Генератор углекислого газа

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 статьи: В.Норватов
Сообщение отредактировал cimonatick — 10.10.2009, 12:14

В промышленности, основными способами производства двуокиси углерода CO2 являются ее получение как побочного продукта реакции конвертации метана CH4 в водород H2, реакций сжигания (окисления) углеводородов, реакции разложения известняка CaCO3 на известь CaO и воду H20.

CO2 как побочный продукт парового реформинга CH4 и других углеводородов в водород H2

Водород H2 требуется промышленности, прежде всего, для его использования в процессе производства аммиака NH3 (процесс Хабера, каталитическая реакция водорода и азота); аммиак же нужен для производства минеральных удобрений и азотной кислоты. Водород можно производить разными способами, в том числе и любимым экологами электролизом воды — однако, к сожалению, на данное время все способы производства водорода, кроме реформинга углеводородов, являются в масштабах крупных производств абсолютно экономически неоправданными — если только на производстве нет избытка «бесплатной» электроэнергии. Поэтому, основным способом производства водорода, в процессе которого выделяется и углекислый газ, является паровой реформинг метана: при температуре порядка 700…1100°C и давлении 3…25 бар, в присутствии катализатора, водяной пар H2O реагирует с метаном CH4 с выделением синтез-газа (процесс эндотермический, то есть идет с поглощением тепла):
CH4 + H2O (+ тепло) → CO + 3H2

Аналогичным образом паровому реформингу можно подвергать пропан:
С3H8 + 3H2O (+ тепло) → 2CO + 7H2

А также этанол (этиловый спирт):
C2H5OH + H2O (+ тепло) → 2CO + 4H2

Паровому реформингу можно подвергать даже бензин. В бензине содержится более 100 разных химических соединений, ниже показаны реакции парового реформинга изооктана и толуола:
C8H18 + 8H2O (+ тепло) → 8CO + 17H2
C7H8 + 7H2O (+ тепло) → 7CO + 11H2

Итак, в процессе парового реформинга того или иного углеводородного топлива получен водород и монооксид углерода CO (угарный газ). На следующем этапе процесса производства водорода, угарный газ в присутствии катализатора подвергается реакции перемещения атома кислорода O из воды в газ = CO окисляется в CO2, а водород H2 выделяется в свободной форме. Реакция экзотермическая, при ней выделяется порядка 40,4 кДж/моль тепла:
CO + H2O → CO2 + H2 (+ тепло)

В условиях промышлененых предприятий, выделяющийся при паровом реформинге углеводородов диоксид углерода CO2 легко изолировать и собрать. Однако, CO2 в этом случае является нежелательным побочным продуктом, простой свободный выпуск его в атмосферу, хотя и является сейчас превалирующим путем избавления от CO2, нежелателен с экологической точки зрения, и некоторыми предприятиями практикуются более «продвинутые» методы, такие как, например, закачивание CO2 в нефтяные месторождения со снижающимся дебетом или закачивание его в океан.

Получение CO2 при полном сжигании углеводородного топлива

При сжигании, то есть окислении достаточным количеством кислорода углеводородов, таких как метан, пропан, бензин, керосин, дизельное топливо и др., образуются углекислый газ и, обычно, вода. Например, реакция сгорания метана CH4 выглядит так:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

CO2 как побочный продукт получения H2 методом частичного окисления топлива

Порядка 95% промышленно производимого в мире водорода производится вышеописанным способом парового реформинга углеводородного топлива, прежде всего метана CH4, содержащегося в природном газе. Кроме парового реформинга, из углеводородного топлива с довольно высокой эффективностью можно получать водород и способом частичного окисления, когда метан и другие углеводороды реагируют с недостаточным для полного сжигания топлива количеством кислорода (напомним, что в процессе полного сжигания топлива, кратко описанным чуть выше, получается углекислый газ CO2 и вода H20). При подаче же меньшего, чем стехиометрическое, количества кислорода, продуктами реакции преимущественно являются водород H2 и монооксид углерода, он же угарный газ CO; в небольших количествах получаются и углексилый газ CO2, и некоторые другие вещества. Так как обычно, на практике, этот процесс проводят не с очищенным кислородом, а с воздухом, то как на входе, так и на выходе процесса имеется азот, который в реакции не участвует.

Частичное окисление является экзотермическим процессом, то есть в результате реакции выделяется тепло. Частичное окисление, как правило, протекает значительно быстрее, чем паровой реформинг, и требует меньшего по объему реактора. Как видно на примере приведенных ниже реакций, изначально частичное окисление производит меньше водорода на единицу топлива, чем получается в процессе парового реформинга.

Реакция частичного окисления метана CH4:
CH4 + ½O2 → CO + H2 (+ тепло)

Пропана C3H8:
C3H8 + 1½O2 → 3CO + 4H2 (+ тепло)

Этилового спирта C2H5OH:
C2H5OH + ½O2 → 2CO + 3H2 (+ тепло)

Частичное окисление бензина на примере изооктана и толуола, из более чем ста химических соединений, присутствующих в бензине:
C8H18 + 4O2 → 8CO + 9H2 (+ тепло)
C7H18 + 3½O2 → 7CO + 4H2 (+ тепло)

Для конвертации CO в углекислый газ и получения дополнительного водорода используется уже упомянутая в описании процесса парового реформинга реакция сдвига кислорода вода→газ:
CO + H2O → CO2 + H2 (+ небольшое количество тепла)

CO2 при ферментации сахара

В производстве алкогольных напитков и хлебобулочных изделий из дрожжевого теста, используется процесс ферментации сахаров — глюкозы, фруктозы, сахарозы и др., с образованием этилового спирта C2H5OH и диоксида углерода CO2. Например, реакция ферментации глюкозы C6H12O6 такова:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2

А ферментации фруктозы C12H22O11 — выглядит вот так:
C12H22O11 + H2O → 4C2H5OH + 4CO2

Оборудование для производства CO2 пр-ва компании Wittemann

В производстве алкогольных напитков, получаемый алкоголь является желательным и даже, можно сказать, необходимым продуктом реакции брожения. Углекислый газ же иногда выпускается в атмосферу, а иногда оставляется в напитке для его газирования. В выпечке хлеба все происходит наоборот: CO2 нужен для образования пузырьков, вызывающих поднятие теста, а этиловый спирт почти полностью испаряется при выпечке.

Многие предприятия, прежде всего спиртозаводы, для которых CO2 является совсем уж ненужным побочным продуктом, наладили его сбор и продажу. Газ из бродильных чанов через спиртовые ловушки подается в углекислотный цех, где CO2 очищают, сжижают и разливают в баллоны. Собственно, именно спиртовые заводы являются во многих регионах основными поставщиками углекислоты — и для многих из них, продажа углекислоты является отнюдь не последним источником доходов.

Существует целая отрасль производства оборудования для выделения чистого углекислого газа на пивоваренных и спиртовых заводах (Huppmann/GEA Brewery, Wittemann и др.), а также его прямого производства из углеводородного топлива. Поставщики газов, такие как Air Products и Air Liquide, также осуществляют установку станций по выделению CO2 и его последующей очистке, сжижению у заправке в баллоны.

CO2 при производстве негашеной извести CaO из CaCO3

Процесс производства широко используемой негашеной извести CaO также имеет в качестве побочного продукта реакции двуокись углерода. Реакция разложения известняка CaCO3 эндотермическая, нуждается в температуре порядка +850°C и выглядит так:
CaCO3 → CaO + CO2

Если же известняк (или другой карбонат металла) вступает в реакцию с кислотой, то в качестве одного из продуктов реакции выделяется углекисота H2CO3. Например, соляная кислота HCl реагирует с известняком (карбонатом кальция) CaCO3 следующим образом:
2HCl + CaCO3 → CaCl2 + H2CO3

Угольная кислота является очень нестойкой, и при атмосферных условиях быстро разлагается на CO2 и воду H2O.

Составная часть атмосферы, основное сырье для процесса фотосинтеза зеленых растений, продукт жизнедеятельности живых организмов.

По систематической международной номенклатуре (IUPAC) вещество с формулой СО2 получило название – Оксид углерода(IV). Тривиальные (общепринятые названия) – двуокись или диоксид углерода, угольный ангидрид (солеобразующий оксид, обладающий кислотными свойствами).

Формула углекислого газа

СО2

Молекула углекислого газа образована двумя атомами кислорода и атомом углерода. Структурная формула – О=С=О. Валентность углерода равна 4. Степень окисления – (+4). Тип связи – ковалентная полярная.

Получение углекислого газа

Природные источники углекислого газа

Углекислый газ образуется при медленном окислении в процессах дыхания, брожения, гниения органических веществ. Выделяется при разложении природных карбонатов, сгорании топлива, образовании дымовых газов. Содержится в воздухе, минеральных источниках.

В сутки организм человека выделяет 1 кг СО2. В воздухе содержится 0,03% углекислого газа.

Лабораторные способы получения

В лаборатории газ можно получить взаимодействием соляной кислоты с мелом, мрамором, содой. Собирается газ методом вытеснения воздуха.

CaCO3 + 2HCl → CaCl2+ H2O + CO2,

NaHCO3+ HCl → NaCl + H2O + CO2.

Промышленные способы получения

  1. Обжиг известняка: CaCO3 → CaO + CO2.
  2. Как побочный продут разделения воздуха при получении кислорода, азота, аргона.

Свойства углекислого газа

Физические свойства

Вещество нетоксичное, негорючее.

Свойство Описание
Агрегатное состояние при н.у. Газ
Цвет Бесцветный
Запах Без запаха
Температура плавления -750оC
Температура кипения -56,50оC
Растворимость в воде Растворяется частично. При t +150оC в 1 литре воды может раствориться 1,7 л углекислого газа
Плотность 1,977 г/л
Молярная масса 44г/моль

Вещество в твердом агрегатном состоянии называется «сухим льдом».

Высокую концентрацию диоксида углерода можно определить органолептически – во рту, на языке появляется кисловатый привкус. Повышенное содержание опасно для организма – вызывает удушье.

Химические свойства

  1. Качественная реакция: при взаимодействии углекислого газа с известковым молочком (гидроксидом кальция) образуется карбонат кальция – осадок белого цвета.

CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O.

  1. CO2, как кислотный оксид, реагирует с водой с образованием угольной кислоты. Эта кислота – соединение нестойкое, легко распадается на углекислый газ и воду. Тип реакции – реакция соединения, обратимая.

CO2 + H2O ↔ H2CO3.

  1. При нагревании распадается на оксид углерода(II) и воду: 2CO2 = 2CO + O2.

  2. Взаимодействует с основными оксидами, с образованием солей:

CaO + CO2 = CaCO3; Al2O3 + 3CO2 = Al2(CO3)3.

Тип реакции – реакция соединения.

  1. Взаимодействует со щелочами, с образованием кислых и средних солей:

CO2 + NaOH = NaHCO3;

CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O.

Средняя соль образуется при избытке щелочи. Кислая соль образуется при отношении количеств вещества оксида и щелочи – 1:1.

  1. При температуре реагирует с активными металлами:

CO2 + 2Mg = C + 2MgO

Углекислый газ в основном проявляет восстановительные свойства, но при взаимодействии с активными металлами является окислителем.

  1. Вступает в реакции взаимодействия с простыми веществами:

CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O (условия протекания реакции – высокая температура, катализатор Cu2O).

Применение углекислого газа

В пищевой промышленности:

  • используется при производстве минеральной воды и газированных напитков;
  • как пищевая добавка (Е290), повышает сроки хранения продуктов;
  • в качестве разрыхлителя придает легкость и пышность кондитерским изделиям;
  • как хладогент;
  • для удаления из кофе кофеина.

В авиамоделировании используется как источник энергии для двигателей; применяется в пневматическом оружии; как заправка для углекислотных огнетушителей. Используется в качестве защитной среды при сварке.

Находит углекислый газ применение и в медицине – используется для криоабляции новообразований, служит стимулятором глубокого дыхания.

В химической промышленности газ используется в синтезе химических веществ, производстве солей угольной кислоты, процессах осушки и очистки полимеров, волокон растительного и животного происхождения. Применяется для очистки сточных вод, повышает проводимость сверхчистой воды.

Примеры решения задач

Задача 1

Найти массовую долю углерода в углекислом газе.

Решение

М(СО2) = 12+2х16 = 44 г/моль.
Аr(С) = 12 г/моль.
W(С) = 12/44 = 0,27 или 27%

Ответ: массовая доля углерода в углекислом газе равна 27%.

Задача 2

Вычислить объем углекислого газа, выделившегося при взаимодействии соляной кислоты с мрамором массой 100 г.

Решение

300 г — х л

Система подачи углекислого газа и генератор СО2 для теплиц своими руками. Его контроль

Чтобы растения правильно развивались, им просто необходимо большое количество химических элементов. Именно для этого их постоянно подкармливают жидкими и твёрдыми удобрениями. С недавних пор большую популярность обрела подача углекислого газа растениям.

Углекислый газ для огурцов в теплице:

Зачем он нужен?

Кроме подкормки минеральными и органическими удобрениями, регулярных поливов и поддержания необходимой температуры, растения нуждаются в углекислоте. Многие фермеры расценивают её как удобрение. Углекислый газ принимает активное участие в фотосинтезе. Поэтому многие огородники устанавливают в теплицах систему подачи СО2. Присутствие углекислоты в теплице жизневажно, чтобы растения правильно развивались и давали большой урожай. Польза СО2:

  • Способствует активизации раннего и наиболее активного цветения, увеличению плодоношения;
  • Принимает участие в синтезе сухого вещества на 94%;
  • Помогает повысить стойкость растений к болезням и вредителям.

Варианты подачи углекислого газа

Если растения выращивают в открытом грунте либо в плёночных парниках, то они получают СО2 из атмосферы. В производственных парниках, чтобы насытить им воздух, применяют разные способы и устройства.

Технические средства в промышленных теплицах

В больших сельскохозяйственных предприятиях применяют отходящий газ котельных (дым). Перед подачей СО2 в парники, его очищают и остужают, и лишь потом им снабжаются грядки по системе газопровода. Оборудование состоит из:

  • Компрессора со встроенным вентилятором;
  • Дозатора;
  • Газопроводных распределительных сетей (полиэтиленовых рукавов с перфорацией, которые протянуты вдоль грядок).

Небольшие фермерские или домашние теплицы

Чтобы обеспечить углекислотой маленькие теплицы применяют газогенераторы, которые выделяют СО2 из атмосферы и закачивают его в парник. Производительность газа до 0,5 кг в час. Преимущества газогенератора:

  • Независим от внешних источников;
  • Вырабатывает совершенно чистый углекислый газ в необходимых объёмах;
  • Присутствует сенсорный дозатор;
  • Простое и недорогое обслуживание (необходимо заменить фильтры один раз в 6 месяцев);
  • Не оказывает влияния на температуру и уровень влажности в теплице.

Газовые баллоны

Также имеется возможность использовать сжиженный газ в баллонах. Для данного метода необходимо дополнительное оборудование, чтобы подогревать и регулировать подачу СО2, то есть снижать давление. Лишь с помощью таких приспособлений газ может безопасно поступать в теплицу.

Биологические средства

  • При наличии в хозяйстве животноводческой фермы, между ней и теплицей налаживают воздухообмен. У этих двух помещений должна быть общая стена, с верхним и нижним отверстиями. В них устанавливают вентиляторы малой мощности. В результате животным поступает кислород от растений, а те в свою очередь получают СО2;
  • В парнике на садовом участке в качестве удобрений применяют навоз, у которого при разложении происходит выделение углекислоты в необходимом объёме для всех культур;
  • Бочка с водой с десятком крупных стеблей крапивы тоже является природным источником СО2;
  • Также источником углекислоты станет спиртовая ферментация. Многие огородники оставляют рядом с растениями тару с бражкой. Но данный метод затратен и ненадёжен.

Естественные источники

  • Основной натуральный источник СО2 — воздух;
  • Для поступления углекислоты в парник достаточно просто открыть форточки;
  • Растения способны получить из почвы СО2, образованного в процессе разложения органических веществ, дыхания корневой системы и микроорганизмов.

Углекислый газ для растений:

Несколько правил подачи газа

К ним относятся:

  • Насколько хорошо растения будут усваивать углекислый газ целиком зависит от освещения. Так искусственное освещение способствует лучшему поглощению газа, в отличие от естественного. Поэтому зимой подкармливать газом необходимо меньше, чем в летнее время;
  • Немаловажным является и время подачи СО2. Первый раз подкармливают в утренние часы приблизительно спустя два часа после рассвета, самое лучшее время для хорошего усвоения газа. Второй раз подкармливают в вечерние часы, за два часа до заката;

Каждый огородник и фермер желает получить отличный урожай. Во время возведения теплиц обращают внимание на её термоизоляцию. В герметичную теплицу поступает мало воздуха, а также и СО2. А углекислота необходима для того, чтобы растения в теплицах нормально росли и плодоносили.

CO2 в теплице и гроубоксе или преимущество использования CO2 для растений

Всем еще с уроков биологии известно, как происходят процессы дыхания у растений. Человеческий организм устроен иначе, поэтому мы и прекрасно сосуществуем на нашей планете, зависят друг от друга.

Углекислый газ – это диоксид углерода, который в химии представлен формулой CO2. Это газ без запаха и цвета, незначительный процент которого содержится в воздухе. Именно он является источником чистого углерода для растений, который лежит в основе всех их процессов жизнедеятельности. СО2 играет очень важную роль в процессе фотосинтеза, давая возможность растительному организму производить энергию, необходимую для роста и развития. Без углекислого газа растения попросту погибнут, как человек без кислорода.

Влияние углекислого газа на урожайность

Если растениевод при выращивании растений использует умеренное по мощности освещение растений, то он может не беспокоиться, что его питомцам не хватит углекислого газа, содержащегося в воздухе. СО2 при установке мощных источников света будет недостаточно, чтобы культуры могли полностью поглотить и использовать получаемую световую энергию.

Давая растениям дополнительное количество углекислого газа совместно с мощным освещением, садовод помогает им поглощать больше света, что положительно сказывается на проведении процесса фотосинтеза. В результате они начинают быстрее расти, формировать более пышные соцветия и сочные плоды, которые содержат в себе значительно большее количество вкусоароматических веществ. В результате растениевод получает урожай не только немного раньше, но и в значительно большем количестве. Соцветия и плоды вырастают более сочными и объемными, что говорит об улучшении их качества.

Еще одна положительная сторона использования СО2 в теплицах и гроубоксах – представители флоры становятся более устойчивыми к повышенным температурам и световым ожогам. Они могут отлично себя чувствовать при показателях термометра в 30-35 градусов.

Как повысить концентрацию СО2?

Открытый грунт

Повысить уровень концентрации углекислого газа в воздухе в открытом грунте не так-то просто. Из-за свободного движения воздушных масс он быстро улетучивается с места высадки. Даже для незначительного поднятия процента его содержания садоводам потребуется большое количество газа и энергии, что станет попросту неоправданным. Его положительное влияние попросту сведется на нет. Однако есть все же один способ. Он подразумевает внесение в грунт органических удобрений, которые в процессе разложения выделяют углекислый газ. Это продолжается достаточно долго, что позволяет насытить приближенные к растениям слои воздуха СО2.

Закрытый грунт

В закрытом грунте дела обстоят совершенно иначе. Благодаря тому, что растения выращиваются в закрытом пространстве, повысить концентрацию углекислого газа в них достаточно просто. Сразу хотелось бы уточнить, что ценовая политика всех наиболее распространенных способов довольно широка, поэтому каждый гровер должен в первую очередь ориентироваться на свой кошелек. Также все будет зависеть от площади культивации и количества растущих культур.

Повысить уровень СО2 в теплице или гроубоксе можно следующими способами:

  • Генератор углекислого газа

Представляет собой специальное устройство, которое образовывает СО2 путем сжигания пропана и этилового спирта. Контроль над его работой осуществляется с помощью автоматики, представленной датчиком измерения концентрации углекислого газа. С его помощью можно легко поддерживать необходимый уровень СО2 в закрытом пространстве. Генератор больше подходит для больших теплиц, поскольку требует существенных финансовых вложений, часть из которых пойдет на дополнительное обустройство самого помещения, ведь должны быть соблюдены все меры безопасности. Также стоит отметить, что генератор повышает уровень влажности и температуры в замкнутом пространстве. Поэтому лучше всего устанавливать его за пределами теплицы;

  • Сжатый углекислый газ в баллонах

Это наиболее приемлемый способ насыщения теплиц и больших гроуромов СО2, однако цена на него все же является высокой для любительского садоводства. Только при солидных посевных площадях он полностью себя оправдывает. Садовод просто ставит баллон с газом в боксе или теплице, и откручивает кран, чтобы СО2 выходил наружу. Минус способа заключается в том, что без датчика концентрации углекислого газа гровер может легко перенасытить им замкнутое пространство, что отрицательно отразится на растительных культурах. Еще одни немаловажный фактор – баллон является взрывоопасным;

  • Ферментация или брожение

Больше подходит для насыщения углекислым газом небольших гроубоксов, поскольку в процессе вырабатывается малое количество СО2, которого хватит только для небольшого количества растений. В боксе размещаются специальные вещества, после чего активируется их процесс брожения, побочным продуктом которого является углекислый газ. Из недостатков ферментации стоит отметить тот факт, что растениевод должен уметь проводить и контролировать этот процесс. Также в брожения выделяется неприятный запах и это может привлечь насекомых;

Наиболее популярный среди гроверов способ, который не требует специальных знаний и умений. На рынке прогрессивного растениеводства востребован препарат СО2 Bottle. По сути – это обычная бутыль с сухим веществом органического происхождения внутри, которое при контакте с теплой водой начинает выделять углекислый газ. Большой плюс в том, что такого количества вполне достаточно для насыщения гроубокса. Препарат очень прост в использовании. После добавления воды садоводу нужно убрать специальный стикер, закрывающий выходное отверстие, и встряхнуть бутылку. Бутыль необходимо встряхивать один раз каждые два дня. Всего ее хватает на 3-4 недели, по окончанию ее можно легко наполнить новой порцией с помощью пакета для заправки СО2 Bottle. Данный способ обогащения гроубокса углекислым газом стал наиболее востребованным среди канадских и европейских гроверов благодаря своей простоте и дешевизне;

Обогатить воздух в теплице СО2 можно с помощью компостирования, однако этот метод приносит скорее больше хлопот, чем пользы. С самодельным компостом всегда трудно работать, а его результат неоднозначен – никогда не знаешь, сколько углекислого газа вырабатывается. Готовые СО2 бустеры можно приобрести на рынке, но они стоят недешево и вырабатывают слишком большое количество углекислого газа для домашней оранжереи. Также во время компостирования всегда возникает неприятный запах, а сам процесс является гигиеничным;

Представляет собой холодный твердый СО2, в процессе нагревания которого углекислый газ попадает в воздух. Он хорошо проявляет себя, если необходимо резко повысить концентрацию СО2 в закрытом помещении. При постоянном использовании является затратным и долгим способом, который также небезопасен для человека. Пополнять запасы льда придется каждый день, а уровень выделения углекислого газа довольно трудно контролировать.

Какое количество СО2 подавать растениям и в какое время?

Сотни тысяч лет назад концентрация углекислого газа в атмосфере нашей планеты была намного больше, чем сегодня. Поскольку в процессе эволюции растения приспособились к данным условиям, они способны поглощать существенно больше СО2, чем его сегодня находится в воздухе. По заверениям ученых, они могут эффективно использовать до 1500 ppm газа. А поскольку в атмосфере его концентрация сегодня достигает всего лишь 400 ppm, то эффект от повышения его дозировки весьма ощутим. Растения смогут производить гораздо больше энергии в процессе фотосинтеза, что положительно отразится на их росте и производительности – это факт.

Однако стоит понимать, что в первую очередь на эффективность процесса фотосинтеза влияет именно мощность света. Дело в том, что при низкой концентрации СО2 растительные культуры способны перерабатывать не всю поступающую им световую энергию. Поэтому, если Вы решили повысить контракцию углекислого газа в теплице или гроубоксе, то непременно стоит позаботиться о мощном освещении.

Опытные гроверы советуют поддерживать концентрацию углекислого газа в закрытом грунте на уровне в 1200-1500 ррm. Такой показатель является наиболее оптимальным. Однако он актуален только при использовании ДНаТ или LED светильников мощностью не менее 600 Вт на площади культивации в 1 м2. При меньшей освещенности его следует снизить. Также растениеводу следует понимать, что в ночное время, когда растение отдыхает, оно не поглощает углекислый газ. Это значит, что при выключенном свете нужда в его поступлении отпадает. Всегда следует отключать «обогатитель» СО2 на ночь.

Профессионалы рекомендуют обогащать гроубокс СО2 в следующих случаях:

Такой режим поможет гроверу сэкономить ресурс преобразователя СО2 и не повлияет на эффективность использования.

Работа TDS метра основана на электропроводности водной – электроды, погруженные в водную среду, создают между собой электрическое поле. Чистая дистиллированная вода сама по себе ток не проводит, образуют его растворенные в воде различные примеси и соединения.

Солемер или TDS метр – это стационарный малогабаритный прибор для измерения жесткости воды и процентного содержания в ней разного вида веществ.

Кокосовый субстрат, изготавливаемый из растертой в мелкую крошку кожуры и волокон кокосового ореха, − достаточно молодой материал.

Чтобы пересаженные цветы хорошо росли и развивались, их корням необходима влага и возможность дышать через земляную почву. Обычная земляная смесь представляет собой достаточно плотную субстанцию, плохо пропускающую живительную влагу и воздух к корням.

Керамзитовый дренажный материал или керамзит – это одна из разновидностей субстрата применяемая для укоренения черенков роз гвоздик и иных цветочных растений.

В прошлом веке ученые открыли вещества, влияющие на работу тех или иных функций растения. С помощью этих веществ, каждый садовод может повлиять на жизненный цикл растения, ускорить или замедлить его развитие. Подобные вещества называют стимуляторами роста.

Современные технологии позволяют контролировать развитие растений по воле человека. Еще в 20 веке ученые открыли фитогормоны, вещества, стимулирующие все процессы жизнедеятельности и контролирующие их протекание

При выращивании растений без солнечных лучей нужно сильно постараться, чтоб предоставить все необходимое. Ведь питается растение именно световыми лучами, без которых рост и развитие невозможно, грунт и удобрение играют второстепенную роль.

  • Интернет магазин ООО «АгроДом»
  • Страна: Россия
  • E-mail:
  • Телефон: 8 (800) 555–42–84 пн-пт 9:00–23:00; сб 10:00–21:00; вс 12:00-20:00 —>

Узнайте первым о предстоящих акциях и скидках. Мы не рассылаем спам и не передаем email третьим лицам

Знание этого чрезвычайно важно, потому что утверждение о том, что рост растений может быть ускорен за счет увеличения потребления CO2, верно.

Пассивная диффузия

После поглощения растением CO2 превращается в сахар, он используется в качестве строительного материала для роста растений. В конечном счете, этот углерод позволяет растениям увеличивать количество новых тканей и оставаться сильными.

Если уровень CO2 в растущей среде падает ниже примерно 250 ppm, растения прекращают расти.

Компенсация углерода, который удаляют с фермы во время сбора урожая

После того, как растение использует углерод от CO2 для создания растительных тканей, следующим шагом является сбор урожая. Каждый раз, когда вы собираете урожай, вы убираете углерод со своей фермы, тем самым вы удаляете растительные ткани.

Чтобы поддерживать высокий уровень углерода в вашей ферме, растениеводы должны пополнять его с помощью CO2.

Что нужно знать перед началом подачи Co2 в теплицу или гроубокс?

Способ 1. Сжигание топлива, такие как природный газ или пропан . Генератор углекислого газа

  • дополнительное выделение тепла;
  • повышает уровень влажности;
  • требует существенных финансовых вложений.

Способ 2. Метод брожения

  • сложный контроль подачи;
  • неконтролируемая скорость происходящей реакции в емкостях;
  • нестабильность подачи СО2;
  • частая дозаправка (обслуживание);
  • покупка необходимых компонентов, а также сложность регулирования подачи углекислого газа.

Способ 3. Процесс разложения

  • долгосрочная стоимость конечного продукта Со2;
  • неконтролируемая подача Со2;
  • бутылки необходимо встряхивать каждые два дня, в противном случае выделение углекислого газа значительно уменьшается.

Способ 4. Подача сжатого углекислого газа из баллона

Co2 для растений, какое количество подавать?

В какое время подавать Со2 в теплице и гроубоксе?

  • подачу углекислого газа необходимо включать спустя 30 минут после включения освещения.
  • отключение подачи газа необходимо сделать за 30 минут до выключения света

Несколько полезных советов. Как использовать Со2 с максимальной выгодой

Придерживаясь несложных советов вы избежите типичных ошибок начинающих гроверов:

  • Используйте светильники с воздушным охлаждением с защитным стеклом. Половина тепла будет удалена из источника света еще до того, как оно попадет в помещение, а герметичное стекло сведет к минимуму потерю СО2.
  • Используйте полноспектральный светильник с расширенным синим спектром. Синий спектр стимулирует выработку хлорофилла и стимулирует раскрытие устьиц на листьях.
  • Для хорошего движения воздуха используйте вентиляторы с механизмом поворота, такой вентилятор гарантировано создаст хорошее движение воздушной массы и вы точно не получите застоявшиеся мертвые зоны. Такие зоны могут образовывать паровой барьер на нижней поверхности листьев, который в свою очередь будет препятствовать попаданию углекислого газа в растение через его листья.
  • Применяйте рециркуляционные кондиционеры и осушители воздуха без выпуска воздуха наружу. Если вытяжные вентиляторы будут работать слишком часто, большая часть CO2 будет потрачена впустую.
  • Поддерживайте оптимальную температуру воздуха. Температура теплого воздуха ускоряет процесс фотосинтеза и поглощения CO2. Важно понимать, если температура становится слишком высокой, в таком случае устьице листа закрывается, растение таким образом сохраняет накопленную воду.
  • Удерживайте относительную влажность воздуха между 40-60%. В условиях низкой влажности устьица листа закрывается, потребление СО2 при этом снижается.
  • Увеличьте отношение аммония к нитрату в вашем удобрении. При высоких уровнях CO2 растения не будут ассимилировать столько нитратного азота, в то время как аммонийная форма азота будет использоваться более эффективно.
  • Используйте добавки, такие как гуминовая кислота. Гуминовые и фульвокислоты улучшают усвоение железа и других микроэлементов. Железо является катализатором для производства хлорофилла и способствует более эффективному фотосинтезу в условиях высокой концентрации CO2 .
  • Чтобы поддерживать уровень углекислого газа на оптимальном уровне, лучше всего его подавать однократной и большой дозой с более длительными промежутками, чем небольшой дозой но с более частыми включениями.

Если вам понравилась статья, то сделайте репост или поделитесь знаниями с вашими друзьями!

© Копирование представленных на данном сайте материалов разрешается только при наличии активной обратной ссылки.

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.

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. Смесь, 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.

Важная информация для каждого, кто хочет получить весомый прирост к урожаю.

Углекислый газ усваивается растениями тем лучше, чем больше на листе растения устьиц, и чем лучше они раскрываются для поглощения разнообразных веществ.

Количество устьиц и их проводимость зависят от освещения и влажности воздуха, а также и от поглощения углекислого газа. Однако, если не выполнены первые два пункта (влажность воздуха и правильное освещение), то подача углекислого газа на устьица влиять не будет, так как они просто не смогут проводить его в растения. Подача CO2 актуальна и в гидропонике, и при тепличном выращивании разных культур. Исследования показали, что и в том, и в другом случае с помощью правильной подачи растениям углекислого газа можно добиться увеличения урожайности до 30%. При этом не только увеличивается количество и масса плодов, но ускоряется их созревание на 5-8 дней.

Но немногие знают, что усвоение CO2 растениями и, соответственно, его влияние на урожайность, зависит от множества факторов.

Подача CO2 должна быть более интенсивной в тот период, когда растение получает натуральное освещение (если получает), а когда освещение становится искусственным, дозировку можно уменьшить, так как углекислый газ поглощается растением лучше.

Как рассчитать подачу CO2

Схема достаточно проста. В начале светового дня устьица на растении закрыты и поэтому подача углекислого газа не имеет смысла. Открываются устьица примерно через 2 часа после начала освещения, и тогда можно подавать в гроубокс или теплицу углекислый газ. Подача продолжается обычно около часа, в это время растение активно поглощает вещество. Затем генератор можно отключить. Второе насыщение стоит производить за 2 часа до сна растения, то есть до окончания светового дня. Устьица снова раскроются, и поглощение будет эффективным. Полученный углекислый газ растения будут усваивать и перерабатывать ночью.

График подачи CO2 к растениям

Кроме того, нужно понимать, что у разных культур разные требования к CO2, которые тоже нужно учитывать. А кроме всего прочего, самое пристальное внимание надо уделить качеству подаваемого углекислого газа. Если оно низкое, но нет возможности изменить ситуацию, то подачу вещества лучше свести к минимуму до тех пор, пока не будет куплен качественный генератор CO2 , способный давать хороший углекислый газ.

Технические характеристики:

Рабочая площадь: 20 м3

Размеры: 16x21x35 см

Вес: 3 кг

Расход CO2 в час: 0,2кг

1000 ppm на м2 теплицы: 20м2

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *