Ciśnieniowy fotobioreaktor algowy: 10 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Zanim zagłębię się w tę instrukcję, chciałbym wyjaśnić nieco więcej na temat tego projektu i dlaczego zdecydowałem się go wykonać. Mimo, że jest trochę długi, zachęcam do przeczytania go, ponieważ wiele z tego, co robię, nie będzie miało sensu bez tych informacji.

Pełna nazwa tego projektu to ciśnieniowy fotobioreaktor z algami z autonomicznym gromadzeniem danych, ale tytuł byłby nieco długi. Definicja fotobioreaktora to:

„Bioreaktor wykorzystujący źródło światła do hodowli mikroorganizmów fototroficznych. Organizmy te wykorzystują fotosyntezę do generowania biomasy ze światła i dwutlenku węgla i obejmują rośliny, mchy, makroalgi, mikroalgi, sinice i fioletowe bakterie”

Mój układ reaktora służy do hodowli glonów słodkowodnych, ale może być używany do innych organizmów.

W związku z naszym kryzysem energetycznym i problemami związanymi ze zmianą klimatu, bada się wiele alternatywnych źródeł energii, takich jak energia słoneczna. Wierzę jednak, że nasze przejście od uzależnienia od paliw kopalnych do bardziej przyjaznych środowisku źródeł energii będzie stopniowe, ponieważ nie jesteśmy w stanie szybko zmienić gospodarki całkowicie. Biopaliwa mogą służyć jako rodzaj odskoczni, ponieważ wiele samochodów napędzanych paliwami kopalnymi można łatwo przerobić na napędzane biopaliwami. Jakie biopaliwa pytasz?

Biopaliwa to paliwa wytwarzane w wyniku procesów biologicznych, takich jak fotosynteza lub fermentacja beztlenowa, a nie procesów geologicznych, które tworzą paliwa kopalne. Mogą być wykonane za pomocą różnych procesów (których tutaj nie będę szczegółowo omawiać). Dwie popularne metody to transestryfikacja i ultradźwięki.

Obecnie największym źródłem biopaliw są rośliny. Jest to istotne, ponieważ aby wytworzyć oleje potrzebne do biopaliw, rośliny te muszą przejść fotosyntezę, aby magazynować energię słoneczną jako energię chemiczną. Oznacza to, że kiedy spalamy biopaliwa, emisje znoszą się wraz z dwutlenkiem węgla, który wchłonęły rośliny. Nazywa się to neutralnością pod względem emisji dwutlenku węgla.

Przy obecnej technologii rośliny kukurydzy mogą dawać 18 galonów biopaliwa na akr. Soja daje 48 galonów, a słoneczniki 102. Istnieją inne rośliny, ale żadna nie może się równać z glonami, które mogą dać 5000 do 15 000 galonów na akr (różnica wynika z gatunku alg). Glony można hodować w otwartych stawach zwanych bieżniami lub w fotobioreaktorach.

Skoro więc biopaliwa są tak wspaniałe i można je stosować w samochodach wykorzystujących paliwa kopalne, dlaczego nie robimy tego więcej? Koszt. Nawet przy wysokich uzyskach oleju z alg koszt produkcji biopaliw jest znacznie wyższy niż w przypadku paliw kopalnych. Stworzyłem ten system reaktora, aby zobaczyć, czy mogę poprawić wydajność fotobioreaktora, a jeśli zadziała, to mój pomysł może zostać wykorzystany w zastosowaniach komercyjnych.

Oto moja koncepcja:

Dodając ciśnienie do fotobioreaktora mogę zwiększyć rozpuszczalność dwutlenku węgla zgodnie z prawem Henry'ego, które mówi, że w stałej temperaturze ilość danego gazu rozpuszczającego się w danym rodzaju i objętości cieczy jest wprost proporcjonalna do ciśnienie cząstkowe tego gazu w równowadze z tą cieczą. Ciśnienie cząstkowe to ciśnienie wywierane przez dany związek. Na przykład ciśnienie cząstkowe azotu na poziomie morza wynosi 0,78 atm, ponieważ jest to procent azotu w powietrzu.

Oznacza to, że zwiększając stężenie dwutlenku węgla lub zwiększając ciśnienie powietrza, zwiększę ilość rozpuszczonego CO2 w bioreaktorze. W tej konfiguracji będę tylko zmieniał ciśnienie. Mam nadzieję, że pozwoli to glonom na większą fotosyntezę i szybszy wzrost.

OŚWIADCZENIE: To jest eksperyment, który obecnie prowadzę i w momencie pisania tego nie wiem, czy wpłynie to na produkcję glonów. W najgorszym wypadku i tak będzie to funkcjonalny fotobioreaktor. W ramach mojego eksperymentu muszę monitorować wzrost glonów. Użyję do tego czujników CO2 z kartą Arduino i SD, aby zbierać i zapisywać dane do analizy. Ta część zbierania danych jest opcjonalna, jeśli chcesz po prostu zrobić fotobioreaktor, ale podam instrukcje i kod Arduino dla tych, którzy chcą z niego korzystać.

Krok 1: Materiały

Ponieważ część dotycząca zbierania danych jest opcjonalna, podzielę listę materiałów na dwie sekcje. Ponadto mój układ tworzy dwa fotobioreaktory. Jeśli chcesz mieć tylko jeden reaktor, po prostu użyj połowy materiałów na cokolwiek powyżej 2 (ta lista zawiera liczbę lub materiały, a następnie wymiary, jeśli dotyczy). Dodałem również linki do niektórych materiałów, z których możesz skorzystać, ale zachęcam do wcześniejszego zbadania cen przed zakupem, ponieważ mogą się zmienić.

Fotobioreaktor:

• Butelka na wodę o pojemności 2 - 4,2 galona. (Służy do dozowania wody. Upewnij się, że butelka jest symetryczna i nie ma wbudowanego uchwytu. Powinna również być ponownie zamykana.
• 1 - Taśma LED RGB (od 15 do 20 stóp, czyli o połowę mniej dla jednego reaktora. Nie musi być indywidualnie adresowana, ale upewnij się, że ma własny kontroler i zasilacz)
• Bąbelki akwariowe o pojemności 2 - 5 galonów + około 2 stopy rurki (zwykle dostarczane z bełkotką)
• 2 - obciążniki do rurek bełkotki. Użyłem tylko 2 małych kamieni i gumek.
• 2 stopy - 3/8" rurki z tworzywa sztucznego o średnicy wewnętrznej
• Zawory rowerowe 2 - 1/8" NPT (link Amazon do zaworów)
• 1 tuba - 2 części epoksydowe
• Kultura starterowa alg
• Rozpuszczalny w wodzie nawóz do roślin (ja użyłam marki MiracleGro z Home Depot)

Ważne informacje:

W oparciu o stężenie kultury starterowej będziesz potrzebować mniej więcej na galon pojemności reaktora. W moim eksperymencie przeprowadziłem 12 śladów po 2,5 galona każda, ale zacząłem tylko od 2 łyżek stołowych. Po prostu musiałem hodować glony w osobnym zbiorniku, aż będę miał dość. Również gatunek nie ma znaczenia, ale użyłem Haematococcus, ponieważ lepiej rozpuszczają się w wodzie niż glony nitkowate. Oto link do glonów. Jako fajny eksperyment poboczny, może kiedyś kupię bioluminescencyjne algi. Widziałem, że w Portoryko to występuje naturalnie i wyglądali naprawdę fajnie.

Poza tym jest to prawdopodobnie moja czwarta iteracja projektu i starałem się, aby koszt był jak najniższy. To jeden z powodów, dla których zamiast zwiększać ciśnienie za pomocą rzeczywistej sprężarki, będę używał małych bełkotek akwariowych. Jednak mają mniejszą siłę i mogą przenosić powietrze pod ciśnieniem około 6 psi plus ciśnienie wlotowe.

Rozwiązałem ten problem kupując bełkotki powietrza z wlotem, do którego mogę podłączyć rurki. Stąd mam pomiary rurki 3/8 . Wlot bełkotki jest podłączony do rurki, a drugi koniec podłączony do reaktora. Powoduje to recykling powietrza, dzięki czemu mogę również mierzyć zawartość dwutlenku węgla za pomocą moich czujników. Aplikacje komercyjne będą prawdopodobnie miały po prostu stały dopływ powietrza do użycia i odrzucenia. Oto link do bełkotek. Są one częścią filtra akwariowego, którego nie potrzebujesz. Użyłem ich tylko dlatego, że używałem jednego do moje domowe ryby. Prawdopodobnie możesz znaleźć tylko bełkotkę bez filtra online.

Zbieranie danych:

• 2 - czujniki CO2 Vernier (są kompatybilne z Arduino, ale też drogie. Pożyczyłem mój ze szkoły)
• Rurki termokurczliwe - o średnicy co najmniej 1 cala, aby pasowały do czujników
• 2 - Adaptery analogowej płytki prototypowej Verniera (kod zamówieniowy: BTA-ELV)
• 1 - deska do krojenia chleba
• przewody połączeniowe płytki stykowej
• 1 - Karta SD lub MicroSD i adapter
• 1 - Osłona karty SD Arduino. Mój jest z Seed Studio i mój kod też jest dla niego. Może być konieczne dostosowanie kodu, jeśli twoja tarcza pochodzi z innego źródła
• 1 - Arduino, użyłem Arduino Mega 2560
• Kabel USB do Arduino (do wgrania kodu)
• Zasilanie Arduino. Możesz również użyć ładowarki do telefonu z kablem USB, aby zapewnić zasilanie 5 V

Krok 2: Ciśnienie

Aby zwiększyć ciśnienie w pojemniku, należy zrobić dwie główne rzeczy:

1. Pokrywka powinna być w stanie bezpiecznie przymocować do butelki
2. Aby dodać ciśnienie powietrza, należy zainstalować zawór

Zawór już mamy. Po prostu wybierz miejsce na butelce znacznie powyżej linii glonów i wywierć w nim otwór. Średnica otworu powinna być równa średnicy większego lub gwintowanego końca zaworu (można najpierw wykonać mniejszy otwór pilotażowy, a następnie otwór o rzeczywistej średnicy). Powinno to pozwolić, aby koniec bez zaworu do jęczmienia zmieścił się w butelce. Za pomocą klucza nastawnego dokręciłem zawór do plastiku. Dzięki temu w plastiku powstają również rowki na śrubę. Następnie po prostu wyjąłem zawór, dodałem taśmę hydrauliczną i włożyłem ją z powrotem na miejsce.

Jeśli twoja butelka nie ma grubościennego plastiku:

Za pomocą papieru ściernego zszorstkuj plastik wokół otworu. Następnie na większą część zaworu nałóż sporą ilość żywicy epoksydowej. Może to być dwuskładnikowa żywica epoksydowa lub dowolny inny. Tylko upewnij się, że wytrzyma wysokie ciśnienie i jest wodoodporny. Następnie po prostu umieść zawór na miejscu i przytrzymaj przez chwilę, aż zablokuje się na miejscu. Nie wycieraj nadmiaru na brzegach. Przed testowaniem fotobioreaktora poczekaj, aż żywica epoksydowa wyschnie.

Jeśli chodzi o pokrywę, to ta, którą mam, jest wyposażona w O-ring i mocno się trzyma. Używam maksymalnego ciśnienia 30 psi i może to powstrzymać. Jeśli masz zakrętkę, to jeszcze lepiej. Tylko pamiętaj, aby nawlec go taśmą hydrauliczną. Na koniec możesz owinąć sznurek lub wytrzymałą taśmę klejącą pod butelką na zakrętkę, aby mocno ją przytrzymać.

Aby to przetestować, powoli dodawaj powietrze przez zawór i słuchaj, czy nie ma wycieków powietrza. Użycie wody z mydłem pomoże określić, gdzie ucieka powietrze i należy dodać więcej żywicy epoksydowej.

Krok 3: Bąbelek

Jak wspomniałem w sekcji materiałów, wymiary moich rurek są oparte na kupionej przeze mnie bełkocie. Jeśli użyłeś linku lub kupiłeś tę samą markę bubblera, to nie musisz się martwić o inne wymiary. Jeśli jednak masz bełkotkę innej marki, musisz wykonać kilka kroków:

1. Upewnij się, że jest wlot. Niektóre bąbelki będą miały wyraźne dane wejściowe, a inne będą miały je wokół danych wyjściowych (jak ten, który mam, patrz obrazki).
2. Zmierz średnicę wejścia i to jest wewnętrzna średnica rurki.
3. Upewnij się, że rurka wyjściowa/bąbelka z łatwością zmieści się w rurce wejściowej, jeśli wlot bąbelka znajduje się wokół wyjścia.

Następnie przeciągnij mniejszą rurkę przez większą, a następnie przymocuj jeden koniec do wyjścia bełkotki. Przesuń większy koniec nad wejściem. Użyj żywicy epoksydowej, aby utrzymać ją na miejscu i uszczelnić przed wysokim ciśnieniem. Tylko uważaj, aby nie włożyć żywicy epoksydowej do portu wlotowego. Uwaga boczna: użycie papieru ściernego do lekkiego zarysowania powierzchni przed dodaniem żywicy epoksydowej wzmacnia wiązanie.

Na koniec zrób w butelce otwór wystarczająco duży na rurkę. W moim przypadku było to 1/2 (Zdjęcie 5). Przeciągnij przez niego mniejszą rurkę i w górę butelki. Możesz teraz przymocować ciężarek (użyłem gumek i kamienia) i włożyć go z powrotem do butelkę. Następnie przełóż większą rurkę przez butelkę i zaimpregnuj ją na miejscu. Zauważ, że duża rurka kończy się tuż po wejściu do butelki. Dzieje się tak, ponieważ jest to wlot powietrza i nie chcesz, aby woda dostała się do to.

Zaletą tego zamkniętego systemu jest to, że para wodna nie wydostanie się na zewnątrz, a pokój nie będzie pachniał jak glony.

Krok 4: Diody LED

Diody LED są znane z tego, że są energooszczędne i znacznie chłodniejsze (pod względem temperatury) niż zwykłe żarówki lub świetlówki. Jednak nadal wytwarzają trochę ciepła i można to łatwo zauważyć, jeśli jest włączony, gdy jest jeszcze zwinięty. Kiedy użyjemy pasków w tym projekcie, nie będą one tak zbite razem. Wszelkie dodatkowe ciepło jest łatwo wypromieniowywane lub pochłaniane przez roztwór wody z alg.

W zależności od gatunku alg będą potrzebowały mniej lub więcej światła i ciepła. Na przykład bioluminescencyjny typ glonów, o którym wspomniałem wcześniej, wymaga dużo więcej światła. Zasadą, której użyłem, jest utrzymywanie go na najniższym ustawieniu i powolne zwiększanie go o jeden lub dwa poziom jasności w miarę wzrostu glonów.

W każdym razie, aby skonfigurować system LED, wystarczy owinąć pasek wokół butelki kilka razy, a każde zawinięcie zbliża się do około 1 cala. Moja butelka miała wypukłości, w które wygodnie wpasowała się dioda LED. Po prostu użyłem trochę taśmy do pakowania, aby utrzymać ją na miejscu. Jeśli używasz dwóch butelek, tak jak ja, po prostu zawiń połowę wokół jednej butelki, a połowę wokół drugiej.

Teraz możesz się zastanawiać, dlaczego moje paski LED nie owijają się aż do górnej części mojego fotobioreaktora. Zrobiłem to celowo, bo potrzebowałem miejsca na powietrze i na czujnik. Mimo że butelka ma pojemność 4,2 galona, zużyłem tylko połowę tej ilości do hodowli glonów. Ponadto, gdyby mój reaktor miał niewielki wyciek, ciśnienie objętościowe spadłoby mniej drastycznie, ponieważ objętość uciekającego powietrza stanowi mniejszy procent całkowitej ilości powietrza wewnątrz butelki. Musiałem być cienka linia, na której glony będą miały wystarczającą ilość dwutlenku węgla do wzrostu, ale jednocześnie powinno być mniej powietrza, aby dwutlenek węgla pochłaniany przez glony miał wpływ na ogólny skład powietrza, co pozwala mi rejestrować dane.

Na przykład, jeśli wdychasz papierową torbę, zostanie ona wypełniona dużym procentem dwutlenku węgla. Ale jeśli po prostu oddychasz w otwartej atmosferze, ogólny skład powietrza nadal będzie mniej więcej taki sam i niemożliwy do wykrycia jakiejkolwiek zmiany.

Krok 5: Połączenia płyty prototypowej

Tutaj kończy się konfiguracja fotobioreaktora, jeśli nie chcesz dodawać zbierania danych i czujników arduino. Możesz po prostu przejść do kroku dotyczącego uprawy glonów.

Jeśli jednak jesteś zainteresowany, przed umieszczeniem w butelce będziesz musiał wyjąć elektronikę do wstępnego testu. Najpierw podłącz osłonę karty SD na górze arduino. Wszelkie piny, których normalnie używasz na arduino, które są używane przez osłonę karty SD, są nadal dostępne; po prostu podłącz przewód połączeniowy do otworu bezpośrednio powyżej.

Do tego kroku dołączyłem zdjęcia konfiguracji pinów arduino, do których możesz się odnieść. Zielone przewody zostały użyte do podłączenia 5V do arduino 5V, pomarańczowe do podłączenia GND do masy Arduino, a żółte do podłączenia SIG1 do Arduino A2 i A5. Należy pamiętać, że istnieje wiele dodatkowych połączeń z czujnikami, które można było wykonać, ale nie są one potrzebne do gromadzenia danych i tylko pomagają bibliotece Verniera w wykonywaniu pewnych funkcji (takich jak identyfikacja używanego czujnika)

Oto krótki przegląd tego, co robią piny płyty prototypowej:

1. SIG2 - 10V sygnał wyjściowy używany tylko przez kilka czujników noniusza. Nie będziemy go potrzebować.
2. GND-łączy się z uziemieniem arduino
3. Vres - różne czujniki noniusza mają w sobie różne rezystory. podanie napięcia i odczytanie wyjścia prądowego z tego pinu pomaga w identyfikacji czujników, ale u mnie nie działało. Wiedziałem też, jakiego czujnika używam, więc zakodowałem go na stałe w programie.
4. ID - również pomaga zidentyfikować czujniki, ale tutaj nie jest potrzebne
5. 5V - zapewnia zasilanie czujnika 5 woltami. Podłączony do arduino 5V
6. SIG1 - wyjście dla czujników od skali od 0 do 5 woltów. Nie będę wyjaśniał równań kalibracyjnych i wszystko po to, aby przekonwertować wyjście czujnika na rzeczywiste dane, ale pomyśl o czujniku CO2 działającym w ten sposób: im więcej CO2 wykryje, tym większe napięcie zwraca na SIG2.

Niestety biblioteka czujników Verniera działa tylko z jednym czujnikiem i jeśli musimy użyć dwóch, będziemy musieli odczytać surowe napięcie wysyłane przez czujniki. W następnym kroku udostępniłem kod jako plik.ino.

Podczas podłączania przewodów połączeniowych do płytki stykowej pamiętaj, że rzędy otworów są połączone. W ten sposób podłączamy adaptery płyty prototypowej do arduino. Również niektóre piny mogą być używane przez czytnik kart SD, ale upewniłem się, że nie przeszkadzają sobie nawzajem. (zwykle jest to cyfrowy pin 4)

Krok 6: Kod i test

Pobierz oprogramowanie arduino na swój komputer, jeśli nie masz go jeszcze zainstalowanego.

Następnie podłącz czujniki do adapterów i upewnij się, że wszystkie przewody są w porządku (sprawdź, czy czujniki są na niskim ustawieniu od 0 do 10 000 ppm). Włóż kartę SD do gniazda i podłącz arduino do komputera za pomocą kabla USB. Następnie otwórz plik SDTest.ino, który dostarczyłem w tym kroku i kliknij przycisk przesyłania. Musisz pobrać bibliotekę SD jako plik.zip i również ją dodać.

Po pomyślnym załadowaniu kodu kliknij narzędzia i wybierz monitor szeregowy. Powinieneś zobaczyć informacje o odczytach czujnika, które są drukowane na ekranie. Po pewnym uruchomieniu kodu można odłączyć arduino i wyjąć kartę SD.

W każdym razie, jeśli włożysz kartę SD do laptopa, zobaczysz plik DATALOG. TXT. Otwórz go i upewnij się, że są w nim dane. Do testu SD dodałem kilka funkcji, które będą zapisywać plik po każdym zapisie. Oznacza to, że nawet jeśli wyjmiesz kartę SD w połowie programu, będzie zawierała wszystkie dane do tego momentu. Mój plik AlgaeLogger.ino jest jeszcze bardziej złożony z opóźnieniami, aby działał przez tydzień. Oprócz tego dodałem funkcję, która uruchomi nowy plik datalog.txt, jeśli taki już istnieje. Nie było to wymagane, aby kod działał, ale chciałem tylko, aby wszystkie dane Arduino zbierały w różnych plikach, zamiast sortować je według pokazanej godziny. Mogę też podłączyć arduino przed rozpoczęciem eksperymentów i po prostu zresetować kod, klikając czerwony przycisk, gdy będę gotowy do rozpoczęcia.

Jeśli kod testowy zadziałał, możesz pobrać dostarczony przeze mnie plik AlgaeLogger.ino i przesłać go do arduino. Kiedy będziesz gotowy do rozpoczęcia zbierania danych, włącz arduino, włóż kartę SD i kliknij czerwony przycisk na arduino, aby ponownie uruchomić program. Kod będzie wykonywał pomiary w odstępach godzinnych przez 1 tydzień. (168 zbiorów danych)

Krok 7: Instalacja czujników w fotobioreaktorze

O tak, jak mogłem zapomnieć?

Musisz zainstalować czujniki w fotobioreaktorze przed próbą zbierania danych. Miałem tylko krok do przetestowania czujników i kodu przed tym, aby jeśli któryś z twoich czujników jest uszkodzony, to możesz od razu dostać inny przed zintegrowaniem go z fotobioreaktorem. Konieczność usunięcia czujników po tym kroku będzie trudna, ale jest to możliwe. Instrukcje, jak to zrobić, znajdują się w kroku Wskazówki i myśli końcowe.

W każdym razie będę integrował czujniki w pokrywce mojej butelki, ponieważ jest ona najdalej od wody i nie chcę, aby się zamoczyła. Zauważyłem też, że cała para wodna skondensowała się przy dnie i cienkie ścianki butelki, więc takie umieszczenie zapobiegnie uszkodzeniu czujników przez parę wodną.

Aby rozpocząć, nasuń rurkę termokurczliwą na czujnik, ale uważaj, aby nie zakryć wszystkich otworów. Następnie obkurcz rurkę małym płomieniem. Kolor nie ma znaczenia, ale użyłem czerwieni dla widoczności.

Następnie wywierć otwór o średnicy 1 cala w środku pokrywy i użyj papieru ściernego do szorstkowania plastiku wokół niego. Pomoże to dobrze wiązać żywicę epoksydową.

Na koniec dodaj trochę żywicy epoksydowej do rurki i wsuń czujnik na miejsce na pokrywie. Dodaj więcej żywicy epoksydowej na zewnątrz i wewnątrz czapki, gdzie czapka styka się z termokurczliwą i pozwól jej wyschnąć. Powinno być teraz szczelne, ale będziemy musieli przeprowadzić próbę ciśnieniową, aby była bezpieczna.

Krok 8: Test ciśnienia z czujnikami

Ponieważ już wcześniej przetestowaliśmy fotobioreaktor z zaworem rowerowym, tutaj musimy się tylko przejmować korkiem. Tak jak ostatnio, powoli dodawaj ciśnienie i nasłuchuj przecieków. Jeśli znajdziesz, dodaj trochę żywicy epoksydowej do wewnętrznej strony czapki i na zewnątrz.

Jeśli chcesz, użyj wody z mydłem, aby znaleźć przecieki, ale nie wkładaj ich do czujnika.

Niezwykle ważne jest, aby z fotobioreaktora nie uciekało powietrze. Na odczyt czujnika CO2 wpływa stała bezpośrednio związana z ciśnieniem. Znajomość ciśnienia pozwoli Ci obliczyć rzeczywiste stężenie dwutlenku węgla w celu zbierania i analizy danych.

Krok 9: Kultura alg i składniki odżywcze

Aby wyhodować glony, napełnij pojemnik wodą tuż nad diodami LED. Powinno być około 2 galonów, daj lub weź kilka filiżanek. Następnie dodaj rozpuszczalny nawóz roślinny zgodnie z instrukcją na opakowaniu. Właściwie dodałem trochę więcej, aby zwiększyć wzrost glonów. Na koniec dodaj kulturę starterową alg. Początkowo używałem 2 łyżek stołowych na całe 2 galony, ale podczas eksperymentu użyję 2 kubków, aby przyspieszyć wzrost glonów.

Ustaw diody LED na najniższe ustawienie i zwiększ je później, jeśli woda stanie się zbyt ciemna. Włącz bełkotkę i pozostaw reaktor na około tydzień, aby glony zaczęły rosnąć. Wiele razy trzeba zakręcić wodą kilka razy, aby zapobiec osiadaniu glonów na dnie.

Ponadto fotosynteza pochłania głównie światło czerwone i niebieskie, dlatego liście są zielone. Aby zapewnić glonom potrzebne światło bez zbytniego ich podgrzewania, użyłem fioletowego światła.

Na załączonych zdjęciach wyrastałem tylko z oryginalnych 2 łyżek startera, które miałem do około 40 filiżanek na mój rzeczywisty eksperyment. Można powiedzieć, że glony bardzo urosły, biorąc pod uwagę, że wcześniej woda była idealnie czysta.

Krok 10: Wskazówki i myśli końcowe

Wiele się nauczyłem podczas budowania tego projektu i chętnie odpowiadam na pytania w komentarzach najlepiej jak potrafię. Tymczasem oto kilka wskazówek, które mam:

1. Użyj dwustronnej taśmy piankowej, aby zabezpieczyć rzeczy na miejscu. Zmniejszyło to również wibracje bełkotki.
2. Użyj listwy zasilającej, aby chronić wszystkie części, a także mieć miejsce na podłączenie rzeczy.
3. Użyj pompki rowerowej z manometrem i nie zwiększaj ciśnienia bez napełnienia butelki wodą. Dzieje się tak z dwóch powodów. Po pierwsze ciśnienie wzrośnie szybciej, a po drugie ciężar wody zapobiegnie odwróceniu się dna butelki.
4. Od czasu do czasu zamieszaj glony, aby uzyskać równomierne rozwiązanie.
5. Aby usunąć czujniki: użyj ostrego ostrza do odcięcia rurki od czujnika i oderwij jak najwięcej. Następnie delikatnie wyciągnij czujnik.

Dodam więcej wskazówek, gdy przyjdą do głowy.

Na koniec chciałbym na koniec powiedzieć kilka rzeczy. Celem tego projektu jest sprawdzenie, czy algi można szybciej hodować do produkcji biopaliw. Chociaż jest to działający fotobioreaktor, nie mogę zagwarantować, że ciśnienie będzie miało znaczenie, dopóki wszystkie moje próby nie zostaną wykonane. W tym czasie dokonam tu zmiany i pokażę wyniki (poszukaj tego w połowie marca).

Jeśli uważasz, że ta instrukcja jest potencjalnie przydatna, a dokumentacja jest dobra, zostaw mi polubienie lub komentarz. Brałem również udział w konkursach LED, Arduino i Epilog, więc głosuj na mnie, jeśli na to zasługuję.

Do tego czasu szczęśliwego majsterkowania wszystkich

EDYTOWAĆ:

Mój eksperyment zakończył się sukcesem i udało mi się również dostać z nim na stanowe targi naukowe! Po porównaniu wykresów czujników dwutlenku węgla przeprowadziłem również test ANOVA (Analiza Wariancji). Zasadniczo to, co robi ten test, polega na tym, że określa prawdopodobieństwo wystąpienia danych wyników w sposób naturalny. Im wartość prawdopodobieństwa jest bliższa 0, tym mniejsze prawdopodobieństwo zobaczenia danego wyniku, co oznacza, że jakakolwiek zmienna niezależna została zmieniona, faktycznie miała wpływ na wyniki. Dla mnie wartość prawdopodobieństwa (aka wartość p) była bardzo niska, około 10 podniesiona do -23…. w zasadzie 0. Oznaczało to, że rosnące ciśnienie w reaktorze pozwoliło glonom lepiej rosnąć i absorbować więcej CO2, tak jak przewidywałem.

W moim teście miałem grupę kontrolną bez dodanego ciśnienia, 650 cm sześciennych powietrza, 1300 cm sześciennych powietrza i 1950 cm sześciennych powietrza. Czujniki przestały działać poprawnie na szlaku najwyższego ciśnienia, więc wykluczyłem go jako wartość odstającą. Mimo to wartość P niewiele się zmieniła i nadal można ją łatwo zaokrąglić do 0. W przyszłych eksperymentach spróbowałbym znaleźć niezawodny sposób pomiaru poboru CO2 bez drogich czujników i być może zmodernizować reaktor, aby mógł bezpiecznie obsługiwać wyższe naciski.

Drugie miejsce w konkursie LED 2017