подача CO2 методом брожения / east method

Нет подачи CO2? Это может произойти по причине:
- утечка газа из бродилки через плохие уплотнения - проверьте герметичность мыльным раствором.
- температура раствора слишком низкая (должна быть минимум 20 градусов)
- использовали испорченные дрожжи
- залили воду с температурой выше температуры тела (>35-40°С) и дрожжи погибли
- закваску пора заменить на новую ( длительность подачи CO2 от одной закваски не менее трех недель)

Когда менять закваску?
 При использовании реактора типа колокол закваску следует менять на новую когда темпы подачи CO2 станут меньше, чем требуется из расчёта для баллонных систем: 1 пузырек в минуту на каждые 10л объёма аквариума (при kH<10). Если kH выше то по формуле: (kH x объем воды в аквариуме) / 30.
При подаче газа механичесsким распылением нужно значительно больше - от 2 пузырьков в секунду. Поставьте две бродилки и каждую неделю попеременно меняйте закваску в одной из них.

Техника безопасности с бродилками:
 ОСТОРОЖНО! Никогда не собирайте такую систему подачи CO2 БЕЗ обратного клапана.
Из-за того что теплый поначалу воздух в ёмкости при охлаждении уменьшается в объёме может получиться обратный подсос воды из аквариума (back siphoning). Если при этом будет не герметично присоединен шланг и бродилка стоит ниже уровня воды, вода из аквариума потечет на пол.
Желательно использовать ёмкость бродилки со встроенным клапаном сброса избыточного давления.
Не перенаполняйте ёмкость бродилки - раствор пенится, и если оставить менее 5-7см свободного пространства вверху, пена с дрожжами попадёт в аквариум и вы получите бактериальную вспышку!

Нагрев бродилки.
Процесс брожения может сильно замедлиться при пониженной температуре в помещении. Минимальная температура закваски - 20 градусов. Так как при брожении выделятся тепло, можно повысить температуру закваски просто надев на бродилку кусок поролоновой теплоизоляции для ПВХ труб.
Можно установить две емкости, и/или для нагрева бродилки до оптимальной температуры (26-28°C) поставить в ведро с водой и терморегулятором (напр. пленочный Hydor THEO). Самый лучший терморегулятор для этой цели - небьющийся AQUAEL® EasyHeater 25W (фото¬). Но, высокая температура убивает дрожжи, причем чем выше становится процент спирта в растворе, тем ниже смертельная для дрожжей температура. Для обычных дрожжей при проценте алкоголя 14% предельная температура 30.5-33.5°C. То есть повышение температуры закваски до 38°C на самом деле сократит время ее работы, хотя производство CO2 будет больше (см. It's All About Temperature). Следовательно, утеплять бродилку имеет смысл только в холодный период года - так как в процессе брожения выделяется тепло, летом утепление приведет к перегреву и сокращению времени работы закваски. Хотя оптимальной температурой брожения считается 28-38°C, не перегревайте бродилку выше 28°С.

Встраиваем терморегулятор AQUAEL® EASYHEATER внутрь бродилки.
 Если у вас бродилка из большого 5л садового опрыскивателя (например Verano) можно вклеить терморегулятор AQUAEL® EasyHeater 25W (фото¬) внутрьбродилки! Это на порядок удобнее чем ведро с водой, нагреватель легко промыть при смене закваски, а темпуратура закваски будет стабильнее. У EasyHeater пластиковый корпус длиной всего 16см и толщиной 9мм, ширина 4.5см, автоотключение при перегреве, длинный мягкий провод. Поверхность EasyHeater нагревается не так сильно как у других нагревателей, так что опасности испортить бродилку нет.
Как это сделать? Отрезать цилиндр опрыскивателя по длине с таким расчетом чтобы поcле вставки нагревателя до дна бродилки оставалось 2см+1см, затем вырезать в цилиндре в вертикальном направлении паз длиной 1см (чтобы не блокировался регулятор температуры) и шириной равной ширине головки EasyHeater, срезать у резиновой вилки по 2мм с каждой стороны по ширине, и пропустив вилку через цилиндр снизу вверх вклеить нагреватель силиконом вставив его в сделанную прорезь.
^

мифы о подаче CO2 методом брожения

 Этот простой и дешевый метод подачи CO2 в аквариум с растениями очень часто несправедливо обвиняется во множестве отрицательных качеств, из-за чего получил гораздо меньшее распространение в мире чем он того заслуживает. Здесь я хочу рассказать о главных из них, и о том, как сделать подачу CO2 методом брожения максимально эффективной и удобной.

· НЕУДОБНО!
Самая большая неправда! Сделайте бродилку не из пластиковой бутылки от напитков, а из садового опрыскивателя¬ – широкое горло позволяет легко промывать и менять закваску за 2 минуты! Ездить заправлять баллоны на другой конец города и постоянно контролировать подачу CO2 баллонной системы куда утомительнее!
· Подходит только для маленьких аквариумов и/или только для медленно растущих растений
Методом брожения можно подавать CO2 и в очень большие аквариумы (>600л и более), в том числе с большим количеством быстрорастущих растения. Нужно только взять бродилку достаточного объема и реактор нужной мощности.
· Подача CO2 методом брожения не может быть ТОЧНОЙ
Это если не использовать правильный реактор. Ставьте например колокол¬ с КЛАПАНОМ сброса излишков CO2 с точно рассчитанной¬ площадью контакта CO2 с водой. Не ставьте реактор на токе воды, и все будет идеально! (пока пузырьки поступают не менее чем: 1 пуз/мин на 10л воды в аквариуме при KH=2-4) Мало того, подача CO2 методом брожения с реактором типа колокол намного удобнее баллонной системы благодаря отсутствию регулировок – поставил и забыл! Баллонная система требует ПОСТОЯННОГО слежения: подача газа изменяется в зависимости от температуры воздуха в комнате, от степени заполнения баллона, от атмосферного давления, от точности работы редуктора давления… Ездить заправлять баллон каждые три месяца, как правило на другой конец города… Платить за транспорт и сам CO2… Весьма хлопотно...
Второй вариант¬ - диффузор-помпа Hydor ARIO/Hydor CO2 Turbo Diffuser¬ или реактор конструкции Tom Barr¬. В этом случае газа нужно намного больше, и на 200л аквариум нужно установить две бродилки по 1,5л меняя закваску в каждой из бутылок со смещением в одну неделю. Для меньшего аквариума ставьте одну бродилку.
· Самая большая глупость которую можно сделать – подавать CO2 в аквариум через керамический распылитель для компрессора. Еще хуже пытаться использовать диффузор CO2 с керамической пластиной - для них нужно слишком высокое давление, которое бродилка больше недели не обеспечит, причем количество подаваемого газа будет значительно меньше чем на реактор не дающий сопротивления! Распыление¬ это пожалуй самый эффективный метод доставки CO2 в аквариум, но керамический диффузор использовать нерационально. В этом случае используют диффузор-помпу Hydor ARIO/Hydor CO2 Turbo Diffuser¬, или внутренний CO2 реактор конструкции Tom Barr¬ - давления газа они не требуют.
· На втором месте – использование механического проточного реактора без распыления на микро-пузырьки. Это гарантированная огромная передозировка CO2 в первую неделю-полторы брожения! Не понимаю как могут компании вроде Ferplast предлагать подобное. Во вторых, проточный реактор нужен только для огромных аквариумов, - для аквариума до 600л достаточно колокола или помпы-распылителя. Если у вас стоит реактор-колокол с рассчитанной площадью¬ контакта газа с водой в механической помощи растворению CO2 нет никакой необходимости. pH и концентрация CO2 будут всегда стабильными, пока количество пузырьков выходящих из бродилки не меньше расчетного: 1 пуз/мин на каждые 10 литров воды в аквариуме при kH<10. Из внутренних проточных реакторов использовать можно только диффузоры разбивающие газ на мельчайшие пузырьки - Hydor ARIO/Hydor CO2 Turbo Diffuser¬ или CO2 реактор конструкции Tom Barr¬, но это совершенно иной (и очень эффективный) метод подачи CO2 в аквариум. Проточный реактор громоздкий и скрыть его в аквариуме практически невозможно.
· Газ под колоколом смешивается с газами поступающим из воды, что уменьшает эффективность реактора-колокола. Используйте непрерывную подачу CO2 от бродилки в реактор колокол¬ с КЛАПАНОМ сброса излишков газамоей конструкции, и под колоколом ВСЕГДА будет 100% чистый CO2. Никаких ручных переворачиваний реактора раз в день и пленки углекислоты на воде. Реактор от Tom Barr¬ тоже лишен такого недостатка.
· Без проточного реактора на поверхности воды образуется пленка углекислоты
Используйте реактор колокол с клапаном сброса газа или механическое распыление CO2. Пленка появляется от контакта CO2 с поверхностью воды при его выходе из-под края колокола обычной конструкции. (прим.: плёнка может быть и бактериальной¬)
· Образуется пена, которая попадает в аквариум и портит воду
Пена образуется только если положить слишком много дрожжей и размешать сахар. Вносите не более ¼ чайной ложки дрожжей и не размешивайте сахар. Пена н и к о г д а не попадет в аквариум! Использовать промежуточную между бродилкой и реактором емкость с водой как фильтр совершенно не нужно.
· Подаёт СO2 не более двух недель
Неправда. Мои работают не менее 21 дня. Если поставить реактор-колокол давление нужно минимальное, соответственно газ подается 3-4 недели. Если же вы хотите подавать газ очень эффективным методом в виде микро-пузырьков¬, не используйте для этого распылитель. Он требует очень большого давления, развить которое культура бактерий может не сразу, и не более 5-7 дней. В результате подача CO2 в распылитель начинается на 2-3 день, и прекращается всего через несколько дней. Намного лучшее решение - диффузор-помпа Hydor ARIO/Hydor CO2 Turbo Diffuser¬ или реактор от Tom Barr¬. При этом расход газа намного больше и раствор нужно будет менять каждые 7-14 дней, что совсем несложно.
Нужно также правильно делать закваску: делать регидратацию сухих дрожжей или использовать дрожжи с регидратантом SAF Moment, не вносить слишком много сахара, и слишком много дрожжей. Достаточно ¼ чайной ложки сухих дрожжей на 1,5л воды и 200мл сахара. НЕ РАЗМЕШИВАЙТЕ САХАР!
Помните о комнатной температуре! При менее 18-20°С брожение сильно замедляется, газа подается слишком мало, и складывается впечатление что брожение почти закончилось. При температуре 26°С и выше наоборот - подача газа больше, но заканчивается раньше. Всегда делайте подогрев¬ бродилки!
· Большие колебания pH в аквариуме в течение суток при отключении подачи CO2 на ночь
Считается что в аквариуме до ~600л нет никакой нужды отключать подачу CO2 на ночь. С реактором типа колокол с правильно рассчитанной площадью или диффузором Hydor Ario pH всегда будет в пределах 6,6-7,2. Можно отключать подачу углекислоты ночью и получать концентрации во время освещения аквариума намного выше 30мг/л, и без резких скачков pH т.к. он в это время интенсивно используется растениями. Методика с бродилками¬ подобна той что используется при распылении CO2¬.
· Реактор типа "колокол" малоэффективен для растворения CO2 в воде
Реактор колокол (он же "стаканчик") может быть сверхэффективным в той же мере, что и малоэффективным - всё зависит от соответствия площади реактора (контакта CO2 с водой) объёму воды в аквариуме, которая расчитывается формуле¬: Вакв. х Lакв. х требуемую конц. CO2 / 1500.
· Стартует очень долго: Правильно готовьте закваску. Влейте воду 40С в бродилку и добавьте сахар. НЕ РАЗМЕШИВАЙТЕ САХАР! Используйте ТОЛЬКО сухие дрожжи, предварительно сделав регидратацию (rehydratation). Закрыть ёмкость и присоединить к реактору. Нужное по расчёту (1пуз/мин на 10л воды) количество пузырьков CO2 пойдет в колокол не позднее чем через 45 минут.

Лучшие дрожжи - "САФ-МОМЕНТ Дрожжи быстродействующие". В их состав входит регидратант, так что производство газа начинается буквально через 20-30 минут. Не знаю что используется в качестве регидратанта, но производство газа на самом деле начинается практически сразу без "ручной" регидратации. Дрожжи марки Pakmaya® значительно хуже.
САФ-Момент замораживать нельзя. При комнатной температуре в упакованном виде их можно хранить два года. Вскрытую пачку можно хранить четыре месяца в дверях холодильника в воздухонепроницаемой ёмкости, а без нее - не больше двух недель.
· Регидратация.
Сухие дрожжи перед применением нужно регидратировать (rehydration). Так вы будете точно знать стартовали ли ваши дрожжи.
Важно перед растворением в чуть теплой воде дать дрожжам нагреться до комнатной температуры.
Возьмите ¼ чайной ложки дрожжей, и в пять раз больше воды t=40С, растворите дрожжи, добавьте щипотку сахара, хорошо потрясите до пузырей и дайте постоять 10 минут/. Влейте это в закваску. [1] Нужное по расчёту (1пуз/мин на 10л воды) количество пузырьков CO2 пойдет в реактор не позднее чем через 45 минут.
Самое главное здесь - правильная температура воды. Оптимальная температура 40°С, допустимо 21-38°С. Мембраны клеток дрожжей после сушки становятся более пористыми. При регидратации мембраны восстанавливаются, но при этом часть состава клеток растворяется в воде. Холодная вода подавляет процесс восстановления, замедляя восстановление мембран. При температурах ниже 21°С около 25-50% клеток гибнет. Из-за этого в следующий раз при уже нормальной температуре аквариумист вносит больше дрожжей, бродилка очень бурно стартует, и так же быстро и заканчивает подачу CO2.
Делайте регидратацию или используйте дрожжи САФ МОМЕНТ.
^

На длительность подачи CO2 методом брожения значительно влияют следующие факторы:

Количество дрожжей.
Чем больше внести в бродилку дрожжей, тем короче будет время брожения. Оптимальная формула 200г сахара на 1,5л воды (max.130г на 1л), + ¼ чайной ложки сухих хлебных дрожжей САФ-МОМЕНТ.

Вид дрожжей.
 Чаще всего используют хлебные дрожжи, как наиболее дешевые, доступные, и несложные для хранения.
Основная причина прекращения процесса брожения - повышение концентрации алкоголя в закваске. Именно он буквально убивает клетки дрожжей, поэтому для увеличения срока брожения используют дрожжи более устойчивые прежде всего к алкоголю, потом колебаниям pH, и колебаниям температуры.
 Пивные дрожжи (напр. Ale Yeast) более устойчивы к алкоголю чем хлебные, поэтому работают на 4-6 дней дольше против 14-16 дней на хлебных дрожжах.
 Винные дрожжи бродят вдвое быстрее давая вдвое больше CO2, хорошо бродят при комнатных температурах, намного более устойчивы к высокому проценту алкоголя за счёт чего бродят значительно дольше хлебных. При стерильной закваске гарантированно работают 24 дня. Их недостаток - стоят в 3-5 раз дороже хлебных и сложность хранения (они жидкие, живые) - не более двух недель при строго заданной температуре в холодильнике.

Количество сахара.
 Так как именно высокий процент алкоголя убивает клетки дрожжей и процесс производства CO2 прекращается даже если сахар использован не полностью, вносить больше чем 200г сахара на 1,5л закваски совершенно бессмысленно (max.130г на 1л). Смертельный для дрожжей процент алкоголя достигнет предела за то же время, а остальной сахар просто не используется.

Какой сахар лучше?
 Дрожжи используют в процессе ферментации глюкозу, цукрозу (sucrose - обычный сахар), сахарозу (сразу превращается в глюкозу энзимами вырабатываемыми дрожжами), малтозу (maltose) и пр. сахара.
По данным экспериментов, самые быстрые темпы роста дрожжей за первые 7 дней были при использовании цукрозы (sucrose). Используйте любой сахар который есть под рукой.

Пищевая сода в закваске.
 Что касается мнения, что добавление чайной ложки соды NaHCO3 на 1,5л закваски продлевает брожение так как повышает pH (он может стать под конец работы закваски слишком низким). Это неправда. Активная ферментация дрожжей в 5% растворе глюкозы происходит в диапазоне от 2.4 до 7.4pH, лучше 4-6. При понижении pH до 3.5 темпы ферментации (соотв. и образование CO2) снижаются вдвое. Добавление соды вроде должно решать проблему удерживая pH выше 3.5, но... ионы натрия токсичны для дрожжей - когда сода разлагается кислотами свободные ионы Na убивают много клеток дрожжей. Так что добавление соды в закваску только ускоряет гибель дрожжей. [1] Однако, внесение 0.5ч/л соды на 1.5л помогает.

 Подача CO2 методом брожения с реактором с клапаном¬ сброса излишка газов или диффузора-помпы является самым удобным, точным, дешёвым, и требующим минимального контроля и обслуживания методом подачи CO2 в аквариум с растениями.

Резюмируя можно сказать, что идеальную подачу CO2 методом брожения можно получить:
- сделав бродилку из помпового садового опрыскивателя
- сделав правильный реактор типа колокол ИЛИ распыляя¬ с Hydor ARIO или реактором Tom Barr¬
- не вносить более 1/4 чайной ложки дрожжей
- не вносить сахара более 200гр на 1,5л воды
- вносить питание и микроэлементы.
^

Площадь реактора принимается так:
 По Голландцу¬ - [ширина аквариума х длинну х требуемую конц. CO2] / 1500.
 По Паффрату¬ (Paffrath) - (это примерно на CO2=20мг/л) при kH<=10 на каждые 100л объема аквариума по наружным габаритам площадь контакта газа с водой должна быть 30кв.см. Это даст оптимальную концентрацию СO2 без опасности передозировки. Если kH воды выше 10, то на каждый градус превышения добавить 20кв.см/100л контактной площади, но следите чтобы не превысить концентрацию CO2 в 30мг/л.

• Если вы используете бродилку с отключением подачи CO2 на ночь¬, можно подавать гораздо больше 30мг/л в период фотосинтеза растений. В этом случае площадь реактора нужно существенно увеличить. Рассчитайте его площадь по Голландцу на 45мг/л.

 Для аквариума 180л площадь реактора по Паффрату всего 54 кв.см, ~ 7 х 8см, по Голландцу из расчёта на CO2=30мг/л - 80 кв.см. Проверьте концентрацию CO2 по pH и kH после 24-48ч подачи углекислого газа: если CO2 и pH не оптимальны - замените реактор на другой откорректировав его площадь в большую или меньшую сторону.
 Второй вариант подачи CO2 от бродилки - вводить углекислый газ раз в день в специальный реактор¬ типа колокол большого объема. Его площадь определяется также.
Боле подробно о расчете площади реактора¬ смотри в разделе про реактор типа колокол.

Фильтр CO2.
 В случае слишком бурного брожения новой закваски раствор вспенивается, пена может попасть в шланги, а потом и в аквариум. Многие используют промежуточную ёмкость с водой как фильтр выходящего газа. Такой фильтр очень просто сделать из ёмкости Sera Artemia Breeding Kit. Вместо компрессора присоедините бродилку, а на выходное отверстие присоедините шланг подачи CO2 в реактор. Я не пользовался подобными фильтрами, но проблем с дрожжами в аквариуме не имел никогда! Просто не нужно ложить дрожжей больше чем 1/4 чайной ложки, и не доливать раствор до верха на 5-7см.

Отключение CO2 на ночь.
 Отключение подачи CO2 на ночь практикуется при использовании баллонных систем c распылением¬ углекислого газа диффузорами. Это очень эффективный метод доставки CO2 растениям, имеющий целый ряд преимуществ. Но керамические диффузоры требуют большого давления, которое бродилка в состоянии обеспечить не более нескольких дней, поэтому они используются только для баллонных систем подачи CO2. К счастью, есть три других способа распылять CO2 подавая газ методом брожения. Это подача газа в импеллер помпы, реактор конструкции Tom Barr¬, и диффузор-помпа Hydor ARIO/Hydor CO2 Turbo Diffuser¬. Все три реактора позволяют фактически отключить подачу CO2 на ночь отключив сам реактор (подключив к таймеру освещения). О том как это сделать, описание реакторов, и какие преимущества дает распыление CO2 читайте в разделе co2 mist-ика¬.
^

питание для дрожжей

В 2004 году в журнале TAG (Aquatic Gardeners Assotiation, USA) была опубликована статья Tara Nyberg об улучшении подачи CO2 методом брожения - Tarah Nyberg's Yeast CO2 powerpoint presentation from AGA2K3 convention (см. PDF). Полный перевод презентации можно найти в обзоре Bactrian.

Процесс брожения можно радикально улучшить по сравнению с обычным раствором вода+сахар.
Как? Вносить питательные вещества кроме сахара, и не вносить слишком много сахара.

Брожение подавляют:
- концентрация сахара более 10% (100г/л) или производного его ферментации в процесе брожения – этилового спирта выше 10-13% (этанол, ethanol), высокий уровень сульфитов (sulfite) или высокий уровень pH который приводит к слишком быстрой ферментации.
- недостаток питания кроме цукрозы (сахара) – азот, аминокислоты, микроэлементы, витамины
- слишком высокая концентрация CO2 в растворе – требуется регулярная дегазация. То есть лучше иметь немного свободного объема вверху емкости чтобы CO2 уходил как можно быстрее, и не подавать CO2 от бродилки на приборы требующие высокого давления вроде керамического диффузора.
- нестерильность – попадание других конкурирующих микроорганизмов в закваску.

Больше не значит лучше. Избыток сахара на самом деле подавляет способность дрожжей производить алкоголь = CO2. Нормальная концентрация сахара в закваске – 10…13% или 100-130г/л сахара. Весь сахар который вы положили в ёмкость сверх этого будет подавлять процесс брожения и не даст больше CO2 - это зря потраченные деньги.

Брага с одним только сахаром быстро истощает культуру дрожжей т.к. им не хватает питательных веществ для жизнедеятельности и размножения.
Это все равно что дать растениям свет и не дать макро- и микроэлементов.

Вы будете поражены НАСКОЛЬКО стабильнее и больше будет подача CO2!

Недостаток главной пищи - азота и фосфора - основная причина нестабильного и кратковременного брожения = производства CO2. Азот дает пищу для размножения бактерий и улучшает устойчивость к алкоголю, от превышения предельной концентрации которого (8-14%) бактерии погибают и брожение прекращается. Очень важны и микроэлементы. Они стабилизируют процесс брожения и предотвращают спонтанность этого процесса. Соответственно использовать дистиллированную воду ошибочно, лучше брать аквариумную воду. Сахар дает только Энергию, а все остальное – Пищу для строительства клеток.
Азот (аминокислоты, белки, аммоний) и фосфор не менее важны для дрожжей чем сахар. Их внесение в брагу радикально улучшит процесс брожения - производство CO2 станет гораздо более равномерным, без бурного всплеска в начале и резкого падения активности в конце, производство CO2 будет больше.

Не менее важны и микроэлементы:
"Дрожжам необходимы определенные важные питательные вещества. В противном случае они будут в состоянии стресса производя слишком много побочных продуктов жизнедеятельности, или же процесс брожения будет слишком медленным и т.д. Без достаточного количества микроэлементов вы не можете оптимизировать скорость брожения. Если у вас проблемы непредсказуемости процесса брожения, микроэлементы будут действовать как страховка. Когда они понадобятся, они уже будут в закваске и дадут дрожжам витамины/минералы/витамины/микроэлементы которых не хватает в конкретном сусле (закваске). Или же предоставят дополнительно питание когда дрожжи будут в состоянии стресса по другим причинам. Потребители использующие Микроэлементы полностью решили подобные проблемы. Используя микроэлементы при пре-ферментации (регидратация¬) клетки дрожжей вырастают очень крепкими и здоровыми. Следовательно, дрожжи в емкости будут работать лучше, давая лучшую ферментацию." (Micro Nutrients)

Вносите в емкость для регидратации микро- и макро- дозами соответствующими ее объему (150-250мл), иначе будет большая перездозировка и дрожжи погибнут!

Существует четыре стадии брожения каждая из которых требует своего оптимального питания. Вторая, анаэробная фаза - это то что нас интересует больше всего: преобразование ферментацией сахара в алкоголь с образованием CO2 как побочного продукта.

На второй анаэробной стадии брожения нужно вносить:
- азот в неорганической и/или органической форме (белки, аминокислоты)
- фосфор
- углерод
- витамины
- хелатированные микроэлементы.

Первые два вносятся в виде аммонийных солей из которых дрожжи легко потребляют азот и фосфор. Почти всегда это диаммоний фосфат (NH4)2HPO4 (diammonium phosphate – DAP) известный любому виноделу/пивовару как Yeast Nutrient – «Пища для Дрожжей». Он дает и фосфор, и т.н.– азот потребляемый дрожжами (Yeast assimilable nitrogen - YAN), оптимальным уровнем которого считается 250мг/л. В Европе преимущественно вносят значительно более дешевый сульфат аммония (NH4)2SO4 (di-ammonium sulfate - DAS) содержащий 21% азота и 24% серы. Все они очень широко используются в пищевой промышленности для улучшения и удешевления культивирования дрожжей и как источник дополнительного питания для дрожжей кроме сока, солода и пр.
В составе специального комплексного питания для дрожжей (Complex Yeast Nutrient - CYN) используется процент азота около 8-10%. Пример - Fermax™ (диаммоний фосфат, сульфат аммония, сульфат магния и дрожжевая вытяжка). Предмет роскоши – препараты типа Yeast Hulls - экстракт из дрожжевой культуры содержащий практически одни оболочки мертвых клеток дрожжей (витамины, микро и пр.).
Микроэлементы можно вносить наши обычные удобрения для водных растений (чайная ложка).

В магазинах для садоводов можно найти три источника азота и фосфора для дрожжей - нитрофоску (NH4)2HPO4 + CaHPO4 + NH4NO3, нитроаммофоску 8:24:24 (диаммоний фосфат (NH4)2HPO4 + азотнокислый аммоний NH4NO3 + хлористый калий KCL или сернокислотный калий K2SO4) (PDF) и аммофос (в основном моноаммоний-фосфат (NH4)H2PO4 с диаммоний фосфатом (NH4)2HPO4.
Аммофос/аммофоска подходит лучше так как содержит вещество наиболее часто используемое как Yeast Nutrient – диаммоний фосфат (NH4)2HPO4 (DAP). Можно купить сульфат аммония (NH4)2SO4, но придется дополнить его не только микро, но и фосфором.
Самое простое решение - вносить комплексные удобрения для водных/наземных растений (Гилея¬ и т.п.).

Почему Tarah Nyberg предпочитает вносить протеиновый порошок а не диаммоний фосфат? Дрожжи, пивные и винные, всегда культивировались с ячменным солодом или каким либо соком (виноградный, яблочный и пр.) и органический источник азота - протеины (аминокислоты) являются предпочтительным и комплексным питанием для любого вида дрожжей. Т.н. «энергетические напитки с высоким содержанием протеина» - идеальный выбор и содержат сразу все – азот, микроэлементы, фосфор, калий, кальций, витамины… Это дорогое удовольствие (500г=$15), зато исключает необходимость вносить несколько ингридиентов.
За рубежом аквариумисты используют Advantage Shakes Chocolate Delight Shake (состав), Nature’s Plus SPIRU-TEIN® (часто пишется как Spirutein, состав).

РЕЦЕПТ Tarah Nyberg:

Импровизируйте как хотите, но вот хорошая отправная точка:
- Используйте 1 чашку сахара на 2л H2O (аквариумная вода очень хорошо, или дехлорированная водопроводная - хлор, но не аммоний, убивает дрожжи (они любят аммоний)
- Добавить 1-2 чайных ложки смеси для приготовления протеинового напитка (или соевой муки)
- (опция) добавить 1 чайную ложку сульфата аммония/диаммония фосфата (DAP)
или 1 столовую ложку мелассы (или оба сразу)
- 1 чайная ложка соды тоже неплохо чтобы предупредить падение pH (им нравится >pH 3-4)
Оставляйте на дне немного дрожжей от предыдущей смеси.
(источник: Tarah Nyberg's Yeast CO2 powerpoint presentation from AGA2K3 convention, PDF)

Такое же комплексное питание как протеиновый коктейль – удобрение Мастерцвет¬ (или зарубежный аналог вроде Earth Juice Grow - там полный комплект азот + аминокислоты + фосфор + витамины + микроэлементы и пр. Нет Мастерцвет или подобного? Воспользуйтесь дешевым аммофосом из магазина для садоводов и добавьте микроэлементы которые у вас уже есть для удобрения водных растений.
Внесите Аммофос 0.5ч/л на 1 литр закваски.
Если нет протеиновой смеси, опять же внесите микроэлементы - 1-2мл любых микро- для водных растений.
Соду я не использую, только если вношу из питания один диаммоний фосфат (аммофос).
С дрожжами CAF Moment регидратацию делать не нужно.
Прим.: Никогда не вносите сразу всю подкормку макро- и микро- в малое количество воды (в емкость в которой делаете регидратацию) – слишком высокие концентрации (осмотическое давление¬) убьет дрожжи.

Делать брагу на топленом сахаре или с желатином (Jello-O, APC) совершенно не нужно.
Количество подаваемых пузырьков будет очень стабильным и равномерным, и будет зависеть только от литража закваски и ее температуры. Чтобы распылять CO2 требуется подача 3-5пуз/сек, что означает что объем закваски должен быть на аквариум 180л - 3л (2х1.5л), на 250л - 4-6л (2х2-3л) и т.д.

Проверка работы закваски.
Замером плотности раствора в емкости можно узнать почему закончился процесс брожения. Если плотность раствора осталась выше 1010, значит сахар был использован не весь - процесс брожения прекратился по какой либо другой причине (низкая температура, недостаток азота, фосфора, микро-, низкий pH). Если плотность около 1010 значит процесс брожения прекратился потому что уровень алкоголя достиг предельного значения 12-13% и сахар полностью был использован бактериями. Этот прием не сработает если вы засыпали количество сахара которого достаточно для достижения уровня алкоголя выше предела выживаемости бактерий в 12-13% - более 250г на литр, потому что когда уровень спират достигнет 12-13% в растворе еще осанется сахар. После засыпки сахара плотность раствора не должна превышать 1095 (252г/л)! Для получения 1% алкоголя нужно 19 грамм сахара на литр закваски.
Еще один важное правило ферментации - чтобы при старте брожения не было блокирования процесса из за высокого осмотического давления, плотность раствора не должна превышать 1100 (265г сахара на литр), что полностью соотвествует нашему правилу - не более 250г сахара на литр закваски.
Таблица определения потенциального % алкоголя - Sugar and alcohol.

Стерилизация препаратом Star San Sanitizer.
Попадание конкурирующих бактерий в емкость снижает эффективность закваски. Чтобы такого не было пивовары используют дезинфектор Star San Sanitizer (Star-san) компании Five Star Chemicals. Его преимущество в том что после обработки стандартным раствором до 300мг/л его НЕ НУЖНО СМЫВАТЬ - он безвреден для дрожжей, и разлагается до веществ которые являются для них питанием. Это смесь кислот (phosphoric acid + dodecylbenzenesulfonic acid). При нанесении распылением он сам образует адгезивную пену покрывающую стенки сосуда изнутри. Обработайте все с чем контактируют дрожжи.
Star San Sanitizer обладает бактерицидным и фунгицидным действием широкого спектра, не подвержен влиянию органики. Чтобы получить раствор 300мг/л действующего вещества нужно на ~20л воды (5gal) внести ~25мл (1ounce) Star San. Для полной дезинфекции достаточно 1-2 минут, после чего просто слить раствор не промывая водой.
Не смешивать с хлорсодержащими растворами - выделится ядовитый газ хлор! (см. MSDS)
^

лучшая практика метода брожения / Yast BMP (Best Management Practice)

Получить хорошую подачу CO2 брожением не составляет никакой проблемы: удобная емкость от садового опрыскивателя + намного более эффективный рецепт с "кормом" для дрожжей + умеренное использование сахара, и вы легко получите более стабильное и большее производство CO2 в течение 3-4 недель.

Продлевать брожение до 2-3 месяцев при помощи желатина и прочих ухищрений смысла не имеет - обычная закваска с подкормкой работает ~4 недели. Это более чем достаточный срок чтобы забыть о бродилке вообще. Делать закваску с топленым сахаром и тем более с желатином слишком хлопотно, и все превращается в ночной кошмар в случае проблем (когда газ не идет по причине разгерметизации, плохих дрожжей, низкой температуры, передозировки сахара и т.д. и т.п.). Наша задача - максимально упростить обслуживание аквариума, поэтому лучше делать закваску без желатина - менять раствор за 3 минуты намного лучше, даже если делать это каждую неделю.

Итак, двух-четырех недель более чем достаточно.
Гораздо важнее - стабильность растворения CO2 в аквариуме, а не его подача от бродилки. Это достигается методом механического распыления, или реактором типа колокол.

Как часто менять закваску зависит от метода растворения CO2.
Правильных варианта два – механическое(!) распыление, и реактор типа колокол моей конструкции¬.

Распыление¬механическим способом реакторами Hydor ARIO или конструкции Tom Barr¬ – наилучший метод, но он требует значительно большей подачи газа: для аквариума 60х30х36см 2пуз/сек, 90х45х45см 3-4пуз/сек, 120х45х45см 3-4пуз/сек, 180х60х60см 4-6пуз/сек.
Решить эту проблему просто – поставить две 1.5л бродилки и менять в них закваску каждую неделю поочередно, то есть каждая емкость будет работать по две недели.

Что до колебаний концентрации CO2 в течение работы закваски (3-4 недели), то здесь тоже никакой опасности нет, так как только часть распыляемых пузырьков растворяется в воде – то есть зависимость концентрации CO2 в воде НЕ линейная! Если в начале работы закваски подача 4-6 пуз/сек давала CO2=30мг/л, через две недели при падении подачи газа до 2 пуз/сек даст CO2~20мг/л, а не 10-15 и менее. Так как зависимость НЕ линейная, вам не нужно сразу менять раствор при падении подачи газа вдвое и наоборот - с новой закваской кнцентрация CO2 не будет слишком высокой (первые дни отключайте реактор на ночь).

Подавая газ при помощи механического распыления очень просто сделать отключение подачи CO2 на ночь.
Многие говорят что отключение подачи на ночь уменьшает стабильность, но в случае механического распыления это не соответствует действительности. Быстрые скачки концентрации CO2 (скажем, скачок с 10 до 30мг/л в течение 1-2 часов) которые неизбежно приводят к водорослям будут если используется реактор слишком быстро повышающий концентрацию CO2 после включения подачи газа утром – проточный реактор большой мощности. Отключение подачи газа на ночь при распылении керамическим или механическим диффузором не приводит к таким скачкам потому что газ растворяется в воде намного медленнее (но это самый эффективный метод¬ доставки CO2 растениям!).

Реактор колокол¬ - самый стабильный реактор для метода брожения, и здесь все еще проще.
Здесь стабильность подачи газа никакой роли не играет потому что концентрация CO2 в аквариуме зависит ТОЛЬКО от площади реактора. Если площадь реактора соответствует объему аквариума и нет активного выветривания CO2 из воды – достаточно выбрать как часто Вы хотите менять раствор (через две, три, или четыре недели), и подобрать ОБЪЕМ бродилки дающий нужное количество пузырьков в самом конце этого срока. Подача газа принимается так же как и для баллонных систем c проточным реактором растворяющим CO2 на 100%: при kH=2-4 один пузырек в минуту на каждые 10л воды в аквариуме. Это даст CO2=7-19мг/л при pH=6.8-7.2. Если kH выше то по формуле: (kH x объем воды в аквариуме) / 30.
Так недодозировки CO2 никогда не будет, а реактор-колокол никогда не даст передозировки CO2 в принципе, сколько бы газа ни поступало из бродилки, и отключать подачу CO2 на ночь смысла не имеет.
Срок работы закваски - три-четыре недели.

Еще раз напомню что подавать CO2 методом брожения через керамический распылитель (диффузор) полнейшая глупость – такое высокое давление при нужном вам количестве пузырьков CO2 в минуту бродилка обеспечивает не больше двух-трех дней. Распылять следует механическими диффузорами – Hydor ARIO, реактором Tom Barr и подобными им.
Еще большая глупость – использовать проточные реакторы. Производство CO2 от бродилки слишком нестабильно, и вы получите одно из двух – передозировку или недодозировку. Третьего не дано.

Итак, лучшая практика подачи CO2 методом брожения:
- реактор колокол + одна бродилка + смена закваски раз в три-четыре недели, рекомендую начинающим
- механическое распыление газа + две бродилки + смена закваски в одной из них каждую неделю + отключение на ночь, рекомендую более опытным.

Когда бродилка не подходит?
Когда у вас более двух аквариумов – смена растворов становится слишком хлопотной.
Когда аквариум объемом более 200-300л - стоимость сахара сделает CO2 намного дороже чем из баллона.
Когда вы профессионал и/или обслуживаете много аквариумов у клиентов.
Когда у вас неограниченный бюджет - лучше сразу приобрести баллонную систему подачи CO2¬.

Мой опыт.

Я использую подачу CO2 методом брожения с 2003 года (без желатина и без топленого сахара) и абсолютно доволен. Для небольших аквариумов с медленно растущими растениями это одна 1.5л емкость KWAZAR Venus и реактор-колокол моей конструкции¬. Для аквариумов побольше или с быстрорастущими растениями - две 1.5л емкости со сменой раствора каждую неделю в одной из них, и распыление газа диффузором Hydor ARIO¬ или реактором Барра¬ из Ferplast CO2 Energy Mixer. На ночь реактор CO2 отключается таймером освещения. Чтобы не путать в какой из емкостей менять закваску на этой неделе я вставляю в "старую" из них бамбуковую палочку или вешаю любую бирку.
Несмотря на то что у меня есть две баллонные системы подачи CO2 (редукторы Sera и Ferplast), меня никогда не смущает установка на аквариум бродилки - результат ничуть не хуже. Я даже иногда отдаю предпочтение методу брожения чтобы меньше ездить заправлять 2л баллоны и сэкономить время.
И конечно же я всегда держу в запасе свободную бродилку на тот случай когда газ в баллонах заканчивается.
Не заливайте в бродилку воду из крана – в ней много хлора, особенно при сезонных увеличениях доз хлора на станции водоподготовки. То что однажды такая вода две-три недели подряд будет убивать ваши дрожжи может стать последней каплей для разочарования в этом методе и необоснованной покупки баллонной системы подачи CO2 (если ваш бюджет ограничен). Используйте отстоянную воду, или вносите дехлоратор¬.
Что касается пищевой соды, то я заметил, что если внести в качестве подкормки для дрожжей диаммоний фосфат (аммофос) процесс брожения никак не налаживается. Как только бросаешь соду - сразу все нормализуется.
Недостатки? Их попросту нет, за исключением того что подача газа может прекращаться по причине низкой температуры в помещении или разгерметизации соединений стареющих шлангов. Для решения первой проблемы я всегда вклеиваю в бродилку терморегулятор¬, или же ставлю бродилки в ведро с водой + терморегулятор (или в самп). Для контроля второй проблемы я всегда держу в тумбе флакон детских мыльных пузырей для проверки герметичности. Так как Hydor ARIO и др. реакторы могут всасывать воздух и давление в шлангах отрицательное, проверять надо так - передавите шланг возле самого реактора, и через 10мин проверьте герметичность всех соединений погрузив в воду или смазав детскими мыльными пузырями.

Использование садового опрыскивателя, распыление CO2 при помощи помпы-диффузора типа Hydor ARIO и внесение питания в закваску по рецепту Tarah Nyberg делают подачу CO2 брожением очень надежным, удобным, недорогим, и малообслуживаемым методом.
В сочетании с сампом¬ можно получить аквариум с минимальным обслуживанием¬любого размера.
^