Способ получения co2-экстрактов. Получение co2
Способ получения co2 - экстрактов
Изобретение относится к пищевой промышленности и касается получения CO2-экстрактов. Сущность: сырье измельчают, подвергают проточной экстракции диоксидом углерода в экстракторе при равновесном давлении путем многократной циркуляции, причем перед экстракцией в нижнюю часть экстрактора вводят газообразный диоксид углерода до достижения в нем давления не менее 50% от равновесного, после чего подают снизу жидкий диоксид углерода до полного достижения равновесного давления. 2 ил.
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам получения СО2-экстрактов из предварительно измельченного сырья, например, растительного, отходов виноделия и др.
Известен способ экстракции растительного сырья сжиженными газами путем измельчения и обработки экстрагентом по меньшей мере в две стадии со сбросом давления между стадиями и сливом мисцеллы перед сбросом давления. К недостаткам способа относится низкая эффективность извлечения экстрактивных веществ, так как растворитель подается сверху, и из-за большой разницы давлений в системе и экстракторе сырье в кассете спрессовывается и сброс давлений после слива мисцеллы не обеспечивает благоприятных условий для последующей экстракции, поскольку растворитель вновь подается сверху. Наиболее близким к заявляемому является способ получения СО2-экстрактов (Миканба В.Т. Углекислотные экстракты. Сухуми. "Аламара". 1989), заключающийся в том, что диоксид углерода подается на размельченное растительное сырье, проходит через него, при этом происходит процесс экстракции целебных компонентов биологически активных веществ. Насыщенный диоксид углерода стекает в испаритель, где испаряется из мисцеллы, конденсируется и подается в накопительную емкость. Цикл процесса замкнутый и рассчитан на производство проточной экстракции при температуре ниже критической и равновесном давлении. Способ осуществляется на установках типа "Каскад". Однако предлагаемый способ не позволяет эффективно экстрагировать вещества из растительного сырья, так как подаваемый газообразный диоксид углерода, поступая в верхнюю часть экстрактора, спрессовывает растительное сырье в нижней части экстрактора за счет разности давлений. В результате жидкий диоксид углерода, подаваемый сверху, плохо омывает растительное сырье, в котором большая часть экстрактивных веществ остается не экстрагированными. Технической задачей является интенсификация процесса экстрагирования и увеличение выхода экстрактивных веществ. Задача достигается тем, что в экстрактор, заполненный сырьем, снизу подается газообразный диоксид углерода до достижения давления не менее 50% от равновесного. После этого жидкий диоксид углерода подают снизу до достижения равновесного давления. Путем многократной циркуляции растворителя по каскадно расположенным аппаратам установки ведут экстракцию с последующей отгонкой и конденсацией диоксида углерода и сливом мисцеллы. Конденсацию диоксида углерода осуществляют при температуре не менее чем на 3оС ниже критической. После прекращения подачи жидкого диоксида углерода в экстрактор, его нижнюю часть подогревают, поддерживая температуру в нем выше критической до полного истечения мисцеллы. Жидкий диоксид углерода можно подавать в экстрактор снизу и сверху. Заявляемое техническое решение отличается от ближайшего аналога тем, что газообразный диоксид углерода подают в нижнюю часть экстрактора. При подаче газообразного диоксида углерода в экстрактор снизу находящееся в нем сырье разрыхляется, воздух из него вытесняется, при этом этот воздух, как и имеющийся в экстракторе, сжимается за счет большой разницы давлений. В результате указанных процессов выделяется тепло, которое идет на обогрев экстрактора и не позволяет смерзаться его содержимому. Достигнув давления не менее 50% от равновесного подают жидкий диоксид углерода, за счет имеющейся еще разницы давлений этот диоксид углерода бурлящей струей размывает толщу сырья, занимает место воздуха в этом сырье, растворяет экстрактивные вещества. В результате происходит интенсивный массообмен, вымывается наибольшая часть экстрактивных веществ из сырья. Сырье находится в бурлящем потоке, тщательно перемешивается, медленно опускаясь в нижнюю часть экстрактора под действием силы тяжести, давление выравнивается до равновесного. Прекращают подаче жидкого диоксида углерода снизу и ведут процесс при равновесном давлении, так как исчезает динамическое давление и появляется статическое. Поэтому целесообразно подавать жидкий диоксид углерода в верхнюю часть экстрактора. Конденсацию диоксида углерода осуществляют при температуре не менее чем на 3оС ниже критической, так как при такой температуре он существует в устойчивой жидкой фазе. Если взять разницу температур от критической, равной +31,4оС, на 1-2оС ниже, то диоксид углерода находится в агрегативно неустойчивом состоянии. Верхняя граница проведения процесса ниже критической обусловлена температурой застывания жировых веществ, находящихся в сырье, а также санитарно-гигиеническими условиями работы обслуживающего персонала. Для беспрерывного и успешного процесса подвода к экстрактору жидкого и газообразного диоксида углерода необходимо обеспечить систему фильтрами. Кроме того, фильтр трубопровода окончательного слива мисцеллы очищают подачей газообразного диоксида углерода из дистиллятора мисцеллы в экстрактор. Перед сливом мисцеллы нижнюю часть экстрактора обогревают, например, с помощью водяной рубашки для того, чтобы жидкий диоксид углерода, находящийся в частицах измельченного сырья, испарился. Конвекционные потоки газообразного диоксида углерода прогревают всю толщу проэкстрагированного сырья. При таких условиях сокращается время слива мисцеллы, исключается возможность смерзания шрота и сброс давления в экстракторе на газгольдер происходит в более благоприятных условиях. На фиг. 1 изображена схема каскадно расположенной установки для получения экстрактов; на фиг. 2 изменение концентрации извлекаемых веществ в сырье от продолжительности его экстрагирования жидким диоксидом углерода (кривая I имбирь по предлагаемому способу; кривая II по аналогу; кривая III дрожжевые осадки виноградных вин по предлагаемому способу; кривая IY по аналогу). Способ осуществляют с помощью установки, содержащей конденсатор 1, накопительно-напорную емкость 2, экстрактор 3, дистиллятор мисцеллы 4, сборник экстракта 5, баллон с жидким диоксидом углерода 6, подвод газообразного диоксида углерода в нижнюю часть экстрактора 7, подводы жидкого диоксида углерода в нижнюю и верхнюю части экстрактора соответственно 8 и 9, трубопроводы жидкого диоксида углерода и газообразного диоксида углерода соответственно 11 и 10, трубопроводы мисцеллы 12, трубопроводы экстракта 13, смотровой фонарь 14, вентиль 15, соединяющий трубопровод 10 с верхней частью экстрактора 3, вентиль 16, который необходимо перекрывать при очистке фильтра в экстракторе, вентиль 17, открытием которого сбрасывается давление в экстракторе 3 на газгольдер, тепловую рубашку 18. Все аппараты соединены трубопроводами 10 и 11 по газовой и жидкой фазам соответственно и каскадно расположены как по газовой, так и по жидкой фазам. По сравнению с ближайшим аналогом данный способ позволяет более эффективно извлекать экстрактивные вещества из сырья при сохранении качества полученных экстрактов, что объясняется постоянством режима экстракции, отсутствием высоких температур в процессе экстрагирования, значительно ухудшающих качественный состав продукции. Постоянство режима экстракции достигается постоянной скоростью подачи растворителя неизменного состава, ведением процесса при температуре не менее чем на 3оС ниже критической. П р и м е р 1. В экстрактор 3 с рабочим объемом 120 л загружают 28 кг измельченных корневищ имбиря с влажностью 10% при температуре в рабочем помещении, равной 24оС. Загрузка осуществляется через верхний самоуплотняющийся люк при закрытом нижнем самоуплотняющемся люке. Закрываем экстрактор 3 и при давлении 66 атм в установке через подвод 7 снизу подают газообразный диоксид углерода, заполняя им экстрактор 3. Сырье, находящееся в экстракторе 3, разрыхляется, из него вытесняется воздух и в него проникает диоксид углерода. Имеющийся воздух экстрактора 3 сжимается и выделившееся тепло обогревает экстрактор. По достижении давления 33 атм в экстракторе 3 перекрывают подвод 7 и открывают подвод 8 жидкого диоксида углерода, который размывает толщу сырья бурлящим столбом, образуя псевдосуспензию из частиц сырья в жидком диоксиде углерода. По достижении в экстракторе 3 равновесного давления перекрывают подвод 8, открывают подвод 9 и вентили 15 и 16. Через 20 мин после подачи жидкого диоксида углерода в смотровом фонаре наблюдают мисцеллу. Открывают подвод 7 и начинают проточную экстракцию в течение 120 мин. В дистилляторе 4 происходит разделение мисцеллы на экстракт и газообразный диоксид углерода, поступает газообразный диоксид углерода по трубопроводу 10 в конденсатор 1, а из него жидкий диоксид углерода по трубопроводу 11 поступает в напорную емкость 2 и экстрактор 3 по подводу 9. Перекрыв подвод 9, сливают всю мисцеллу в дистиллятор 4 при включенной водяной рубашке 18 экстрактора 3. Поддерживая в экстракторе 3 температуру, равную 34оС, производят окончательный слив мисцеллы по трубопроводу 12. Перекрывают подвод 7 и вентиль 15, открывают вентиль 17, сдувая газообразный диоксид углерода в газгольдер для последующего компремирования. Экстрактор 3 открывают через нижний самоуплотняющийся люк и удаляют шрот. В течение всего процесса подпитку установки жидким диоксидом углерода осуществляют из баллона 6 по трубопроводу 10. Экстракт под давлением выгружают из дистиллятора 4 по трубопроводу 13 в приемник 5. Первая порция СО2-экстракта имбиря была 0,91 кг, а вторая 0,21 кг. Как видно на фиг. 2 (кривые I и II), процесс извлечения экстрактивных веществ происходит более эффективно за равные промежутки времени по предлагаемому способу. П р и м е р 2. В экстрактор 3 с рабочим объемом 120 л загружают 24 кг измельченных дрожжевых осадков виноградных вин с влажностью 12% при температуре 24оС, что на 7оС ниже критической. Загрузка осуществляется через верхний самоуплотняющийся люк. Закрывают экстрактор 3, создают в установке давление 66 атм, после чего открывают нижний подвод 7 газообразного диоксида углерода. По достижении в экстракторе 3 давления, равного 40 атм, перекрывают подвод 7 и открывают подвод 8 жидкого диоксида углерода до установления в экстракторе 3 равновесного давления. Перекрыв подвод 8, открывают подвод 9 и вентили 15 и 16. Через 18 мин после подачи жидкого диоксида углерода наблюдают в смотровом фонаре 14 появление мисцеллы. Открывают подвод 7 и начинают проточную экстракцию в течение 90 мин. Способ осуществляют в дальнейшем аналогично описанному в примере 1. Первая порция СО2-экстракта была равна 0,43 кг, вторая 0,2 кг. Сравнивая кривые III и IY (фиг. 2), видим, что эффективное извлечение экстраактивных веществ из сырья происходит по предлагаемому способу интенсивнее, чем по ближайшему аналогу за равные промежутки времени.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2Другие изменения, связанные с зарегистрированными изобретениями
Изменения:Публикацию о досрочном прекращении действия патента на изобретение считать недействительной
Номер и год публикации бюллетеня: 29-2004
Извещение опубликовано: 20.12.2005 БИ: 35/2005
www.findpatent.ru
Ответы@Mail.Ru: получение CO2
А из чего получать собираетесь? Сжиганием угля или бензина, газа нефти или из мела и кислоты. Например так: СaCO3+2HCl=CO2+CaCl2+h3O.
ещё проще - взять бутылку газированной воды и потрясти :) ты же не указываешь - какие объемы и в каких целях надо получать :)
1.CaCO3 = CaO + CO2 2. Na2CO3 + 2HCL = 2NaCL + h3O + CO2 3. C + O2 = CO2
надень на голову полиэтиленовый пакет и падыши полчасика
В промышленности: CaCO3=>CaO+CO2 - при нагревании В лаборатории: CaCO3+2HCl=> CaCl2+CO2+h3O
touch.otvet.mail.ru
Способ получения co2-экстрактов
Изобретение относится к пищевой, парфюмерно-косметической и фармацевтической промышленности. Способ включает экстракцию диоксидом углерода (CO2) подготовленного сырья при повышенных давлении и температуре. При этом СО2-экстракцию осуществляют в два этапа: на первом этапе экстракцию осуществляют жидким СО2 (в субкритическом состоянии) при давлении 10-15 МПа и температуре 10-30°С в течение 15-60 минут. А на втором этапе экстракцию осуществляют СО2 в сверхкритическом состоянии при давлении 15-40 МПа и температуре 40-50°С в течение 30-60 минут с последующей дистилляцией CO2. В качестве сырья используется сырье растительного происхождения и животного происхождения, при этом размер частиц исходного сырья составляет 0,5-8,0 мм. Изобретение позволяет повысить степень извлечения экстрактивных веществ, а также уменьшить затраты на получение конечного продукта.
Предлагаемое изобретение относится к технологии экстракции натурального сырья, а именно к способам получения СО2-экстрактов, которые могут быть использованы в пищевой, парфюмерно-косметической и фармацевтической промышленности.
Известно, что диоксид углерода (СО2), находящийся в сверхкритическом состоянии (при температуре и давлении превышающие их критические значения), используют в качестве неполярного растворителя с целью получения ценнейших, экологически чистых, незаменимых комплексов биологически активных веществ (БАВ), содержащихся в натуральном сырье: жирорастворимых витаминов и провитаминов, фитонцидов, антиокислителей, бактерицидных и бактериостатических соединений.
Физической основой такой экстракции является высокая растворяющая способность диоксида углерода в сверхкритическом состоянии, обусловленная в основном высокими значениями коэффициента диффузии растворяемого вещества в среде исследуемого объекта, насыщенного диоксидом углерода.
При этом эффективность CO2-экстракции зависит от оптимального подбора параметров, при которых она осуществляется.
Анализ уровня техники показал, что известны технические решения, касающиеся получения СО2-экстрактов из растительного сырья.
Так известен способ получения СО2-экстрактов из растительного сырья путем многократной циркуляции жидкого CO2 через предварительно подготовленное измельченное сырье, причем перед экстракцией в нижнюю часть экстрактора вводят газообразный СО2 до достижения в нем давления не менее 50% от равновесного, с последующей подачей жидкого CO2 снизу до полного достижения его равновесного давления. Это позволяет повысить выход экстрактивного вещества, однако данный способ не позволяет получать экстракт, содержащий широкий спектр БАВ [1].
Известен способ переработки плодов шиповника, который заключается в экстракции измельченных до толщины лепестка плодов шиповника жидким CO2 при температуре 27°С и давлении 6,7 МПа с получением экстракта, содержащего каротиноиды, токоферолы и др. БАВ [2].
Однако данный способ не обеспечивает полной экстракции из сырья жирорастворимых биологически активных веществ. Кроме того, способ требует сушки и лепесткования плодов шиповника перед экстракцией неполярным растворителем, что усложняет процесс, требует дополнительных экологических затрат, удлиняет процесс переработки сырья и ухудшает его качество за счет разрушения лабильных веществ.
Известен способ получения экстрактов из субтропического и пряно-ароматического растительного сырья, который включает экстракцию сырья смесью жидких CO2 и аргона при их соотношении 87:13-93:7, при температуре 20-22°С и давлении 4,6-4,9 МПа в течение 20-140 мин, при этом данный способ не обеспечивает высокой степени использования исходного сырья [3].
Наиболее близким к предлагаемому способу по совокупности существенных признаков является способ комплексной переработки витаминосодержащего растительного сырья на стадии получения СО2-экстракта, поэтому данный способ выбран авторами в качестве прототипа.
Получение CO2-экстракта осуществляют при давлении его 6,0-60 МПа и температуре 36-60°С в течение 120-300 мин с получением токоферол-каротиноидного комплекса [4].
Однако данный способ позволяет получать экстракты только из растительного сырья, а на стадии СО2 экстракции экстрагировать не достаточно широкий спектр БАВ.
Технической задачей предлагаемого способа является повышение выхода БАВ при CO2-экстракции, выражающееся в получении экстракта, обогащенного широким спектром БАВ при их высокой степени извлечения как из сырья растительного, так и из сырья животного происхождения, а также уменьшение затрат на получение конечного продукта.
Поставленная задача решается предлагаемым способом получения СО2-экстрактов, включающим экстракцию диоксидом углерода (СО2) подготовленного сырья при повышенных давлении и температуре, согласно изобретению СО2-экстракцию осуществляют в два этапа: на первом этапе экстракцию осуществляют жидким CO2 (в субкритическом состоянии) при давлении 10-15 МПа и температуре 10-30°С в течение 15-60 мин, на втором этапе экстракцию осуществляют СО2 в сверхкритическом состоянии при давлении 15-40 МПа и температуре 40-50°С в течение 30-60 мин, с последующей дистилляцией CO2, а в качестве сырья используется сырье растительного происхождения, в частности побеги сосны, семена амаранта, так и животного происхождения, при этом размер частиц исходного сырья составляет 0,5-8,0 мм.
То, что получение СО2-экстракта осуществляет в два этапа: на первом этапе экстракцию осуществляют жидким CO2 (в субкритическом состоянии) при давлении 10-15 МПа и температуре 10-30°С в течение 15-60 мин, на втором этапе экстракцию осуществляют СО2 в сверхкритическом состоянии при давлении 15-40 МПа и температуре 40-50°С в течение 30-60 мин, с последующей дистилляцией СО2 позволяет повысить степень использования сырья, а именно получить СО2-экстракт, содержащий широкий спектр БАВ, при степени их извлечения ˜95-97%, при этом энергозатраты на 1 кг продукции составляют 180 кВт/час.
Это обусловлено тем, что на первой стадии экстракцию осуществляют CO2 в субкритическом (жидком) состоянии, что обеспечивает проникновение и смачивание им клеток сырья и выход БАВ в экстрагент, т.к. на этой стадии плотность диоксида углерода выше, чем на второй, осуществление экстракции на второй стадии СО в сверхкритическом (флюидном) состоянии, которое характеризуется низкой вязкостью и высокой скоростью диффузии, обеспечивает глубокое проникновение экстрагента внутрь клетки, что способствует максимальной скорости выхода БАВ при высокой степени их извлечения.
Также на степень извлечения БАВ из сырья при их широком диапозоне влияет размер частиц исходного сырья, при этом предпочтительным является размер частиц 0,5-8,0 мм, т.к. при таком размере частиц не снижается ход диффузионного процесса в его естественном виде, что способствует высокому выходу БАВ из сырья.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом:
предварительно подготовленное и высушенное сырье измельчают до размера частиц 0,5-0,8 мм, затем измельченное загружают в гильзу экстрактора и проводят непрерывную циркуляцию CO2 в замкнутой системе пятикратным количеством СО2, подаваемым в нижнюю часть экстрактора, при этом на первом этапе СО2-экстракцию осуществляют СО2 в жидком (субкритическом состоянии) при давлении 10-15 МПа и температуре 10-30°С в течение 15-60 мин, а на втором этапе СО2-экстракцию осуществляют СО2 в сверхкритическом состоянии при давлении 15-40 МПа и температуре 40-50°С в течение 30-60 мин, с последующим удалением из мисцеллы CO2, с предпочтительной регенерацией СО2.
Условия процесса экстракции выбраны исходя из решаемой задачи. Размер частиц менее 0,5 мм может затруднить экстракцию, т.к. снижается ход диффузионного процесса в его естественном виде, а при размере частиц более 8,0 мм снижается выход БАВ. Осуществление процесса на первом этапе при давлении менее 10 МПа и температуре менее 10°С, а на втором этапе при давлении менее 15 МПа и температуре менее 40°С приводит к уменьшению растворяющей способности СО2, что отрицательно сказывается на качестве и количестве целевого продукта, а осуществление процесса на первом этапе при давлении более 15 МПа и температуре более 30°С, а на втором этапе при давлении более 40 МПа и температуре более 50°С заметно снижает извлечение БАВ, что при усложнении процесса делает его экономически невыгодным. Время процесса выбрано с учетом вышеперечисленных параметров, а также связано с максимальным извлечением из сырья БАВ.
В качестве исходного сырья используется как сырье растительного происхождения, в частности побеги сосны, семена амаранта, так и животного происхождения.
Примеры конкретного использования предлагаемого способа.
Пример 1. Способ получения СО2 экстракта из побегов сосны.
Предварительно подготовленное и высушенное сырье измельчают до размера частиц 0,5-0,8 мм, затем измельченное загружают в гильзу экстрактора и проводят непрерывную циркуляцию СО2 в замкнутой системе пятикратным количеством СО2, подаваемым в нижнюю часть экстрактора, при этом на первом этапе СО2-экстракцию осуществляют CO2 в жидком (субкритическом) состоянии при давлении 10 МПа и температуре 10°С в течение 60 мин, а на втором этапе СО2-экстракцию осуществляют CO2 в сверхкритическом состоянии при давлении 15 МПа и температуре 40°С в течение 60 мин, с последующим удалением из мисцеллы СО2.
Пример 2. Пример 2 осуществляют, как пример 1, только первый этап проводили при давлении СО2 15 МПа и температуре 30°С в течение 15 мин, а второй при давлении СО2 40 МПа, температуре 50°С в течение 30 мин.
Пример 3. Пример 3 осуществляли, как пример 1, только в качестве сырья использовали семена амаранта.
Пример 4. Пример 4 осуществляли, как пример 2, только в качестве сырья использовали семена амаранта.
Пример 5. Пример 5 осуществляли, как пример 1, только в качестве сырья использовали желтки куриных яиц.
Пример 6. Пример 6 осуществляли, как пример 2, только в качестве сырья использовали желтки куриных яиц.
Данные по содержанию БАВ в полученном СО2 экстракте и степени их извлечения в примерах 1-6 приведены в таблице, которая будет представлена дополнительно.
Как показали полученные результаты, предлагаемый способ позволяет получать СО2-экстракты, содержащие широкий спектр БАВ как из сырья растительного, так и животного происхождения, при высокой степени извлечения БАВ, при его низкой энергоемкости.
Источники информации
1. Патент РФ №2041254 на "Способ получения CO2-экстрактов".
2. Э.А.Шафтан и др. Использование экстрактов из Rosa W. для косметических целей, ж. Растительные ресурсы, 1976, т.XIV, №2, с.208-211.
3. Заявка РФ №99112110/13 от 11.06.1999 на "Способ получения экстрактов из субтропического и пряноароматического растительного сырья".
4. Прототип. Патент РФ №2070053 на "Способ комплексной переработки витаминосодержащего растительного".
Способ получения СО2-экстрактов, включающий экстракцию диоксидом углерода (CO2) подготовленного сырья при повышенных давлении и температуре, отличающийся тем, что СО2-экстракцию осуществляют в два этапа: на первом этапе экстракцию осуществляют жидким CO2 (в субкритическом состоянии) при давлении 10-15 МПа и температуре 10-30°С в течение 15-60 мин, на втором этапе экстракцию осуществляют CO2 в сверхкритическом состоянии при давлении 15-40 МПа и температуре 40-50°С в течение 30-60 мин с последующей дистилляцией СО2, а в качестве сырья используется сырье растительного происхождения, в частности побеги сосны, семена амаранта, так и животного происхождения, при этом размер частиц исходного сырья составляет 0,5-8,0 мм.
www.findpatent.ru
Получение CO2 - Aquabase.ru
Растения хорошо растут и размножаются только при определенных условиях. Основным из них является оптимальное сочетание количества света, макро- и микроэлементов и углекислого газа. Если какая-либо из этих составляющих отсутствует или не оптимальна, то избытком других это не компенсируется. Следствием дисбаланса является плохое состояние растений и появление нежелательных водорослей-паразитов.
Количество света и питательных веществ легко регулируется изменением мощности ламп светильника и концентраций вносимых удобрений. А вот про двуокись кислорода, без которой невозможен фотосинтез, аквариумисты обычно забывают, считая, что эта составляющая благополучия растений полностью обеспечивается дыханием рыб. Но это далеко не всегда так. Например, хорошо известно. что чем интенсивнее освещение, тем выше потребность растений в углекислом газе. И если удельная мощность светильника составляет более 0,5 Вт/л, растения испытывают дефицит СО2 и им часто требуется дополнительная подкормка углекислым газом.
Ряд западных фирм выпускают специальное оборудование для обогащения воды углекислым газом. Стоимость некоторых подобных изделий измеряется сотнями долларов. Зачастую это сложнейшие приборы с электронным управлением, снабженные баллонами со сжатым СО2, высокоточными дозаторами и различными датчиками и т.п.
Есть и устройства попроще, но все равно достаточно дорогие сами по себе и требующие к тому же периодической замены расходных материалов. По этой причине фабричные генераторы двуокиси углерода недоступны для широкого круга любителей.
Но не все так безнадежно: существует достаточно простой способ получения углекислого газа, о котором и пойдет речь.
Установка для подкормки аквариумных растений состоит из генератора и реактора. В генераторе вырабатывается СО2, а реактор предназначен собственно для насыщения им аквариумной воды. Реактивами для получения углекислого газа служат вода, сахар и пекарские дрожжи.
Генератор представляет собой пластиковую емкость, объем которой зависит от вместимости обслуживаемого аквариума. Мощности 2литрового генератора обычно бывает вполне достаточно для подкормки растений в 200-литровом водоеме. Для более вместительных водоемов требуется генератор большей емкости или батарея из нескольких 2-литровых генераторов.
В пробке генератора закрепляют жесткую трубку, а на нее надевают гибкий шланг, по которому углекислый газ поступает в реактор. Все соединения должны быть плотными, чтобы предотвратить бесполезное расходование вырабатываемого углекислого газа.
Реактором в простейшем случае может служить плотный распылитель, выдающий мелкие пузырьки воздуха. Чем они меньше, тем эффективнее идет насыщение воды СО;. Однако такой способ не всегда пригоден, поскольку при большой глубине аквариума или недостаточном давлении углекислого газа растворения газа может не происходить.
Более совершенен реактор в виде плоского короба, открытой стороной помещенного в воду. Углекислый газ по шлангу подается либо непосредственно в короб, либо через распылитель в воду под него. В последнем случае в коробе накапливается та часть С02, которая не успела раствориться. поднимаясь к поверхности. Интенсифицировать процесс растворения углекислоты можно организацией дополнительного тока воды вдоль открытой части короба. Курт Паффрат (Paffrath К. "Bestimmung und Pflege von Aquarienpflanzen", 1979) дает такие рекомендации по размерам короба: на каждые 100 литров объема аквариума при жесткости воды до 8° необходима площадь сечения 30 см2.
Если вы используете фильтры с подсосом воздуха, то шланг от генератора углекислого газа можно подключить к воздушному входу фильтра. Для более эффективного усвоения углекислого газа надо отрегулировать скорость прокачки воды таким образом, чтобы газ успевал раствориться.
Еще одним вариантом реактора может быть видоизмененный эрлифт. Широкую часть его трубы заполняют фильтрующим материалом, который замедляет прохождение воздуха и дает возможность раствориться большей части СО2.
Во всех случаях реактор целесообразно изготавливать прозрачным, что облегчает контроль за растворением углекислого газа.
Для запуска установки необходимо залить в генератор рабочую смесь. Ее готовят следующим образом. В 500 мл воды растворяют 100 г сахара и 1/2 столовой ложки дрожжей. Затем смесь заливают в генератор и разбавляют водой так, чтобы в резервуаре оставалось до трети свободного пространства, поскольку выделение углекислого газа сопровождается бурным пенообразованием.
На нормальный режим работы генератор выходит спустя 10-12 часов после заправки. Для того чтобы пена не попала в аквариум, на выходе генератора можно поставить пеноотделительный фильтр. Его конструкция очень проста: это емкость с крышкой, в которую входят две трубки. Входящая трубка длиннее, а выходящая короче. Чем больше разница в высоте трубок, тем надежнее работа отделителя пены.
Процесс выработки углекислого газа продолжается 10-15 дней. Можно несколько продлить этот срок, добавив в смесь щепотку питьевой соды. Время действия генератора существенно зависит от окружающей температуры.
Для непрерывной подкормки растений углекислым газом лучше заранее подготовить еще одну емкость со смесью и в свое время заменить ею отработавший генератор.
Научными экспериментами установлено, что для большинства водных растений пригодной является концентрация двуокиси углерода 10-15 мг/литр. Некоторые растения требуют больших количеств СО2, но нельзя забывать, что для многих рыб концентрация свыше 30 мг/литр является опасной. Впрочем, по некоторым данным, и растения при высоких концентрациях СО2 закрывают свои устьица.
Сегодня в продаже имеются индикаторы, с помощью которых можно легко определить содержание СО2 в воде. Косвенно судить о концентрации углекислого газа можно по значению рН: растворяясь, СО2 понижает значение активного водородного показателя. Собственно, в сложных фабричных СО2-генераторах регулировка подачи углекислоты основана именно на измерении рН.
В дневное время при ярком освещении идет активное усвоение углекислого газа. поэтому существенного изменения рН может и не происходить. Как показывает практика, показатель рН, понижающийся в ночное время до 6,5-6,3, свидетельствует о достижении необходимой концентрации СО2 и необходимости прекратить подачу этого газа в аквариум. Впрочем, в ночное время брожение несколько ослабевает, особенно если для размещения генератора выбрать прохладное место. Никогда не пытайтесь наглухо перекрыть шланг генератора. Давление в емкости, создаваемое брожением, способно разорвать пластиковые стенки закрытого сосуда. При этом вы рискуете залить довольно большую площадь смесью, запах которой едва ли будет приятен домашним. Наличие необходимого количества углекислого газа при хорошем освещении и питании улучшает условия оптимального развития растений. Интенсивный фотосинтез внешне проявляется непрерывным выделением кислорода, который цепочкой мельчайших пузырьков поднимается к поверхности воды. Обогащение воды углекислым газом, как ни парадоксально это звучит, способствует и насыщению ее кислородом благодаря хорошо растущим растениям.
По естественности этот процесс не может сравниться ни с какими другими способами нормализации условий в аквариуме. Ведь растения, интенсивнее усваивая питательные вещества, очищают воду, улучшая среду существования рыб.
Правда, слишком бурный рост растений наряду с великолепием подводного пейзажа создает и дополнительные трудности, связанные с необходимостью регулярного прореживания разрастающихся порослей.
Описанный способ подкормки растений двуокисью углерода требует минимума затрат времени и средств. В то же время он оставляет простор для экспериментов и позволяет добиваться полноценного процветания подводного сада.
Автор: В.Норватов, журнал "Аквариум"
aquabase.ru
