鉴于现在越来越多草友开始向小缸发展(60cm),而在小型缸的CO2器材选择上DIY自然是首选,如果使用的是糖加酵母的发生方式,糖和酵母的合理比例问题是影响效果的关键因素,所以向大家推荐下面一段草友的经验分析,希望对大家有所启发
由于不想为了自家的水族缸做过多的投资,前几天开始思考自制二氧化碳系统,这个话题在网络上已经有很多的人讨论过,其实自己也在数年前实际制作过,不过随着再度开始制作,有个问题浮现了:到底酵母菌、水、糖各要加多少才是最持久又划算的?
整个系统的目的是藉由酵母菌将糖转化为酒精以及水草用的二氧化碳,转化的完全会比转化的速率更加重要,因为微生物的繁殖是以等比级数增加,即使放入一个酵母菌,每分钟分裂一次,一个小时后也有二的60次方个,因此初始的酵母菌数量应该不是那么重要,只要不要少到被其它杂菌消灭就好。水的作用是增加酵母菌与糖的接触面,增加酵母菌的活性,太少没法把糖溶解,但是加太多的话酵母菌可能找不到食物。糖是酵母菌的食物,比较市面上的各种糖,当然冰糖可能是最精炼的,不过价格也最高,再加上市面上的冰糖多为块状,与水接触面少,在衡量后选择白糖。整个发酵作用的附产品有两个,一是可以导出的二氧化碳,另一个就是与水共存的酒精。经过查阅,一般酒类的发酵停止度数为14度,也就是说,当酒精的体积占溶液总体积的百分之十四时,酒精的浓度就足以使酵母菌休眠甚至是死亡。下一个延伸出来的问题是,要多少的糖才能转化出那么多酒精呢?
发酵作用的化学式为C6H12O6 2C2H5OH(乙醇) + 2CO2,也就是说一份蔗糖(双糖)可以产出两份酒精及两份二氧化碳,此处说的是份而不是重量或体积,后面接着说。碳的原子量为12,氢的原子量为1,氧的原子量为16,因此糖的分子量就是C6H12O6C6H12O6=12*6+1*12+16*6+12*6+1*12+16*6=180;乙醇的分子量就是C6H12O6C2H5OH=12*2+1*5+16+1=46;二氧化碳的分子量就是CO2=12+16*2=44,乙醇与二氧化碳的重量比为46/44,也就是说100克的糖将转化为100*46/90=51.11克的乙醇以及100*44/90=48.89克的二氧化碳。得到了乙醇的估算重量,再除以算乙醇的密度(约0.8克/立方公分),就知道估算体积约为63.89立方公分。若以停止发酵的浓度百分之十四往回推算,63.89*86/14可以得知水的体积应为392.46立方公分,约达到糖的重量的四倍。
另一个进一步的问题是,究竟二氧化碳的产量如何?1莫耳CO2重44公克、在常温下(25℃)一大气压下体积为24.45公升,因此所得的二氧化碳体积为48.89*24.45/44=27.17公升。
归纳以上的结果,可以知道当糖的重量为水的四分之一时,发酵系统内的糖可获得充分利用,也不会不足,以一个两公升的宝特瓶来说,加入一公升(一公斤)的水以及254.8公克的糖,可以产生69.22公升的二氧化碳,这是最理想的状况。
另外再给大家2个经验:
1.反应用的水不要用自来水,用温开水和蒸馏水比较好,这样可以避免酵母细菌被水中其他细菌侵食
2.反应瓶中最好加入适当馒头或面包,可以增进酵母的反应效率
不过糖加酵母反应方式的出气效率和稳定程度与环境温度有较大依赖性,最佳温度为30度左右,20度以下基本出气微乎其微,所以有一定局限性I
由于不想为了自家的水族缸做过多的投资,前几天开始思考自制二氧化碳系统,这个话题在网络上已经有很多的人讨论过,其实自己也在数年前实际制作过,不过随着再度开始制作,有个问题浮现了:到底酵母菌、水、糖各要加多少才是最持久又划算的?
整个系统的目的是藉由酵母菌将糖转化为酒精以及水草用的二氧化碳,转化的完全会比转化的速率更加重要,因为微生物的繁殖是以等比级数增加,即使放入一个酵母菌,每分钟分裂一次,一个小时后也有二的60次方个,因此初始的酵母菌数量应该不是那么重要,只要不要少到被其它杂菌消灭就好。水的作用是增加酵母菌与糖的接触面,增加酵母菌的活性,太少没法把糖溶解,但是加太多的话酵母菌可能找不到食物。糖是酵母菌的食物,比较市面上的各种糖,当然冰糖可能是最精炼的,不过价格也最高,再加上市面上的冰糖多为块状,与水接触面少,在衡量后选择白糖。整个发酵作用的附产品有两个,一是可以导出的二氧化碳,另一个就是与水共存的酒精。经过查阅,一般酒类的发酵停止度数为14度,也就是说,当酒精的体积占溶液总体积的百分之十四时,酒精的浓度就足以使酵母菌休眠甚至是死亡。下一个延伸出来的问题是,要多少的糖才能转化出那么多酒精呢?
发酵作用的化学式为C6H12O6 2C2H5OH(乙醇) + 2CO2,也就是说一份蔗糖(双糖)可以产出两份酒精及两份二氧化碳,此处说的是份而不是重量或体积,后面接着说。碳的原子量为12,氢的原子量为1,氧的原子量为16,因此糖的分子量就是C6H12O6C6H12O6=12*6+1*12+16*6+12*6+1*12+16*6=180;乙醇的分子量就是C6H12O6C2H5OH=12*2+1*5+16+1=46;二氧化碳的分子量就是CO2=12+16*2=44,乙醇与二氧化碳的重量比为46/44,也就是说100克的糖将转化为100*46/90=51.11克的乙醇以及100*44/90=48.89克的二氧化碳。得到了乙醇的估算重量,再除以算乙醇的密度(约0.8克/立方公分),就知道估算体积约为63.89立方公分。若以停止发酵的浓度百分之十四往回推算,63.89*86/14可以得知水的体积应为392.46立方公分,约达到糖的重量的四倍。
另一个进一步的问题是,究竟二氧化碳的产量如何?1莫耳CO2重44公克、在常温下(25℃)一大气压下体积为24.45公升,因此所得的二氧化碳体积为48.89*24.45/44=27.17公升。
归纳以上的结果,可以知道当糖的重量为水的四分之一时,发酵系统内的糖可获得充分利用,也不会不足,以一个两公升的宝特瓶来说,加入一公升(一公斤)的水以及254.8公克的糖,可以产生69.22公升的二氧化碳,这是最理想的状况。
另外再给大家2个经验:
1.反应用的水不要用自来水,用温开水和蒸馏水比较好,这样可以避免酵母细菌被水中其他细菌侵食
2.反应瓶中最好加入适当馒头或面包,可以增进酵母的反应效率
不过糖加酵母反应方式的出气效率和稳定程度与环境温度有较大依赖性,最佳温度为30度左右,20度以下基本出气微乎其微,所以有一定局限性I



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