Во избежание холивара «а баллоны лучше!» сразу скажу — я с этим совершенно согласен. И баллон у меня есть. Но после рождения детей жена в категорической форме потребовала убрать из квартиры этот потенциально опасный предмет. Сейчас пустой баллон валяется на лоджии, а я изобретаю альтернативные безопасные способы подачи СО2.
1. брожением. Достоинства — 1 л смеси мне бы хватило на 5 дней, и обошлись бы эти 50 г СО2 всего в 5 рублей.
Недостатки — принципиальная нерегулируемость процесса с сильной зависимостью от температуры. То есть регулировка подачи газа может производиться только изменением размеров колокола, а сделать нормальный колокол я не смог. Да и вообще, ничего у меня не забродило. То ли вода не та, то ли дрожжи хреновые. На этом тема закрылась.
2. Аппарат Киппа на кислоте с содой. Строго говоря, в аппарате Киппа один компонент обязательно должен быть твердым! Никакие растворы и суспензии не допускаются из-за неравномерности реакции. Если используется суспензия бикарбоната, то обязательно нужна мешалка! Ни в одной из описанных в инете конструкций ее нет, и попытка реализации у меня пошла по принципу: «сначала было тихо, потом процесс пошел так лихо»… И гейзер «виски с содовой» в потолок. Потолок покрасил, тему закрыл.
3. экзотический вариант, предложенный на одном далеком форуме — бутылка с минералкой, куда втыкается игла шприца. Достоинств много, недостаток один , но мощный — 80-рублевой бутылки БонАквы мне хватило на один день. Пришла очевидная мысль «дешевле самому газировку делать». И тут меня осенило, как Архимеда. Именно! Засыпать в ту же бутыль соду , добавить одномоментно кислоты, и дальше подавать полученный СО2 в аквариум. Основное достоинство — полная стабильность, безопасность и регулируемость процесса. Бутылка от БонАквы держит весьма большое давление - до 8 атмосфер без потери формы (проверял, накачивая велонасосом с манометром). Но она всего 2 литра. Тот 3-литровый резервуар, что у меня на фото — больше 3 атм подавать уже боюсь. Бутыль не лопнет, но теряет форму - раздувает сужение в середине. Увы, бутыли 5 л от негазированной воды давление не держат вообще — уже на 2 атм у них выпячивает днище.
В общем, экспериментировал я долго, боролся с утечками, менял краны и т. п. Что получилось в итоге - на фото. В бутыли сода (в избытке) и 100 мл воды. Вентиль, кран и 2 сгона с муфтой между ними — это шлюз для заливки кислоты. 50 мл концентрированного раствора (80 г кислоты , вода до 120 мл) покупной лимонки (кристаллогидрат) дают 2 атмосферы, то есть 12 г СО2 — на день работы. Увы , перезаправлять систему приходится ежедневно , но это не сложнее, чем рыб покормить , и занимает столько же времени — открутить верхний вентиль, залить стаканчик кислоты, закрутить вентиль, открыть нижний кран. Вот и все. Кстати , наверху раньше тоже стоял кран, но кислота быстро делает их негерметичными. Вентиль на резине с регулируемой силой затяжки надежнее.
На вентиле висит счетчик пузырьков от системы переливания крови. Игольчатого вентиля я не достал, поэтому регулировка осуществляется сантехническим, но хорошим вентилем (клапан и седло — притертый металл). Впрочем, скоро он вообще будет не нужен.
Изюминка в пробке , навинченной на бутыль. Как выяснилось, загерметизировать штуцер в стандартной пластмассовой пробке невозможно. Нарезанная на штуцере резьба при затяжке гайкой оторвалась, холодная сварка и силиконовый герметик не прилипают к такому пластику. Тут меня осенило еще раз, и я купил «Нарзан» в стеклянной бутыли с металлической (вот оно!) пробкой с резьбой. Нарзан выпил, бутылку выкинул , а к пробке эпоксидкой приклеил штуцер. Насмерть. Никаких утечек.
А, забыл. Почему все собирается на сантехнике. Она без проблем держит и 2, и 4 атмосферы, абсолютно герметична. И относительно недорога.
Окончательная подача в аквариум через реактор, предложенный тут на форуме — шприц, надетый на выход фильтра.
Итог — в ручном режиме система вполне работоспособна. 2 атмосферы (12 г) на 250- литровый аквас в режиме 1-2 пузырька в секунду хватает на 11 часов, dKH 7, pH 7,4, и не меняется. То есть весь СО2 сразу поглощается растениями (которые на 9 часу покрываются пузырьками кислорода). Но в автономном пока не работает.Почему ? Из-за падения давления в бутыли расход уменьшается, и приходится 3-4 раза за день его регулировать.
Варианты усовершенствования
1. поставить пропановый редуктор (лягушку) на выход. У него давление на входе 0,3 — 7,5 атмосфер — то, что надо. На выходе, правда, низковатое — 20-60 мбар — это всего 60 см водного столба. Впрочем, возможно, и этого хватит. Регулировать такое низкое давление можно будет стандартным аквариумным вентилем для компрессора. И можно будет подключить электромагнитный клапан с таймером. (у меня есть, от омывателя. Увы, не держит он 2 атмосферы, поэтому сейчас не у дел. Но 0,5 атм уже держит).
2. Перейти с лимонки на уксусную кислоту. Себестоимость СО2 получается в полтора раза ниже. Но заливать кислоту через шлюз некомфортно — крайне воняет уксусом. Но можно сделать бутыль с кислотой, присоединенную герметично гибким шлангом (через вентиль). Тогда заправка будет выглядеть так: поднять бутыль вверх, слегка открутить вентиль, залить сколько надо, контролируя процесс по давлению, закрыть вентиль , вернуть бутыль на место.
В общем, разработка установки продолжается.

хз-хз. громоздко слишком. про аппарат киппа тут все не раз разжовано, народ их тысачами юзает и доволен. зачем изобретать велосипед? зачем уходить от баллона что б в итоге к нему же и вернутся только в такой вот корявой форме? убери баллон на лоджию, антресоль, ещё куда нить. заправляй в 2 раза меньше, но это, по-моему, изврат.

FerrumCat

artvhm
Так там будет минимальное кол-во жидкой фракции, как следствие давление будет не высоким и оно будет постоянно падать.

Наверно artvhm имел в виду не перелив, а периодическое подключение к большому баллону - "передув", без жидкой фракции.

Все варианты "надуть и стравливать" не обеспечивают стабильности подачи, давление падает.

50 мл концентрированного раствора (80 г кислоты , вода до 120 мл) покупной лимонки (кристаллогидрат) дают 2 атмосферы, то есть 12 г СО2 — на день работы.

FerrumCat
Если используется суспензия бикарбоната, то обязательно нужна мешалка! Ни в одной из описанных в инете конструкций ее нет, и попытка реализации у меня пошла по принципу: «сначала было тихо, потом процесс пошел так лихо»… И гейзер «виски с содовой» в потолок. Потолок покрасил, тему закрыл.

Никакие растворы и суспензии не допускаются из-за неравномерности реакции.

oltrew

Получается "полутороосновная" кислота.

Бутылка 0,5 л.
Лимонная кислота (моногидрат) 5 г завернута в бумажную "конфету".
Сода 10 г (с избытком).
Вода 20 мл.
Расчетное давление 5*0,6286/1,8 = 1,7461/0,5 = 3,5 кг/см2

Бросаю "конфету" в бутылку и закручиваю крышку. Через пару минут взбалтывания манометр показывает 3,6 кг/см2. Весы неточные, до грамма, значит, кислоты было немного больше 5 г.

Еще как влияет. константа диссоциации лимонной кислоты по третьей ступени 4*10-7, а угольной кислоты 4,3*10-7, то есть они практически одинаковы, что означает, что кислоты "по силе" равны, то есть лимонная кислота по третьей ступени угольную вообще не вытесняет из растворов ее солей (на самом деле тут сложнее и есть нюансы, связанные с эффектами удаления CO2 из области реакции). И еще нюанс: как легко заметить, поскольку объем продуктов реакции больше объема исходных веществ, то повышение давления в реакции:
3NaHCO3+H3(C6H5O7)Na3(C6H5O7)+3H2O+3CO2(газ)
приводит к сдвигу равновесия влево, то есть с повышением давления реакция тормозится.
Тут вообще очень много нюансов. При первом запуске бутыль заполнена воздухом, то есть в ней получается не чистый СО2, а смесь, и давление этой смеси больше, чем у чистого CO2. Вода в бутыли растворяет CO2, что тоже существенно снижает достигаемое давление, и чем воды меньше, тем лучше. Я пробовал залить 1,5 литра воды на 50 г соды, рассчитывая, что раствор будет работать как аккумулятор, постепенно отдавая СО2 - вообще ни хрена не получилось. Давление выше 1 атм не поднималось, а при снижении давления ничего не выделялось (ну, почти ничего). Впрочем, на основании общеизвестного опыта это можно было ожидать - когда вы открываете бутылку с газировкой, то часть СО2 резко выделяется, но очень много остается - пузыри идут еще долго, и это при нулевом избыточном давлении.
Была у меня идея написать программу, учитывающую все нюансы:
концентрации соды и кислоты
равновесие на каждой ступени реакции
растворимость газа в реакционном растворе
температуру
влияние давления
но я решил, что лучше разрабатывать техническую сторону перехода на уксусную кислоту.
про кальцинированную соду я уже думал - она весьма хорошо расторима в воде , и можно было бы работать не с суспензией, а с насыщенным раствором, что гораздо технологичнее, но она дороже, и СО2 в ней намного меньше , то есть экономически невыгодно.
В идеале хорошо бы взять серную кислоту (электролит) и больше не думать про константы диссоциации, но тогда начнутся проблемы с коррозией металлических деталей.
P.S. oltrew, вам респект за эксперименты. Критерий истины - практика.

А вообще за выходные родилась идея: подцепить к схеме еще бутыль на 3 литра, (реакционная первая, вторая доп. резервуар). Давление не нужно более 2-2,5 атм, за световой день давление будет падать не до нуля, а до 1 атм, и в таком диапазоне пропановый редуктор будет работать вполне стабильно, что позволит держать на выходе стабильный расход. Если давление довести до 3 атм, то одной заправки хватит уже на три дня, а это вполне нормальный результат.

FerrumCat

Очень интересная идея! Запишу в память как направление развития.
насчет баллона... Жена с ужасом глядела на мои опыты и спросила " а если рванет?" но тут я сразу поднял ее на смех, заявив , что взрыв бутылки с газировкой никакого ущерба ни обстановке, ни мирному населению не нанесет по определению.

FerrumCat
взрыв бутылки с газировкой никакого ущерба не нанесет по определению

История завершилась самым неожиданным образом. Полгода все работало, удалось настроить систему так, что весь день регулировку можно было не трогать, а 30 мл насыщенного раствора лимонной кислоты хватало на 3 дня. Дальше я купил пропановый редуктор ("лягушку"). Он рассчитан на вход 2-3 атм, выход - 60 см водного столба. Немножко маловато, надо бы 100, но как его регулировать, чтобы повысить давление на выходе, я разобрался - это оказалось элемнтарно. Идея была хорошей - вне зависимости от падения давления в бутыли на выходе получить постоянное невысокое давление, допускающее легкую регулировку (и без игольчатых клапанов). Проблема в другом - у этой лягушки левая резьба (под пропановый баллон)! Я разобрал систему , стал привинчивать лягушку, и облом. Переходников в продаже не бывает, и пока я искал квалифицированного токаря, который мог бы его выточить (оказалось непросто - с резьбой никто не хотел связываться) и разрабатывал альтернативные способы крепления, прошло две недели. И тут я с удивленим заметил, что нитчатки (кладофоры), котрой нарастало за неделю до ужаса и с которой я безуспешно боролся, стало намного меньше! Забросил поиски переходника и стал наблюдать. Еще через две недели без подачи СО2 она практически исчезла. Зато в рост пошла гигрофила, до этого задавливаемая ничтаткой! Оппа. То есть я не растения кормил, а водоросли?!
Вообще с подачей СО2 я возился не столько для питания растений , сколько для снижения рН, чтобы рос апоногетон волнистый. Но рН снизил, а он расти так и не стал. Т о есть я одну проблему все равно не решил, но создал другую.
Тем более что еще на нее зуб имею - подачей СО2 угробил великолепный куст криптокорины Вендта. Вначале я пробовал подавать газ через шприц, одетый на выход струи из фильтра, и куст оказался на пути перекисленного потока воды , чего он (куст) не вынес и растворился ("криптокориновая болезнь").
В итоге восстанавливать подачу СО2 пока не стал.

Вендта убить подачей со2? У меня не получилось.

Я упоминал случайный опыт с уксусом и известняком. Ну так вот, система потихоньку булькает с мая месяца от одной заправки. Правда давление газа сильно понизилось - с трёх до 0,5 атмосфер. Подходит только для наников. Зато полностью безопасно.
Принцип такой: бутыль заполняем колотым известняком и заливаем уксусной эссенцией. Заливаем ниже уровня известняка. Реакция происходит слабо. Более активна в первые сутки. Тут давление может поскочить до 3-4 атмосферы. Далее очень медленно опускается.
Медленная реакция за счёт образования коркообразного соединения уксусной кислоты и извести. Корка очень плотная, почти как сам известняк.
В качестве реактора лучше применять колокол, или впрыск в фильтр.

FerrumCat

FerrumCat

rainmaverick

Hedin

С детьми надо особо осторожно. Им и бутылочки интересны.
А в китайском агрегате переделки минимальные. Там и ломать ни чего не надо. Посмотрите схему и сами сообразите.Просто удлинить до дна трубочку из которой капает кислота и окончить её обрезком шприца. Я это легко сделал из пробок, и надеюсь что у вас получится.

Hedin

Я про схему Славкина. Несколько лет эксплуатировал её с манометром. Полностью безопасна и надёжна. Если бы не подорожание лимонной кислоты, то работала бы и сейчас. Ни разу не видел чтоб шла в разгон.

FerrumCat