجان شکر

یک چهارم قاشق غذاخوری مخمر

یک چهارم فنجان آب ولرم(۱۰۴ درجه فارنهایت)

نکته:مخمر ابتدا باید در آب ولرم حل شود.

References:

Booth, George, (1995) Aquarium plants & DIY CO2 injection, newsgroup rec.aquaria March 6th, 1995, [Bibl. Citation]

Madsen and Sand-Jensen (1994) The interactive effect of light and inorganic carbon on aquatic plants growth. Plant, Cell and Environment 17: 955-962.

Maberly (1983) The interdependence of photon irradiance and free carbon dioxide or bicarbonate concentrations on the photosynthetic compensation points of freshwater plants. New Phytologist 93: 1-12.

Vincent O, et al. (2001) Subcellular localization of the Snf1 kinase is regulated by specific beta subunits and a novel glucose signaling mechanism. Genes Dev 15(9):1104-14

Ko CH, Liang H, Gaber RF (1993) Roles of multiple glucose transporters in Saccharomyces cerevisiae. Mol Cell Biol 13(1):638-48

Wyeast Labs, Inc. (1997) History of yeast. Published on company website.

The Bakery Yeast Manufacturers Committee of the European Union (COFALEC) (1999) The science and history of yeast. Published on organization website.

Vern J. Elliott, (2002), Ability of Indigenous Yeasts from Aerial Plant Surfaces to Degrade Sugars from Insect Honeydew, The Journal of Cotton Science 6:60-67

 

دوستان من این مقاله رو به صورت خلاصه ترجمه کردم.یه قسمت از مقاله بود که مخمرهای مختلف رو بررسی میکرد.این قسمت رو ترجمه نکردم.یه جاهایی هم هست که نیاز به بحث بیشتری داره.

ایشالله دوستانی که اطلاعاتی در این زمینه دارن نظر بدن تا طرح تکمیل شه

سلام.خواهش میکنم

فقط من یه قسمت مقاله رو یادم رفت ترجمه کنم .قسمت خیلی مهمیم هست.گذاشته بودم آخر بنویسمش،فراموش کردم

تو یه قسمت از مقاله گفته یه سیستم co2 در شرایط ایده آل باید ۱۵ پی پی ام co2 رو تو آب حل کنه.و اینکه هر بطری ۲ لیتری از این سیستم co2 دست ساز گاز لازم برای حدود ۳۰ گالن آب رو تامین میکنه

این رو از روی تاثیر گاز رو ph آب اندازه گرفتن.نمودارشم تو مقاله هست