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水草水槽へ発酵式でCO2を添加

 水草水槽に発酵式のCO2添加装置を付けたので、その様子をまとめておきます。

▼水草水槽
水草水槽
 これは5月頃の写真ですが、植物の緑色が薄く、所によっては葉が透明になって溶けて行く部分もあります。水替えの頻度アップや、肥料不足を疑ってソイルの追加などを行ったのですが、状況は好転しません。

 調べてみると、どうも炭酸ガスを添加すると良いらしいです。その方法はいろいろあるようですが、まずは手軽に出来る発酵式でやってみることにしました。

 発酵させて炭酸ガスを発生させる容器には、500ccくらいの炭酸飲料用のPETボトルを使うことが多いみたいです。でも、水量がたった2リットルの小さな水槽なので、もっと小さくてもいいだろう、ということでダイソーの200mlのワンタッチボトルを使うことにしました。

▼発酵容器
使ったボトル
 実際に使うのは一つですが、あらかじめ調合しておいて、使う前にイーストを入れれば手間が省ける、ということで容器は3本買っておきました。

▼キャップ
キャップ
 この容器を使った理由はこのキャップの形です。液の取り出し口がベルマウス状になっているので、この穴をドリルで拡大するだけで、チューブをしっかりと固定することが出来ます。
 ちなみに使ったシリコンチューブの外径は6mmなので、5.5mmのドリルで穴開けしました。なお、少しづつドリル径を大きくしていって、最後に5.5mmのドリルを使い、出来るだけ滑らかな穴が開くように注意しました。

 容器の準備が出来れば原料を入れて発酵開始です。原料は砂糖30g、重曹2g、を入れた後で水を容器の70%くらいになるまで加えます。あとはイースト菌を少々(水面が覆われる程度)入れます。まず砂糖と重曹を入れてフタをして、よくシェイクして水溶液にし、最後にイースト菌を入れて再度軽くシェイクしました。

▼テストの様子
水草水槽
 6mmのシリコンチューブを使って、水槽にCO2を送り込みます。

▼炭酸ガスの発生状況
炭酸ガス
 水槽内に細かい泡が出てます。エアーストーンには定番の割りばしを使っています。

 これでうまく行くかと思ったのですが、2日くらいしかガスが出ません。ストーンがすぐに目詰まりするようです。あと、発生するガス圧が低いようで、ストーンを深い位置に置くと水圧に負けてガスが出なくなります。
 あと、ガスの発生時間を長くするために、砂糖を寒天で固めて徐々に発酵させる方法も試しました。この場合、発酵スピードがものすごく遅くなって、ガス量が十分確保出来ませんでした。柔らかい寒天にする、あるいはゼリーを使うのが良いのかも知れませんが、培地を作るのが面倒です。

 ガスが2日くらいしか出ないという課題はありますが、安全に運転するために、タンクを水槽に固定しました。タンクがひっくり返って、水槽の水が外に流れ出す、あるいは発酵タンク内の溶液が水槽に入ったら大変なことになります。

▼発酵タンクを水槽に取り付け
照明を外した状態
 銅線をはんだ付けして、取り付け金具を作りました。タンクの下には照明の電源用のACアダプタを置きます。こうすると電源アダプタの発熱で、発酵が促進されます。また、夜間は照明が消えるのでACアダプタの温度が下がり、CO2の発生量を減らすことが出来るはずです。
 電源アダプタの表面とタンクの底面にはアルミテープを貼って、熱伝導が良くなるようにしてみました。まあ、どれくらい効果があるかは判らないですが、やらないよりはマシでしょう。

▼使っている様子
後ろにCO2発生器
 照明のランプハウスを乗せるとこんな感じになります。

▼ストーンと炭酸ガスの泡
CO2の泡
 ストーンを深く沈めると泡が出なくなるので、水面下3cmくらいに設置しています。

◆まとめと今後の予定
・とりあえず現在の構成で4日くらいは連続してCO2の供給が出来るようになりました。このまま様子を見たいと思います。

・CO2の添加を初めて1ケ月くらい経ちましたが、明らかに植物が元気になりました。葉はよく成長するようになり、根もいっぱい出るようになりました。やはりCO2の効果は大きいです。

・そんなことで、効果は実感できるのですが、4日に一度の周期でメンテナンスが必要なのはちょっと面倒です。出来れば1ケ月くらい連続運転出来ると助かります。そうなると液化炭酸ガスのカートリッジを使うのが定石みたいですが、こんな小さな水槽には仕掛けが大げさすぎます。

・メンテナンスを楽にするためには、重曹とクエン酸を使ったCO2発生方式が良さそうな気がしていて、必要な部品を集め始めたところです。進展があれば記事で紹介したいと思います。

◆最後に、今年のMFT2018の展示 密閉型LED光源水耕栽培システム (jmz Makerさん D-01-1)
MTF2018で展示の閉鎖ビオトープ
 去年の展示を見た時に驚きましたが、今年はもっと増えてます。こんな美しい緑の水槽にすることが目標です。なお、名刺もパンフレットも頂いたのに、MFT2018の出展名が判りません。すみません。
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光合成が必須?

電気関連以外に対しても追及する意欲に感心しきりです。
今後の成長記録が楽しみです。

やはり植物には光合成が必須?
費用が最小限の方法として、単純に空気を送り込みその中のCO2で補充するだけでは不足なのでしょうか。

re:光合成が必須?

mytoshi さんおはようございます。

空気をバブリングで吹き込めば良さそうなもんですが、そうやると水中に酸素は入るけど、CO2は逆に減るそうです。
なんだかよく判らない世界です。

No title

密閉型の循環水槽って、待合に置くのに面白いってんで、仲間内にもやっているヤツがいるんですよ。
例の金魚とクマノミが一緒に泳ぐレンタル水槽、月額5000円のレンタル料が払えなくなって、そっちにってことです。

やっぱり、時々二酸化炭素は補充してやる必要があるみたいですね。
呼気をいれる人がいますが、うっかりだ液がはいると、水が腐敗する可能性があるので注意してください。

特殊ガスを扱う業者ってのが、街には必ずありまして、うちも、酸素とかは今でも買っています。
昔は、ニッケルコバルト合金の鋳造用にアルゴンやアセチレンとかも買ったことがあります。ボンベを買えば、中身だけ売ってくれます。使わなくなったら、ボンベごと引き取ってくれるので、あれは買い取りみたいなレンタルなのかも?(笑)

二酸化炭素は、昔は安かったけど、今はちょっと値段が上がったみたいな話をしていましたね。二酸化炭素は、取扱責任者に免許とか自治体の許可とか要らないので、一般人でも買えますね。

嫌気発酵と好気発酵

イースト菌を使って二酸化炭素を供給する方法っていうのがあるんですね。面白い!

ひとつ気になったのが、発酵用ボトル内の酸素量のことです。

そもそもイースト菌は嫌気発酵なのか、好気発酵なのか判らなかったので、調べて見ました。
それによって、ボトルに入れておく酸素の必要量が変わってくるのでは?と思うので。

で、結果、イースト菌はどちらでも発酵できるらしいのですが、好気発酵だと、糖を「水と二酸化炭素」まで、嫌気発酵だと「アルコールと二酸化炭素」まで分解するようです。

酸素なしでも、嫌気発酵で二酸化炭素を出すことは可能で、ただ、好気発酵の方が反応は速いっぽい感じみたいでした。

あと、嫌気発酵でアルコールを生成すると、一定度アルコールが生成された時点で毒として機能して、発酵が止まる(イーストが死んでしまう)のでは?という気がするので、それによって二酸化炭素の供給が止まってしまう恐れがあるのかな?という気がしています。

じゃぁ、酸素を入れておいて、好気発酵させればよいのか?というと、ボトルの上部から管をつなぐと、先に軽い酸素が出て行ってしまうのではという気がするので、なんか色々難題だな、と感じました。

シュリンプだけでは、二酸化炭素の供給としては足りない感じですかねぇ?(あまり増やすと水質の悪化も早まるし…)

SGさん、おはようございます

レンタル水槽は5000円/月もするんですか。最近液晶画面表示のアクアリウムをよく見掛けますが、メンテ不要で綺麗なので、少々高くてもペイするんでしょうね。

球面表示の高精細液晶があったら、こういう水槽の替わりなりそうですね。

re:嫌気発酵と好気発酵

二酸化炭素が出なくなる頃にボトルの蓋を開けると、アルコールと食パンの匂いがします。そんなことで、嫌気発酵しているようです。

二酸化炭素の発生量、というか発生期間を最大化できる、砂糖と重曹の量が判るといいのですが、よく判らないです。
いっそのこと重曹を大量に入れておいて、アルコールから酢に発酵を進めて、重曹を分解しちゃう手があるかも、と妄想しています。簡単じゃないでしょうね、それに、もし反応が爆発的に進むと、水槽が危なくなります。

今シュリンプは子エビが生まれて世代交代期で20匹くらいいます。明らかに過剰なのですが、これだけいても二酸化炭素は足らないようです。

re:re:嫌気発酵と好気発酵

アルコールを上手いこと酢酸菌で分解できれば、珊瑚砂でPHを中和することで、ある程度ほったらかしに出来そうな気がしますが、酢酸菌をどうやって働かせるかが課題でしょうかね。

re3:嫌気発酵と好気発酵

nekosan さん、おはようございます。

発酵方式の二酸化炭素発生は、もっと改良の余地がありそうな気がします。発酵や醸造の専門家が取り組むとどうなるか、見てみたいです。
でも、二酸化炭素が必要なら液化ガスのカートリッジを買いなさい、と言われそうです。
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