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二酸化炭素の作り方 その1 

水草水槽では水草育成のために二酸化炭素を供給するのだが、ボンベなどは扱いも面倒で金額も安いモノではない。本格的ではなくお手軽にやるのであれば、イーストを使った発酵法が一般的である。

今回は発酵法による二酸化炭素の作り方を実践してみよう。

用意するものは
1)糖の入った水溶液(たとえば、砂糖水など)
2)イースト(パン用で可)
3)容器など(ペットボトルをうまく改造し、チューブにて水槽へガスを供給する)

とりあえず今回は糖の入ったものであれば身近なものでよいということから、りんごジュースを用意した。パンイーストと違い、洩れる匂いも香りがよいものでしょう。ジュースは香料が含まれない、濃縮還元ではない100%アップルジュース。ダイエーでなんと408円(税込)です。
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イースト(=酵母)は少量あればよいので、ベルギー製の酵母(7g入り)をハンズで購入。

イーストは嫌気呼吸をして糖を二酸化炭素と副産物(酵母のおしっこ)に変化させます。

C6H12O6 → 2 CO2 + 2 C2H5OH

ジュース記載の炭水化物とは、糖と食物繊維の合算である。すべて糖とすると100mlあたり13.7gの糖が含まれることになり、完全に発酵すれば質量で約6.8gずつの二酸化炭素と副産物が発生する。

さぁ、実験です!

まずひたすら消毒です。
某氏は2種類を行い、1種類で「硫黄くさくなった」といっていた。
想像するにコンタミしたか、気温が高かったことが原因だろう。先達に学ぶことは多い。

というわけで、ビーカーやフラスコ類など実験機材は、使用前にすべて熱湯消毒。パイラックスですから熱湯はかけ放題だ。自分の手はそういうわけにいかないので、石鹸でよく洗う。特に指の間や手首、爪などは念入りに。
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なぜフラスコなんかあるのかって!そりゃ、化学の実験ですからね。白衣までは買いませんでした。

1)予備発酵
ビーカーに100mlのりんごジュースを入れ、酵母を投入する。概ね2gくらいか。
ビーカーを揺らして酵母をなじませラップを掛けて1時間ほど放置する。20分ほどで微細な泡が立ち始める。酵母は目覚めて気合いを入れて糖を二酸化炭素に変えているはずだ。
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この時の酵母はビーカー内に空気(酸素)が入っているため、好気呼吸をして糖(グルコース)を二酸化炭素と副産物(水)に分解している。一次発酵の三角フラスコ内でもはじめのうちは同様で、フラスコ内の酸素がなくなってくれば順次嫌気呼吸を開始する。酸素がある間はエネルギー効率がよいので、勢いよく酵母が増殖することだろう。

ラップは空気中のカビや細菌(酵母はカビの仲間だ)が入らないように(コンタミ防止)しておくためだ。
既に入っているビーカー内の菌類は、入れた酵母が優勢であればその副産物の殺菌効果も合わせていなくなるはずである。
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暖房の利いた居室で1時間放置したら、きめ細かい泡が立っていた。
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ラップをはずすと納豆のような臭いが…。酵母臭なのだろうが、ちょっと苦手な臭いだ。

2)一次発酵
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アルミ製の漏斗(熱湯消毒済み)を使用して400mlずつ2つの三角フラスコにジュースを入れる。
その後、ビーカーの予備発酵をした酵母入りジュースを、酵母が等分となるよう交互に数回に分けて2つのフラスコに入れる。
ビーカーに残った酵母は、少し残しておいたジュースを使ってビーカーをゆすぐようにしてフラスコの中へ。
若干、ジュースが残ったので試飲すると結構うまいなこれ。
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475mlずつジュースを入れたフラスコですが、これにフタをする。これから毎日、糖がなくなるまで発酵し二酸化炭素を出すのだが、密閉すると中の圧力が上昇し破裂する恐れがある。炭酸用ペットボトルで実験した某氏は1日1回、フタを緩めて圧力を抜いていたそうだが、中身が吹き出したこともあったそうで…。

生物の世界では綿栓などの培養栓を使ったりする。通気性を確保しながらコンタミを防ぐのだが、家庭では脱脂綿とかあるがそういうわけにもいかず、果てどうしたものかと悩んでいたら、培養栓には金属フタを載せるだけのモルトン栓というものがあるのだそうだ。そしてこれの安価でお手軽な入手性のよいものとして、アルミホイルがいいらしい。

一応、フラスコの肩までアルミホイルで覆った後、さらに写真くらいまでアルミホイルで覆った。二枚重ねだ。これならペットボトルでも使えるだろう。

水槽に二酸化炭素(炭酸ガス)を送るには穴のあいたゴム栓などで封をし、穴からチューブを通して水槽に入れるのがよい。今回は炭酸ガスを出す過程を観察しよう。


この物語はフィクションであり実在する人物、団体、事件、その他固有名詞や現象などとは何の関係もありません。嘘っぱちです。どっか似ていたとしてもそれはたまたま偶然です。他人のそら似です。

この実験をこのまま真似ると酒税法に抵触する恐れがあります。


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