DIY CO2 generator & principle (자작이탄 만들기 & 원리)

DIY CO2 generator & principle 

(자작이탄 만들기 & 원리)

Although CO2 is an option for fishkeeping, almost essential!

Mainly, Carbon dioxide is an essential component for plants to make photosynthesis.

 

물생활에 선택이지만 거의 필수적인 이산화탄소!

즉, 이산화탄소라는 것은 수초들이 광합성 작용을 위해 필요한 필수성분이다.

★ Photosynthesis: Carbon dioxide + Water --- by Light ----> Glucose + Oxygen + slightly water (view of Bioscience)

★ 광합성 작용: 이산화탄소 + 물 ---- 빛에 의해 ----> 포도당 + 산소 + 소량의 물(생명과학 관점)

There are2 main factors of carbon dioxide increase are two.

1. Breathe of microorganism and fish 

2. Breathe of plants during the night (during the day time, oxygen is generated rather than carbon dioxide by photosynthesis)

However, those are really small. Moreover, carbon dioxide has a property which does not get dissolved. Therefore, it is difficult to see the beautiful aquascaping being filled with water plants naturally.

Hence, to increase the concentration of carbon dioxide directly by inserting in tanks is the only way.

The best and easiest method is to purchase carbon dioxide gas cylinder. but it is unaffordable in my opinion.

Whereas, DIY CO2 generator is really popular among people keeping fish. 

But!! Though there are many people who already use DIY CO2 generator, I think most of them wonder or do not know the principle of DIY CO2 generator. So, I focused on how to make a DIY CO2 generator and the principle.

물속의 이산화탄소 증가 요인은 두가지로 요약할 수 있다.

1. 미생물과 물고기의 호흡

2. 밤에 수초들의 호흡 (낮에는 광합성작용으로 인해 이산화탄소보다 산소가 더 많이 생김)

하지만 이정도의 양은 정말 소량이다. 더욱이 이산화탄소는 물에 쉽게 녹지 않는 성질이 있다. 그렇기 때문에 자연적으로, 수초로 가득 찬 아름다운 수조를 보기란 가히 어렵다고 말할 수 있다.

따라서, 인위적으로 이산화탄소를 수조에 주입함으로써 농도를 증가시키는 방법밖에 없다.

그 방법 중 편하고 좋은 방법이 바로 우리가 흔히 말하는 고압이탄이다. 하지만 생각보다 비싸다. 

그래서 물생활 하는 사람들 사이에서 인기 있는 것이 바로 자작이탄!!!이다. 

그러나!! 자작이탄을 사용하시는 분들은 많으나 정작 어떤 원리에 의해서 이산화탄소가 나오는지에 대해 잘 모르거나 궁금해 하시는 분들이 많이 계실 거라 생각된다. 그래서 키토인 저는 자작 이탄 제작 방법과 원리에 대해 집중 탐구를 해봤다.

 

 

Materials for DIY CO2 generator:  white sugar, dry yeast, a PET soda bottle (with silicon film inside. it helps to prevent escaping the are), air hose, aquarium oxygen diffuser, awl, super glue

제가 만든 자작이탄 재료: 백설탕, 드라이이스트,  콜라페트병(탄산용 페트병: 뚜껑쪽에 실리콘처리가 되어있어서 기체가 잘 새지 않음), 에어호스, 숯돌확산기, 큐방, 송곳, 순간접착제

★ Production method

1. Drill a hole in the cap of the soda bottle, smaller than the area of air hose (use the awl)

2. Next, insert the air hose. (It will be easy if you cut the air hose as diagonal)

★ 제작방법

1. 콜라병 뚜껑에 구멍을 뚫는다. 에어호스 굵기보다 작게 뚫는다. (송곳 사용)

2. 그 다음 호스를 끼워 넣는다. (호스를 대각선으로 잘라서 넣고 당기면 좀 수월하다.)

3. To prevent the air from escaping, glue between the cap and the air hose with super glue and dry enough (most important)

4. Add 1/8 sugar of the total volume that you want to put in the bottle of soda. Next, add a bit hot water and melt sugar completely by shaking (Caution: do not fill up the bottle with water, approximately 80% of the bottle)

3. 그 다음 기체가 새지 않도록 에어호스와 뚜껑사이의 틈에 순간접착제를 발라 입구를 막아주고 말린다. (가장 중요하다)

4. 콜라병에 총 물을 넣으려는 용량의 1/8정도 설탕을 넣고, 콜라병이 녹지 않을 정도의 뜨거운 물을 넣고 입구를 막고 흔들어 설탕을 모두 녹인다. (콜라병에 물을 넣을 때 너무 많이 넣지 않는다 콜라 입구까지 X.)

5. Put one teaspoon of dry yeast in the soda bottle. close the cap. and then, set it like the photo (Caution: do not use an expired dry yeast)

6. Wait about for 2 days, if you cannot find any bubbles in the bottle, check between the cap and the air hose. because of this, most of the people who tried to make DIY CO2 generator failed.

5. 그 다음 드라이 이스트를 베스킨 라빈스 스푼이나 티스푼으로 평평하게 한 스푼 넣고, 페트병 뚜껑을 닫은 후, 호스에 큐방 하나 넣고 숯돌 확산기를 꽂는다. (자작 확산기 쓰는 사람 많은데, 솔직히 효율 떨어진다. 자작용 숯돌 확산기 얼마 안하니 구입하는 편이 정신건강에 좋다. 그리고 드라이 이스트는 유통기한이 안 지난 것을 사용한다.)

6. 기다린다. 2일 기다리고 안 나오면 기체가 새는지 뚜껑 하고 호스 사이를 검사해본다. (이 것 때문에 거의 80%이상 실패한다고 생각한다. 그리고 역류 방지 통은 따로 만들지 말고, 다른 통에서 반응이 일어나게 하고, 확인한 후 페트병에 옮겨서 사용하면 역류 할일 절대 없다.! 역류통 만들다가 기체 사방에서 새면 골치 아프다. 차라리 연결 부위를 최소화 하는게 자작이탄의 성공하는 지름길이라고 생각하는 1人)  

 

★ When I have used the DIY CO2 generator!

Tank: Leglass 30 cube

Soil: Netlea

Light: 12W*2EA PL light 

CO2: DIY CO2 generator

Water Plants: Hemianthus micranthemoides, Limnophila sessiliflora, Micranthemum umbrosum

Shrimp: crystal red shrimp (CRS)

TIme: 90days after setting

★자작이탄 사용했을 때! 

수조: 리글라스 30큐브 

 소일: 네트리아  

 조명: 12W*2EA  PL등

 이탄: 자작이탄

 수초: 펄그라스, 암브리아, 쿠바펄

 생물: CRS

 경과일: 셋팅후 90일.

 

★ Frankly, the efficiency of DIY CO2 was really good. However, the amount of generated CO2 is small. Therefore, I think the tanks maximum size would be 600mm*200mm*310mm.

★ 솔직히 효과 좋다. 하지만 저압이기 때문에 나오는 이산화탄소의 양이 적다. 따라서 최대 권장 사양이 2자 슬림까지라고 생각한다. 그 이후는 고압 쓰는게 정신건강에 이롭다.

Let us finish how to make DIY CO2 generator! 

Now I would like to explain the principle of the DIY CO2 generator.

That is -------> anaerobic respiration

Anaerobic respiration means the respiration without oxygen.

DIY CO2 generator is used by fermentation among the anaerobic respiration, especially that's alcohol fermentation.

Alcohol fermentation is defined sucrose by microorganism without oxygen degrades alcohol and carbon dioxide.

We just utilized the CO2!!

Let us see the reaction mechanism,

C12H22O11(Sugar) + H2O ----> C6H12O6(Glucose) + C6H12O6(Levulose) 

C6H12O6(Glucose) ----> 2NADH2 + 2C3H4O3(Pyruvic acid) ----> 2C2H5OH(Ethanol) + CO2(Carbon dioxide gas) + 2ATP

Mainly, glucose and Levulose are produced as sugar and water are hydrolyzed. and then, glucose degrades by dry yeast, the enzyme from yeast. Hereby, ethanol and carbon dioxide are produced.

Many people want the DIY CO2 generator to emit carbon dioxide for a long time. However, I think normally it generates CO2 for maximum a month. 

자작이탄 제작방법 및 사용은 여기서 마치겠다.

이제 원리에 대해 알아보도록 하자! 이 원리는 간단하다.

그것은 바로 ------> 무기호흡이다.

무기호흡이란: 산소를 이용하지 않고 이루어지는 호흡이다.

그중 자작이탄은 무기호흡 중 발효 그것도 알코올 발효를 이용해 만든다.

알코올발효란 산소가 없는 상태에서 미생물에 의하여 당류가 이산화탄소와 알코올로 분해되는 것을 말한다.

거기서 우리가 사용하는 것은 이산화탄소!!

반응 매커니즘을 보게 되면,

C12H22O11(설탕) + H2O ----> C6H12O6(포도당) + C6H12O6(과당) 

C6H12O6(포도당) ----> 2NADH2 + 2C3H4O3(피루브산) ----> 2C2H5OH(알코올) + CO2(이산화탄소 기체) + 2ATP

쉽게 말하자면, 설탕이 물과 가수분해(반응) 되어 포도당과 과당이 만들어지는데, 그 중 포도당이 드라이이스트 즉 효모에서 생산된 효소에 의해 분해되어 결국에는 알코올과 이산화탄소 기체를 만들어내서 기체인 이산화탄소가 수조로 나오는 구조로 되어있다.

종종 이탄이 오랫동안 나오길 바라시는 분이 계시는데, 내 생각에는 길어야 한달이라고 생각한다. 왜냐하면 패트병 안에 들어있는 설탕의 총 양은 변함이 없다. 따라서 효모에 의해 분해되는 총 양은 변함없다는 의미이다. 오래 나올수록 이탄 양이 적게 오래 나온다는 소리다. 그러면 자작 이탄의 효율이 너무 떨어진다고 생각한다. 뭐든 적당한 것이 좋다.  따라서 3주에서 4주가 적정선이라고 생각한다.

If you want the DIY CO2 generator to produce carbon dioxide for a long time, there are three ways of doing it easily. 

1. Put sugar at one time. 

2. Reduce the amount of the dry yeast. (Although It can keep, the amount of produced carbon dioxide for a long time. time would be decreased)

3. Lower the temperature of the PET bottle. (This method utilizes the property of bioanalyzer, which means the temperature will get lower and lower, the reaction ratio would be slower and slower. However, so as to make high reaction ratio, do not increase temperature that much. This is because the enzyme produced by yeast could lose its property.

만약 !! 그래도 이탄을 오래 나오게 하고 싶다면, 

방법은 쉬운 걸로 세가지다.!

1. 설탕을 더 많이 넣는다. (분해 해야 하는 총 양이 늘어나기 때문에 그만큼 더 오래 분해해야한다. 하지만 설탕이 다 녹아야 한다. 왜냐하면 가수분해를 해야 이당류에서 단당류인 포도당이 나오기 때문이다. 모든 미생물은 단당류를 분해한다.)

2. 드라이 이스트의 양을 줄인다. (효모의 양을 줄이면, 그만큼 분해야 하는 총 양은 같지만, 한번에 분해되는 양이 줄기 때문에 그만큼 오래간다. 대신 조금씩 오래 나온다.)

3. 패트병의 온도를 낮춘다. (이것은 생촉매의 특성을 이용한 것이다. 생촉매인 경우 온도가 낮을 수록 반응 속도가 늦어 진다. 단 반응을 빨리 일으킨다고 온도를 너무 높이면 안된다. 그 이유는 효모가 생산한 효소가 변성되기 때문이다. 아니면 효모가 죽거나!)