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Bauanleitung / DIY 9 Liter Phytoplanktonreaktor mit LED und Belüftung

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Einleitung

DIY aus Acrylglas mit Zuluft und Ablauf

Die Motivationen für den Selbstbau können zum Teil in der deutlichen Ersparnis liegen, aber auch die passende Größe für das vorhandene Raumangebot gilt es nicht zu vergessen! Der vorgestellte Reaktor dieses Projekts passt perfekt in ein Sideboard des Autors.

Wissenswertes zum Thema Phytoplankton zuerst Lesen vermeidet Fehler und erhöht die Qualität.

Bei den LEDs gibt es riesige Unterschiede in Preis / Leistung und nicht alle passen in der Länge (Teilungen sind nicht immer in 5 cm Abständen möglich). Besonderes Augenmerk wurde hier auf eine hohe Effizienz (Lumen/Watt) gelegt. Schlechte LED-Streifen haben knapp den halben Wirkungsgrad von wirklich guten Herstellern! Deshalb finden sich auch nur selten Angaben zur Leuchtstärke (Lumen) bei Billigangeboten.

Der Grund für die Außenbeleuchtung liegt in der besseren Reinigungsmöglichkeit des Reaktors und das die Abwärme möglichst wenig die Kultur aufwärmt.

Das Beste ist, dass sehr preisgünstig das Volumen gesteigert werden kann. Einfach die 200 mm Röhre länger auslegen und dabei auf die LED-Leisten-Teilungen (manchmal 5cm, manchmal mehr) achten. Auch die Länge der LED-Leisten muss stets so gewählt werden, dass diese fast die gesamte Länge der Röhre abdecken.

Der Abflussquerschnitt ist etwas größer gewählt, damit zum einen die Entnahme schneller vonstattengeht und zum anderen der Sog etwas Mulm mitnimmt.

Baustoffe und Werkzeug

Materialkosten gesamt ca. 120 €, Arbeitszeit etwa 2 Stunden + 2 Stunden Beschaffung.

Die PMMA / Plexiglas / Acrylglas Platten lässt man sich am besten zuschneiden. Die Auswahl des Lieferanten sollte sich zuerst sich auf das nötige Rohr konzentrieren, der Rest ist Standard. Das Material GS lässt sich leichter und sicherer bohren und sägen als das Material XT.

In dieser Anleitung sind die Platten 8mm stark, um auch für Verklebungen guten Halt zu bieten. Die Wandstärke des Zylinders ist nebensächlich.

Materialliste:

  • Für den Rohbau Plexiglas / Acrylglas / PMMA XT oder GS, klar durchsichtig
    • 1 x Acrylglas klar, 210mm x 210mm x 8mm
    • 1 x Acrylglas klar, 210mm x 50mm x 8mm
    • 2 x Acrylglas klar, 202mm x 50mm x 8mm
    • 1 x Acrylglas Rohr klar, Ø 200/194mm x 300mm
    • 1 x Acrylglas klar, Ø 200mm x 8mm
    • 1 x Acrylglas Rundstab klar, 3mm x 5 cm
  • LED Beleuchtung
    • 2 x DekoLight linear LED-Streifen 50 cm Platine mit 30 SMD LEDs, teilbar alle 5cm, 2,4 W, Leuchtfarbe kaltweiß, 12 V, 210 Lumen (Bezug bei LED-Tech Artikelnummer: LT-1757)
    • 1 x 230 V Netzteil mit Ausgangsspannung 12 V und mind. 500 mA ((Bezug bei LED-Tech Artikelnummer: LT-1283)
    • 1 x Stecker & Einbaubuchse Set 2,5 x 5,5 mm (auch zu finden als: Kupplung, Hohlstecker)
  • Belüftung
    • 2 x Winkel 4/6 mm für Luftschlauch
    • 2 x Absperrhahn 4/6 mm für Luftschlauch
    • 1 m 4/6 Luftschlauch
    • 2 x Rückschlagventil 4/6 mm für Luftschlauch
    • 1 x Membranpumpe 100 l/h
    • Für die Luftreinigung:
      • Kleine Dose / Rohr mit ca. 20 mm Durchmesser und 3 cm lang als Abluftfilter (z.B. Injektionsspritze, Filmdose, Acrylglasrohr)
      • Kleine Mengen Filterwatte
      • Optional für die gehobene Sterilität: Hydrophober Sterilfilter zur Begasung von Planktonreaktoren, Porendurchmesser: 0,45 µm (Bezug bei aquacare.de, Artikelnummer: EX-003, Hydrophober Sterilfilter) oder (z.B AquaSafe Bakterien- und Virenfilter für Absauggeräte)
  • Wasserablass
    • 1 x Schlauch 9/12 mm Länge nach Bedarf ab 30 cm
    • 1 x EHEIM Absperrhahn 9/12 mm No4003512
    • 1 x EHEIM Winkel 9/12 mm No4013000
  • Verklebung
    • Tube ACRIFIX 192 Spezialkleber (härtet durch UV-Strahlung aus)

Schritt für Schritt


  • Zunächst wird geprüft, ob die Bauteile maßhaltig sind.
  • Der Kleber härtet mittels UV-Strahlung aus; am besten wenn die Sonne leicht scheint. Alternativ funktionieren auch Leuchtstofflampen. Ohne Licht - kein Bau! Übliche Aushärtzeiten liegen bei 10-20 Minuten. Wichtig ist, dass die UV-Strahlung die Bauteile gut erreichen kann, am besten die Objekte auch mal anders zur Lichtquelle positionieren.
  • In die Bodenplatte werden die Löcher für den Ablauf und die Zuluft (je nach Wunsch ein oder mehrere) gebohrt. Die Löcher sind 0,5-1 mm größer als das zu klebende Bauteil sein. Evtl. sind die Schlauchanschlußriffel an den Winkeln abzufeilen, damit es bei der Verklebung bündig abschließt.
  • Die Anschlüsse der Bodenplatte werden verklebt. Dabei die Öffnungen der Winkel in eine Richtung montieren, an denen dann die Schläuche montiert werden können. Der Anschluss für den Wasserablauf so bündig wie möglich in die Bodenplatte einkleben, sonst läuft später das Wasser nicht komplett ab.
  • Die Röhre wird aufgerichtet und von oben der Kleber auf den Rand sparsam aufgetragen. Dann die Bodenplatte auflegen. Ein leichtes Bewegen beim Zusammendrücken vermeidet größere Lufteinschlüsse und fördert die Dichtigkeit. Eine Beschwerung des Deckels ist ratsam während des Aushärtens.
  • Nach der Aushärtung die Röhre rundum kräftig an der Bodenplatte verkleben - damit es dicht wird!
  • Die beiden gleich langen Seitenteile der Aufständerung werden verklebt. Dabei Platz für das letzte Seitenteil auf der gegenüberliegenden Seite des Zulauf/Ablauf lassen (sonst wäre das im Weg).
  • Das letzte Seitenteil verkleben.
  • Der Deckel wird zentriert aufgelegt und vier Markierungen im 90° Winkel mit ca. 1 mm Abstand zum Innenrand anzeichnen.
  • Ca. 1 cm lange Acrylglasstücke (z.B. 3mm Rundstab) aufkleben. Mittels der Fixierungen kann der Deckel nicht mehr runterrutschen.
  • Der Deckel bekommt ein 1cm großes Loch für die Abluft. Ein Rohr mit etwa 3cm Länge und 20 mm Durchmesser wird zentriert auf das Loch geklebt. Mit Watte gefüllt ist der Reaktor gegen Eindringen von Fremdkörpern geschützt (Kontamination).
  • Die LED-Leisten werden zunächst mit Klebebändern rundum fixiert, nur Vorne sollte die Sicht frei sein. Je besser das Licht sich verteilt, desto besser der Ertrag und weniger die Gefahr der Algenbildung an der Reaktorröhre. Deshalb ist auch eine Beleuchtung von oben nicht sinnvoll, da die Lichtstrahlen bei "grüner Suppe" nicht mehr den gesamten Inhalt adäquat beleuchten können.
  • Die LED-Leisten werden parallel zusammengeschaltet und die Zuleitung mit einem Anschluss versehen. Das ermöglicht eine einfache Trennung für Reinigungszwecke.
  • Wenn die Anordnung und Intensität der LED zielführend ist, können die dann verklebt werden.
  • Der Behälter wird stufenweise mit abgemessenem Wasser gefüllt. Die Wasserstandsmarkierungen sind mit Liter-Angabe auf der Röhre mit Sicht von Vorne aufzuzeichnen. Die Markierungen sind hilfreich bei späteren Teilwasserwechseln. Der maximale Wasserstand sollte markiert werden, um später das Verdunstungswasser genau auszugleichen. Nebenbei wird der Reaktor so gespült und auf Dichtigkeit getestet.
  • Die Luftzufuhr wird Reaktorseitig zuerst mit Rückschlagventil (Richtung durch Pusten ermitteln) gesichert. Es folgen das Luftventil, der T-Verbinder und dann die Membranpumpe.

Wissenswertes zur Bearbeitung

Acrylglas zur Vermeidung von Spannungsrissen tempern: Wird älteres Plexiglas geklebt, können sich nach einigen Minuten Spannungsrisse bilden. Insbesondere Rohre sind durch Ihre Form anfällig für Spannungsrisse nach dem Ablängen. Die Materialverspannungen werden durch das Kleben freigesetzt. Tempern empfiehlt sich grundsätzlich vor allen Klebearbeiten, besser auch danach. Die Risse lassen sich vermeiden, indem das Material vor der Bearbeitung getempert (erhitzen und abgekühlt) wird. Pauschal veranschlagt man: Die Materialdicke in mm, geteilt durch 3, ergibt die Anzahl der Stunden, jedoch mind. 2 Stunden für das Erhitzen. Ein Umluftofen mit geeignetem Thermometer kann bei kleineren Werkstücken eine Lösung sein. Dazu legt man das Acrylglas auf ein Gitterrost in den Umluftherd (GS bei 80 °C/ XT bei 70 °C). Danach müssen die Werkstücke im geschlossenen Ofen auf Raumtemperatur langsam abkühlen, bevor mit der Weiterverarbeitung begonnen werden kann. Die Abkühlzeit im Wärmeschrank in Stunden entspricht der Materialdicke in mm dividiert durch 4. Die Abkühlgeschwindigkeit darf keinesfalls über 15 °C pro Stunde sein und die Entnahmetemperatur sollte kleiner 60 °C betragen. Aufgrund der komplexen Thematik macht es Sinn das Material fertig getempert zu kaufen. Ob der Aufwand sei muss - jeder hat das für sich zu entscheiden. Je größer das Produkt, desto eher lohnt es sich Risiken zu vermeiden...

Bohrungen: Perfekt sind spezielle Acryl-Bohrer, aber es sind mit Abstrichen auch Metallbohrer nutzbar. Wenn möglich mit Bohrständer arbeiten, stets Holz unterlegen und die Schutzfolie nicht abziehen. Ab 5mm Materialdicke mit Wasser das Bohrloch kühlen. Nach jedem mm Bohrtiefe den Bohrer wieder rausnehmen und Wasser nachfüllen. Die optimale Schnittgeschwindigkeit und richtiger Vorschub erkennt man am glatten, zusammenhängenden Spanfluss - empfohlen wird langsames Bohren. Beim Aufsetzen und kurz vor dem Durchstoß Vorschub reduzieren, sonst drohen Risse!

Überlegungen für Modifikationen

  • Um bei der Reinigung auch alles Wasser abfließen zu lassen, sollte der Ablauf so tief wir möglich sitzen. Doch was für große Behälter umso wichtiger ist, kann für kleine und leichte Behälter unwichtig sein. Deshalb könnte man auch einen Ablaufhahn am Zylinder anbringen. Das sieht eleganter aus, doch muss dann auch die Abnahmemöglichkeit ohne Schlauch gegeben sein. Hinzu kommt die nicht ganz einfache Bohrung in den Zylinder!
  • Eine (zweite) Ablassmöglichkeit, die nicht vom Boden ablässt, kann das Absaugen von Bodensatz vermeiden helfen.
  • Je höher die Beleuchtungssäule, desto leichter könnte diese bei Bewegung (Reinigung / Transport) sich lösen. Um das zu vermeiden könnte die Bodenplatte gebohrt und Säule eingesteckt werden!
  • Es gibt Probleme bei Reaktoren mit mehr als einer Zuluft, diese nicht richtig dosieren zu können, sofern nur ein Luftabsperrventil vorhanden ist. Bisherige Lösung ist, zwei Ventile zu verbauen.
  • Was ist besser - die Zuluft am Rand oder eher mittig?
  • Ein Abluftloch halte ich nun nicht mehr für nötig, das könnte bei extremem Lufteinlass mit einer Eheim 300 vielleicht interessant werden.

Nun bin ich klüger - was hätte ich anders gemacht

  • Ein Rückschlagventil war irgendwann so festgesetzt, sodass kaum noch Luft in den Reaktor kam. Möglicherweise sind nicht alle Ventile wirklich gut und es macht Sinn das zu beobachten.
  • Ein Absperrventil (aus Metall) war von Beginn an undicht - Achtung, besser jedes Ventil im Betrieb zu Beginn in etwas Wasser legen und auf Gasaustritt achten.