CO2 da Lieviti - Teoria e Soluzioni

Scritto da BoFe il . Postato in Chimica dell'acquario

Sicurezza dell'impianto CO2

Questo argomento è molto sentito, infatti è oggetto di parecchi topic del nostro forum.
Non sarebbe stata mia intenzione affrontarlo, ma vorrei esporre il risultato di alcuni ragionamenti ed alcune prove, condotte da diverse persone incluso il sottoscritto.

Facciamo due conti, per capire a quanto arriva la pressione nella bottiglia (o damigiana) quando sospendiamo l’erogazione, ad esempio per 15 ore, magari perchè abbiamo l'elettrovalvola che chiude quando si spengono le luci, oppure perché decidiamo di farlo noi con la valvola di regolazione.

Per il nostro calcolo, facciamo delle ipotesi...

  • Bottiglia da 2 litri riempita come da indicazioni precedenti: 1,5 litri di acqua, contenente 300 g di zucchero più il lievito; il volume occupato dal gas è di 0.5 litri.

  • Durata del preparato di 21 giorni (per una vasca da 100 litri è tranquillamente raggiungibile); questo implica un consumo giornaliero di circa 15 gr di zucchero, corrispondente ad una produzione di 7,5 g di anidride carbonica, pressappoco.

  • L'effetto della soluzione di CO2, nel preparato, non è trascurabile.

Facendo alcuni calcoli, troviamo che nella bottiglia c'è una pressione di circa 2 bar, al momento della riapertura della valvola.
Diverse volte, io stesso ho sospeso l’erogazione della CO2 nelle ore notturne, perché nei primi giorni la produzione era molto elevata e temevo per la salute dei pesci.
Non è mai successo nulla.

Ho quindi condotto personalmente un'ulteriore prova, che vi espongo:

  • ho riempito la bottiglia da 2 litri come già illustrato (con 2 g di lievito, senza gel);

  • ho utilizzato del teflon per avere maggiore sicurezza, sulla tenuta ermetica del tappo;

  • ho installato un rubinetto di intercettazione per impedire che la CO2 uscisse (quindi ho voluto che la bottiglia andasse in pressione);

  • ho installato un registratore di pressione e temperatura (si tratta di uno strumento professionale), che ogni 30 minuti ha acquisito la pressione all'interno della bottiglia, oltre alla temperatura ambiente;

  • ho tenuto la bottiglia chiusa per più di 2 giorni avendo così la certezza di cogliere il momento di massima intensità della produzione della CO2.

Anche stavolta vi chiedo di cliccare sul grafico, per aprirlo alla risoluzione originale:

Misura pressione bottiglia CO2

La pressione ha superato di poco il valore di 1,50 bar; lascio a voi le riflessioni sulla validità del risultato.

Tabella pressione temperatura CO2

Alcuni potrebbero avere dei dubbi, sostenendo che forse il sistema non era perfettamente ermetico e quindi il risultato è falsato; in effetti potrebbe essere, ma bisogna tenere conto che la realizzazione dell'impiantino è artigianale... casalinga.
Nei giorni successivi ho ripetuto la prova ed i risultati sono rimasti praticamente invariati.

Qualcun altro potrebbe pensare: "Chissà cosa accadrebbe, se la bottiglia rimanesse chiusa per un periodo più lungo, magari una settimana..."
In teoria, si potrebbe raggiungere una pressione di 20 bar abbondanti; lo scoppio della bottiglia in plastica sarebbe certo.
Fortunatamente, le cose  non stanno così. Ci sono diversi fattori che giocano a favore della sicurezza.

  • I lieviti cessano la produzione quando la pressione raggiunge i 7-8 bar.
    Pertanto, quei 20 bar non verranno mai raggiunti.

  • Nel caso della damigiana, il tappo lascia trafilare il gas a pressioni ben più modeste.
    Cito la prova del nostro moderatore Gibogi, che ha mostrato come il tappo a gabbietta inizi a sfiatare a 2-3 bar, agendo quindi da valvola di sicurezza.

  • Infine, per tranquillizzare i più apprensivi, vorrei citare prove su bottiglie per bevande gassate, da alcune persone che le utilizzano per razzi ad acqua o simili.

    Pressioni scoppio bottiglia
    La tabella mostra i dati di alcune bottiglie in PET, con spessore 0.2 mm, messe in pressione e portate alla rottura (vero e proprio scoppio).

Direi che questi dati ci lasciano dormire più che tranquilli.
Comunque, posso affermare senza ombra di dubbio di non aver mai avuto un alcun inconveniente. L’unica perdita che ho avuto si è verificata sul tubo, perché il gatto si è divertito a mordicchiarlo e lo ha bucato.

Per rendere l'articolo più completo, espongo anche la possibilità di realizzare una semplice valvola di sicurezza, in grado di sfogare l’eventuale sovrapressione che si avrebbe in caso di intasamento, oppure di chiusura accidentale della valvola di regolazione.
Per realizzare un sistema di questo tipo serve un giunto a T ("tee"), quello che viene utilizzato anche per gli aeratori.
Poi ci servirà un tappo o cappuccio in gomma.

Valvola di sicurezza CO2

La parte sporgente del tee deve essere levigata, in modo che il tappo calzi perfettamente senza lasciare trafilare il gas.
Deve però potersi sfilare, nel caso di sovrapressione.
Il procedimento per realizzare questa sicurezza non è standard, ma va provato di volta in volta e richiede molta pazienza.
Se non viene realizzato a regola d’arte potrebbe dare luogo a inconvenienti, come perdite di CO2 alle normali pressioni di esercizio, o che non faccia il suo dovere quando dovrebbe.

Ripeto ancora che ritengo superfluo questa installazione, poiché l’impianto a lieviti è già sufficientemente sicuro.