Für den Ansatz der Gelatine, beim Auswässern und beim Feuchten braucht es Wasser „bester Qualität“. Da es bei LD2 darum geht, reproduzierbare Prozessor herzustellen, ist der Ansatz, auch das Wasser zu standardisieren.
Für die Wässerung der Platte(n) braucht es ca. 100 Liter (kaltes) Wasser. Dies mit destilliertem oder gar Reinwasser bewerkstelligen zu wollen, würde Kosten und Logistik verursachen, die vermieden werden können, wenn es gelingt, das Wasser selbstständig aufzubereiten.
In den Anfängen nutzte man primär Regen- und/oder Brunnenwasser, das in ein mit Zinkblechen verkleidetes Wässerungsbecken gefüllt wurde und lies die Druckplatte(n) über Nacht darin stehen. Die Gründe dafür waren wohl Arbeitsroutinen und wohl den Umständen geschuldet, dass es in den Anfängen (ohne Elektrizität) sehr aufwändig war, kaltes Wasser zu erzeugen.
Im Winter wurden Eisblöcke hergestellt oder aber aus kalten Gebieten (Höhlen oder Gebirgen) importiert die dann in Kellern gelagert wurden.
Die Wasserqualität – also die Zusammensetzung bzw. Verunreinigung – bereitete seit den Anfängen teilweise Probleme.
Heute kann und sollte man das anders lösen…
Leitungswasser hat je nach Ursprung, Region und Aufbereitung, unterschiedliche Qualitäten. Zusätze wie Chlor oder Mineralien, Medikamentenrückstände oder auch Ablagerungen in Leitungen gilt es zu eliminieren. Gleiches gilt für Keime und Bakterien, die sich (bei längeren Standzeiten) bilden und in Gelatine einen idealen Nähbogen finden.
Durch den Einsatz einer Umkehrosmoseanlage werden mit verschiedenen Filtern Feststoffe (Sedimente), Mineralien (Kalk) und auch Zusätze (Chlor, Medikamentenrückstände) herausgefiltert. Herzstück der Anlage ist eine Membran, die mittels Druckunterschieden auf molekularer Ebene das Wasser „aufspaltet“ und Moleküle, die größer sind als Wasser separiert.
Das Verhältnis von Rein- zu Abwasser liegt bei etwa 1:1, was bedeutet, dass es die doppelte Menge Leitungswasser braucht als bei der Wässerung verwendet wird. Das „Abwasser“ wird in einem Tank gesammelt, der Grad der Verseuchung gemessen, ggf. verdünnt und mittels Umkehrosmose gefiltert, bevor es durch den Abfluss geht.
Die Filterkartuschen werden bei Bedarf gewechselt und entsorgt.
Mit Hilfe eines Leitstrommessgerät (TDS-Wert), wird die „Verunreinigung“ ermittelt. Dieser lässt sich vor und nach der Filterung vergleichen. Bei mir wurden Werte von über 400 ppm (mg/l) beim Leitungswasser und einstellige Werten nach der Filterung gemessen, was zu einer über 95%-igen Reinigung entspricht. Super.
Um gleiche Ergebnisse bei der Wässerung zu erhalten und die Konzentration der Chemie im Abwasser gering zu halten, wird eine Platte mit ca. 50 l Wasser behandelt. Als Faustregel gilt, dass bei einer Wässerung ca. 90% der löslichen Substanz ausgewaschen wird. Bleibt die Frage, wann der Zeitpunkt erreicht ist.
Während der Wässerung steigt der TDS-Wert an und bleibt dann (nach ca. 30 Minuten) konstant, was bedeutet, dass das Auswaschen der Chemie abgeschlossen ist. Natürlich läßt sich der Effekt auch in der Gelatineschicht beobachten, die von bernsteinfarben zu fast klar wechselt.
Wenn nun die erste Wässerung in kaltem und eine weitere bei Zimmertemperatur erfolgt, sinkt die Konzentration in der Gelatineschicht auf 0,1%. Bei 5 g KaBi (pro Platte) in 100l Wasser ergibt sich eine Konzentration, die (auch von entsprechender Stelle) als unbedenklich eingestuft wird.
Hier gilt es trotzdem eine Lösung zu finden, da ja weiterhin eine geringe Menge Chemie im Wasser gelöst ist! Ich bin offen für Vorschläge und Wissen, was die Behandlung des kontaminierten Wassers angeht, da ich bei dem Thema im Chemieunterricht gerade Kreide holen war…
Mein Ansatz ist, das Waschwasser durch eine (weitere) Umkehrosmoseanlage zu leiten, um die darin befindliche Chemie zu filtern und dann als Feststoff (Filterkartusche) entsorgen zu können, was weniger problematisch ist. Versuche dazu stehen noch aus.
Soweit die Theorie…
Der Aufbau im Laboratorium
Basis ist ein Schwerlastregal (1,2 m mal 80 Zentimeter und 2,2 m hoch) mit 5 Böden.
Vom Hauptanschluss aus geht ein Abzweig in die Umkehrosmoseanlage, ein weiterer Abzweig speist einen Wasserhahn zur Entnahme.
Zwei 60-Liter-Tanks (Gärfässer) sind per Schlauch über ein T-Stück miteinander verbunden und besitzen Absperrventile mit denen gesteuert werden kann, wohin Wasser fließen soll. So lässt sich nur ein Tank oder beide befüllen oder auch entleeren. Am Auslass hängt ein knapp drei Meter langer Schlauch, der zum Wässerungsbecken oder auch zum Abwassertank reicht und genutzt wird, um Wasser zu verteilen bzw. zu „zapfen“. Senkrecht am Regal befestigt, zeigt der Schlauch bei offenen Ventilen den Pegel an.
Der Wässerungstank ist mit einem Foliensack bestückt. Das hat die Vorteile, dass der Tank selber sauber bleibt, der auf Grund der Dimensionen schwer zu reinigen ist/wäre, die Temperatursensoren und Beleuchtung trocken (und sauber) bleiben und restliches Wasser im Sack entnommen werden kann.
Der Abwassertank fasst 120 Liter und besitzt einen variablen Überlauf. Nah dem Boden ist ein Auslass, von dem ein Schlauch zum Abfluss führt, dessen Überlauf in der Höhe variiert werden kann. So ist ein Überlaufen des Tanks ausgeschlossen. Eine Pumpe dient zur vollständigen Entleerung.
Gemessen und dokumentiert werden Volumen, Füllstände, Temperaturen der drei Tanks, TDS-Werte vor und nach der Umkehrosmoseanlage, im Abwassertank sowie bei der Wässerung (an der Platte). Zusätzliche Schwimmschalter geben Alarm, wenn der maximale Füllstand überschritten wird.
Die Idee ist, mit einem (geschlossenen) Kreislauf zu arbeiten und das kontaminierte Wasser aufzubereiten.
Um den Prozess zu dokumentieren und später dann standardisiert zu automatisieren braucht ein paar Appraturen, Messgeräte, Software und Programmierung.
Die Wassertanks mit Osmosewasser haben Füllstandsensoren und Schwimmschalter.
Gemessen wir die Wassermenge im Tank mit einem Ultraschallsensor, der in den Deckel eingebaut ist. Aus dem Abstand zur Wasseroberfläche und der Höhe / Tiefe des Tanks lässt sich der Füllstand in Prozent und/oder Liter errechnen.
Das (Blockly-) Skript sieht dann so aus.