Paineistettu levän fotobioreaktori: 10 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Ennen kuin sukellan tähän ohjeeseen, haluaisin selittää hieman tarkemmin, mikä tämä projekti on ja miksi päätin tehdä sen. Vaikka se on vähän pitkä, kehotan teitä lukemaan sen läpi, koska monet tekemäni asiat eivät ole järkeviä ilman näitä tietoja.

Tämän projektin koko nimi olisi paineistettu levilevyt, joissa on itsenäinen tiedonkeruu, mutta se olisi hieman pitkä otsikko. Valobioreaktorin määritelmä on:

"Bioreaktori, joka käyttää valonlähdettä fototrofisten mikro -organismien viljelyyn. Nämä organismit käyttävät fotosynteesiä tuottamaan biomassaa valosta ja hiilidioksidista, ja niihin kuuluu kasveja, sammalta, makrolevää, mikrolevää, sinileviä ja violetteja bakteereja."

Reaktoriasetustani käytetään makean veden levien kasvattamiseen, mutta sitä voidaan käyttää muille organismeille.

Energiakriisimme ja ilmastonmuutoskysymyksemme vuoksi tutkitaan monia vaihtoehtoisia energialähteitä, kuten aurinkovoimaa. Uskon kuitenkin, että siirtyminen fossiilisista polttoaineista ympäristöystävällisempiin energialähteisiin tapahtuu asteittain, koska emme voi täysin uudistaa taloutta nopeasti. Biopolttoaineet voivat toimia eräänlaisena ponnahduslautana, koska monet fossiilisia polttoaineita käyttävät autot voidaan helposti muuttaa käyttämään biopolttoaineita. Mitä biopolttoaineita kysyt?

Biopolttoaineet ovat polttoaineita, jotka on tuotettu biologisten prosessien, kuten fotosynteesin tai anaerobisen mädätyksen, sijaan geologisten prosessien avulla, jotka luovat fossiilisia polttoaineita. Ne voidaan tehdä eri prosesseilla (joita en käsittele tässä yksityiskohtaisesti). Kaksi yleistä menetelmää ovat transesteröinti ja ultraääni.

Tällä hetkellä kasvit ovat suurin biopolttoaineiden lähde. Tämä on merkittävää, koska biopolttoaineisiin tarvittavien öljyjen luomiseksi näiden kasvien on suoritettava fotosynteesi, jotta aurinkoenergia voidaan varastoida kemiallisena energiana. Tämä tarkoittaa sitä, että kun poltamme biopolttoaineita, päästöt poistuvat kasvihuoneiden absorboiman hiilidioksidin kanssa. Tämä tunnetaan hiilineutraalina.

Nykyisellä tekniikalla maissikasvit voivat antaa 18 gallonaa biopolttoainetta hehtaaria kohti. Soijapavut antavat 48 gallonaa ja auringonkukat 102. On muitakin kasveja, mutta yksikään niistä ei ole verrattavissa leviin, jotka voivat antaa 5 000–15 000 gallonaa hehtaarilta (vaihtelu johtuu levistä). Leviä voidaan kasvattaa avoimissa lampissa, joita kutsutaan kilparadoiksi, tai valo -bioreaktoreissa.

Joten jos biopolttoaineet ovat niin suuria ja niitä voidaan käyttää autoissa, jotka käyttävät fossiilisia polttoaineita, miksi emme tee sitä enemmän? Kustannus. Jopa korkeilla leväöljysatoilla biopolttoaineiden tuotantokustannukset ovat paljon korkeammat kuin fossiilisten polttoaineiden. Luin tämän reaktorijärjestelmän nähdäkseni, voisinko parantaa fotobioreaktorin tehokkuutta, ja jos se toimii, ideani voidaan käyttää kaupallisiin sovelluksiin.

Tässä on minun konseptini:

Lisäämällä painetta fotobioreaktoriin voin lisätä hiilidioksidin liukoisuutta Henryn lain mukaan, jonka mukaan vakiolämpötilassa tietyn kaasun määrä, joka liukenee tietyntyyppiseen ja -tilavuiseen nesteeseen, on suoraan verrannollinen kaasun osapaine tasapainossa kyseisen nesteen kanssa. Osapaine on se, kuinka paljon painetta tietty yhdiste aiheuttaa. Esimerkiksi typpikaasun osapaine merenpinnalla on 0,78 atm, koska se on ilmassa olevan typen prosenttiosuus.

Tämä tarkoittaa sitä, että lisäämällä hiilidioksidipitoisuutta tai lisäämällä ilmanpainetta lisään liuenneen CO2: n määrää bioreaktorissa. Tässä kokoonpanossa muutan vain painetta. Toivon, että tämä antaa leville mahdollisuuden suorittaa enemmän fotosynteesiä ja kasvaa nopeammin.

VASTUUVAPAUSLAUSEKE: Tämä on kokeilu, jota olen parhaillaan suorittamassa, ja tämän kirjoituksen aikana en tiedä, että se vaikuttaa levien tuotantoon. Pahimmassa tapauksessa se on joka tapauksessa toimiva fotobioreaktori. Osana kokeilua minun on seurattava levien kasvua. Käytän tähän CO2 -antureita Arduinon ja SD -kortin kanssa tietojen keräämiseksi ja tallentamiseksi analysoitavaksi. Tämä tiedonkeruuosa on valinnainen, jos haluat tehdä vain fotobioreaktorin, mutta annan ohjeet ja Arduino -koodin niille, jotka haluavat käyttää sitä.

Vaihe 1: Materiaalit

Koska tiedonkeruun osa on valinnainen, jaan materiaaliluettelon kahteen osaan. Lisäksi asennuksessani luodaan kaksi valo -bioreaktoria. Jos haluat vain yhden reaktorin, käytä vain puolet materiaaleista yli 2: een (tässä luettelossa ilmoitetaan numero tai materiaalit ja tarvittaessa mitat). Lisäsin myös linkkejä tiettyihin materiaaleihin, joita voit käyttää, mutta kehotan sinua tutkimaan hintoja ennen ostamista, koska ne voivat muuttua.

Valobioreaktori:

• 2 - 4,2 litran vesipullo. (Käytetään veden annosteluun. Varmista, että pullo on symmetrinen eikä siinä ole sisäänrakennettua kahvaa. Sen pitäisi olla myös suljettavissa.
• 1 - RGB -LED -nauha (15-20 jalkaa tai puolet enemmän yhdelle reaktorille. Ei tarvitse olla erikseen osoitettavissa, mutta varmista, että siinä on oma ohjain ja virtalähde)
• 2–5 litran akvaariokuplat + noin 2 metriä letkua (toimitetaan yleensä kuplittimen mukana)
• 2 - kuplien letkujen painot. Käytin juuri 2 pientä kiveä ja kuminauhoja.
• 2 jalkaa - 3/8 "sisähalkaisijainen muoviputki
• 2 - 1/8 "NPT -pyöräventtiilit (Amazon -linkki venttiileille)
• 1 putki - 2 osaa epoksi
• Levien aloituskulttuuri
• Vesiliukoinen kasvilannoite (käytin MiracleGro -tuotemerkkiä Home Depotista)

Tärkeää tietoa:

Aloitusviljelmän pitoisuuden perusteella tarvitset enemmän tai vähemmän reaktorin gallonakapasiteettia kohden. Kokeessani tein 12 polkua, joiden koko oli 2,5 gallonaa, mutta aloitin vain 2 rkl. Minun piti vain kasvattaa levät erillisessä säiliössä, kunnes minulla oli tarpeeksi. Myöskään lajeilla ei ole väliä, mutta käytin Haematococcusta, koska ne liukenevat veteen paremmin kuin filamenttilevät. Tässä linkki leville. Hauskana sivukokeena saatan ostaa bioluminesoivia leviä joskus. Näin sen esiintyvän luonnollisesti Puerto Ricossa ja ne näyttivät todella siisteiltä.

Lisäksi tämä on luultavasti neljäs suunnitteluvaiheeni ja olen yrittänyt saada kustannukset mahdollisimman alhaisiksi. Tämä on yksi syy siihen, että käytän pieniä akvaarikuplia, sen sijaan, että painettaisiin todellisella kompressorilla. Niillä on kuitenkin vähemmän voimaa ja ne voivat siirtää ilmaa noin 6 psi: n paineessa plus sen imupaine.

Ratkaisin tämän ongelman ostamalla ilmakuplia, joissa on imu, johon voin liittää letkut. Sieltä sain 3/8 letkumittaukseni. Kuplaajan tulo on kytketty letkuun ja sitten toinen pää reaktoriin. Tämä kierrättää ilman, jotta voin myös mitata hiilidioksidipitoisuutta antureillani. Kaupallisissa sovelluksissa on luultavasti vain tasainen ilmansyöttö käytettäväksi ja hävitettäväksi. Tässä on linkki kuplille. Ne ovat osa akvaariosuodatinta, jota et tarvitse. Käytin vain näitä, koska käytin sitä Lemmikkini kalaa. Löydät luultavasti vain kuplittimen ilman suodatinta myös verkosta.

Tiedonkeruu:

• 2 - Vernier CO2 -anturit (ne ovat yhteensopivia Arduinon kanssa, mutta myös kalliita. Lainasin omani koulustani)
• Kutisteletkut - halkaisija vähintään 1 tuuma, jotta ne sopivat antureihin
• 2 - Vernier -analogiset protoboard -sovittimet (tilauskoodi: BTA -ELV)
• 1 - leipälauta
• leipälevyn hyppyjohdot
• 1 - SD -kortti tai MicroSD ja sovitin
• 1 - Arduino SD -kortin suojus. Minun on Seed Studiosta ja koodini on sitä varten. Saatat joutua säätämään koodia, jos kilpi on toisesta lähteestä
• 1 - Arduino, käytin Arduino Mega 2560: ta
• USB -kaapeli Arduinolle (koodin lataamiseen)
• Arduinon virtalähde. Voit myös käyttää puhelinlaturia, jossa on USB -kaapeli 5 V: n virran saamiseksi

Vaihe 2: Paine

Säiliön paineistamiseksi on tehtävä kaksi pääasiallista asiaa:

1. Kannen on voitava kiinnittyä pulloon tukevasti
2. Ilmanpaineen lisäämiseksi on asennettava venttiili

Meillä on jo venttiili. Valitse vain paikka pullosta levälinjan yläpuolelta ja poraa reikä siihen. Reiän halkaisijan tulee olla sama kuin venttiilin suuremman tai ruuvin pään halkaisija (voit tehdä ensin pienemmän esireiän ja sitten todellisen halkaisijan). Tämän pitäisi antaa venttiilin ulkopuolisen ohran mahtua pulloon. Kiristin venttiilin muoviin säätöavaimella. Tämä tekee muovista myös uria ruuville. Seuraavaksi otin vain venttiilin ulos, lisäsin putkimiehen teipin ja laitoin sen takaisin paikalleen.

Jos pullossasi ei ole paksuseinäistä muovia:

Karhenna muovia reiän ympärillä hiomapaperilla. Levitä sitten venttiilin suuremmalle osalle runsaasti epoksihartsia. Se voi olla kaksiosainen epoksi tai mikä tahansa muu. Varmista vain, että se kestää korkean paineen ja on vedenkestävä. Aseta seuraavaksi venttiili paikalleen ja pidä sitä hetki, kunnes se tarttuu paikalleen. Älä pyyhi ylimääräistä reunojen ympäriltä pois. Anna myös epoksin kovettua ennen fotobioreaktorin testaamista.

Kannen osalta minulla on O -rengas ja se kiinnittyy tiukasti. Käytän enintään 30 psi: n painetta ja se voi pitää sen takaisin. Jos sinulla on ruuvi korkissa, se on vielä parempi. Varmista, että pujotat sen putkimiehen teipillä. Lopuksi voit kääriä langan tai raskaan teipin pullon alle korkin päälle pitämään sitä tiukasti kiinni.

Testaa se lisäämällä hitaasti ilmaa venttiilin läpi ja kuuntele ilmavuotoja. Saippuaveden käyttö auttaa tunnistamaan, mistä ilma pääsee karkaamaan, ja lisää epoksia on lisättävä.

Vaihe 3: Bubbler

Kuten materiaalit -osiossa mainitsin, letkuni mitat perustuvat ostamaani kuplittimeen. Jos käytit linkkiä tai ostit saman kuplamerkin, sinun ei tarvitse huolehtia muista mitoista. Jos sinulla on kuitenkin eri merkkinen kuplittelija, sinun on suoritettava muutama vaihe:

1. Varmista, että siinä on imuaukko. Joillakin kuplittajilla on selkeä panos, ja toisilla on se ulostulon ympärillä (kuten minulla, katso kuvat).
2. Mittaa tulon halkaisija ja se on letkun sisähalkaisija.
3. Varmista, että lähtö-/kuplitteluputki mahtuu helposti tuloputken läpi, jos kuplittimen imu on ulostulon ympärillä.

Pujota seuraavaksi pienempi letku suuremman läpi ja kiinnitä sitten toinen pää kuplittimen ulostuloon. Liu'uta suurempi pää tulon yli. Pidä se paikallaan ja sulje se korkealta paineelta epoksilla. Varo vain, ettet laita epoksia imuaukon sisään. Sivuhuomautus: hiekkapaperin käyttäminen kevyesti naarmuttamaan pintaa ennen epoksin lisäämistä tekee sidoksesta vahvemman.

Tee lopuksi pulloon tarpeeksi suuri reikä letkua varten. Minun tapauksessani se oli 1/2 (kuva 5). Pujota pienempi letku sen läpi ja pullon yläosaan. Voit nyt kiinnittää painon (käytin kuminauhoja ja kiveä) ja laittaa sen takaisin Laita sitten isompi putki myös pullon läpi ja epoksoi se paikalleen. Huomaa, että suuri putki päättyy heti, kun se tulee pulloon. Tämä johtuu siitä, että se on ilmanottoaukko ja et halua, että vettä roiskuu se.

Tämän suljetun järjestelmän etuna on, että vesihöyry ei pääse ulos ja huoneesi ei haise kuin levät.

Vaihe 4: LEDit

LEDit ovat tunnetusti energiatehokkaita ja paljon viileämpiä (lämpötilan kannalta) kuin tavalliset hehkulamput tai loistelamput. Ne tuottavat kuitenkin edelleen lämpöä, ja se voidaan helposti havaita, jos se kytketään päälle, kun se on vielä rullattu. Kun käytämme nauhoja tässä projektissa, ne eivät liity niin yhteen. Levävesiliuos säteilee tai imee helposti ylimääräistä lämpöä.

Levälajista riippuen ne tarvitsevat enemmän tai vähemmän valoa ja lämpöä. Esimerkiksi aiemmin mainitsemani bioluminesoiva levätyyppi vaatii paljon enemmän valoa. Peukalosääntö, jota käytin, on pitää se alimmalla asetuksella ja lisätä sitä hitaasti kirkkaustasolla tai kahdella levän kasvaessa.

Joka tapauksessa, aseta LED -järjestelmä kääri nauha pullon ympärille muutaman kerran, kun jokainen kääre tulee noin 1 tuumaa. Pullossani oli harjanteita, joihin LED sopi kätevästi. Käytin vain vähän pakkausteippiä pitämään se paikallaan. Jos käytät kahta pulloa kuten minä, kääri puolet pullon ympärille ja puolet toisen ympärille.

Nyt saatat ihmetellä, miksi LED -nauhat eivät kietoudu ympärilleni fotobioreaktorini yläosaan. Tein tämän tarkoituksella, koska tarvitsin tilaa ilmalle ja anturille. Vaikka pullon tilavuus on 4,2 litraa, käytin vain puolet siitä levien kasvattamiseen. Lisäksi jos reaktorissani olisi pieni vuoto, tilavuuspaine putoaisi vähemmän jyrkästi, koska poistuvan ilman tilavuus on pienempi prosenttiosuus pullon sisältämän ilman kokonaismäärästä. Minulla oli hieno viiva, jossa minun oli oltava paikassa, jossa levillä olisi riittävästi hiilidioksidia kasvaa, mutta samaan aikaan ilmaa pitäisi olla vähemmän, jotta levien absorboima hiilidioksidi vaikuttaisi ilmaa, jotta voin tallentaa tiedot.

Jos esimerkiksi hengität paperipussiin, se täytetään suurella hiilidioksidiprosentilla. Mutta jos vain hengität avoimessa ilmakehässä, ilman kokonaiskoostumus on edelleen suunnilleen sama ja mahdotonta havaita muutoksia.

Vaihe 5: Protoboard -liitännät

Tässä fotobioreaktorin asetukset ovat valmiit, jos et halua lisätä arduino -tiedonkeruuta ja antureita. Voit siirtyä levän kasvatusvaiheeseen.

Jos kuitenkin olet kiinnostunut, sinun on otettava elektroniikka esille ennen kuin asetat sen pulloon. Liitä ensin SD -kortin suojus arduinon päälle. Kaikki SD -kortin suojuksen käyttämät nastat, joita normaalisti käytät arduino -laitteessa, ovat edelleen käytettävissä; kytke vain hyppyjohdin suoraan yläpuolella olevaan reikään.

Olen liittänyt tähän vaiheeseen kuvia arduino -nastamäärityksistä, joihin voit viitata. Vihreitä johtoja käytettiin 5V: n kytkemiseen 5 V: n arduinoon, oranssia GND: n liittämiseen Arduinon maahan ja keltaisia SIG1: n liittämiseen Arduino A2: een ja A5: een. Huomaa, että antureihin on voitu tehdä monia lisäyhteyksiä, mutta niitä ei tarvita tietojen keräämiseen ja ne auttavat vain Vernier -kirjastoa suorittamaan tiettyjä toimintoja (kuten käytettävän anturin tunnistaminen)

Tässä on nopea yleiskatsaus siitä, mitä protoboardin tapit tekevät:

1. SIG2 - 10 V: n lähtösignaali, jota käyttävät vain muutamat nippusensorit. Emme tarvitse sitä.
2. GND - muodostaa yhteyden arduino -maahan
3. Vres - eri vernier -antureissa on erilaiset vastukset. jännitteen syöttäminen ja tämän nastan virran lukeminen auttavat tunnistamaan antureita, mutta se ei toiminut minulle. Tiesin myös etukäteen, mitä anturia käytin, joten koodasin sen ohjelmalla.
4. ID - auttaa myös tunnistamaan antureita, mutta niitä ei tarvita täällä
5. 5V - antaa 5 voltin tehon anturille. Liitetty arduino 5V
6. SIG1 - lähtö antureille 0-5 voltin asteikolla. En selitä kalibrointiyhtälöitä ja kaikkea anturin ulostulon muuntamiseksi todellisiksi tiedoiksi, mutta ajattele CO2 -anturin toimivan näin: mitä enemmän hiilidioksidia se havaitsee, sitä enemmän jännitettä se palauttaa SIG2: lle.

Valitettavasti Vernier -anturikirjasto toimii vain yhden anturin kanssa, ja jos meidän on käytettävä kahta, meidän on luettava antureiden antama raakajännite. Olen toimittanut koodin.ino -tiedostona seuraavassa vaiheessa.

Kun kiinnität hyppyjohtoja leipälevyyn, muista, että reikärivit on yhdistetty. Näin liitämme protoboard -sovittimet arduinoon. Lisäksi SD -kortinlukija voi käyttää joitain nastoja, mutta varmistin, että ne eivät häiritse toisiaan. (Se on yleensä digitaalinen nasta 4)

Vaihe 6: Koodi ja testi

Lataa arduino -ohjelmisto tietokoneellesi, jos sinulla ei ole sitä jo asennettuna.

Liitä seuraavaksi anturit sovittimiin ja varmista, että kaikki johdot ovat kunnossa (Tarkista, että anturit ovat alhaisella asetuksella 0-10 000 ppm). Aseta SD -kortti korttipaikkaan ja liitä arduino tietokoneeseen USB -kaapelilla. Avaa sitten tässä vaiheessa toimittamani SDTest.ino -tiedosto ja napsauta latauspainiketta. Sinun on ladattava SD -kirjasto.zip -tiedostona ja lisättävä se.

Kun koodi on ladattu onnistuneesti, napsauta työkaluja ja valitse sarjamonitori. Sinun pitäisi nähdä tiedot anturin lukemasta tulostettaessa näytölle. Kun olet käyttänyt koodia jonkin aikaa, voit irrottaa arduinon ja ottaa SD -kortin ulos.

Joka tapauksessa, jos asetat SD -kortin kannettavaan tietokoneeseen, näet DATALOG. TXT -tiedoston. Avaa se ja varmista, että siinä on dataa. Olen lisännyt joitain toimintoja SD -testiin, joka tallentaa tiedoston jokaisen kirjoituksen jälkeen. Tämä tarkoittaa, että vaikka otat SD-kortin pois ohjelman puolivälissä, siinä on kaikki tiedot siihen asti. AlgaeLogger.ino -tiedostoni on vielä monimutkaisempi, ja sen viive voi kestää viikon. Tämän lisäksi lisäsin toiminnon, joka käynnistää uuden datalog.txt -tiedoston, jos sellainen on jo olemassa. Koodin ei tarvinnut toimia, mutta halusin vain kaikki tiedot, jotka Arduino kerää eri tiedostoista sen sijaan, että joutuisin lajittelemaan ne näytettyyn tuntiin. Voin myös kytkeä arduinon verkkoon ennen kokeilun aloittamista ja vain nollata koodi napsauttamalla punaista painiketta, kun olen valmis aloittamaan.

Jos testikoodi toimi, voit ladata toimittamani AlgaeLogger.ino -tiedoston ja ladata sen arduinoon. Kun olet valmis aloittamaan tiedonkeruun, käynnistä arduino, aseta SD -kortti ja käynnistä ohjelma uudelleen napsauttamalla arduinon punaista painiketta. Koodi mittaa tunnin välein viikon ajan. (168 tiedonkeruuta)

Vaihe 7: Anturien asentaminen fotobioreaktoriin

Voi kyllä, miten voisin unohtaa?

Sinun on asennettava anturit fotobioreaktoriin ennen kuin yrität kerätä tietoja. Minulla oli vain vaihe testata antureita ja koodia ennen tätä, jotta jos jokin antureistasi on viallinen, voit hankkia toisen anturin heti ennen sen liittämistä fotobioreaktoriin. Anturien poistaminen tämän vaiheen jälkeen on vaikeaa, mutta se on mahdollista. Ohjeet tämän tekemiseen ovat Vinkit ja viimeiset ajatukset -vaiheessa.

Joka tapauksessa, aion integroida anturit pullon kanteen, koska se on kauimpana vedestä enkä halua sen kastuvan. Huomasin myös, että kaikki vesihöyry tiivistyy pullon pohjan ja ohuiden seinien lähelle, joten tämä sijoitus estää vesihöyryn vahingoittamasta antureita.

Aloita liu'uttamalla kutisteletku anturin päälle, mutta älä peitä kaikkia reikiä. Seuraavaksi kutista letku pienellä liekillä. Värillä ei ole väliä, mutta näkyvyyden vuoksi käytin punaista.

Poraa seuraavaksi 1 tuuman reikä kannen keskelle ja karhenna sen ympärillä oleva muovi hiekkapaperilla. Tämä auttaa epoksiliimausta hyvin.

Lisää lopuksi letkuun letkua ja liu'uta anturi paikalleen kannessa. Lisää epoksia ulkopuolelle ja korkin sisäpuolelle kohtaan, jossa korkki kohtaa lämpökutistumisen, ja anna sen kuivua. Sen pitäisi nyt olla ilmatiivis, mutta meidän on testattava se turvallisesti.

Vaihe 8: Painetesti anturilla

Koska olemme jo testanneet fotobioreaktorin etukäteen pyörän venttiilillä, meidän on vain huolehdittava korkista täällä. Kuten viime kerralla, lisää hitaasti paineita ja kuuntele vuotoja. Jos löydät sellaisen, lisää epoksia korkin sisäpuolelle ja ulkopuolelle.

Käytä myös saippuavettä löytääksesi vuodot, jos haluat, mutta älä laita mitään anturin sisään.

On erittäin tärkeää, ettei valoa bioreaktorista pääse ulos. CO2 -anturin lukemiin vaikuttaa vakio, joka liittyy suoraan paineeseen. Paineen tunteminen antaa sinun ratkaista todellinen hiilidioksidipitoisuus tietojen keräämistä ja analysointia varten.

Vaihe 9: Leväviljely ja ravinteet

Levien kasvattamiseksi täytä säiliö vedellä LEDien yläpuolelle. Sen pitäisi olla noin 2 gallonaa antaa tai ottaa muutama kuppi. Lisää sitten liukoista kasvilannoitetta laatikon ohjeiden mukaisesti. Lisäsin itse asiassa hieman enemmän levien kasvun lisäämiseksi. Lisää lopuksi levien aloitusviljelmä. Käytin alun perin 2 rkl koko 2 gallonaa, mutta aion käyttää 2 kuppia kokeilun aikana saadakseni levät nopeammin.

Aseta LED -valot alimmalle asetukselle ja lisää niitä myöhemmin, jos vesi muuttuu liian tummaksi. Kytke kuplitin päälle ja anna reaktorin seistä noin viikon ajan, jotta levät voisivat kasvaa. Sinun on pyöritettävä vettä muutaman kerran, jotta levät eivät laskeudu pohjaan.

Lisäksi fotosynteesi absorboi pääasiassa punaista ja sinistä valoa, minkä vuoksi lehdet ovat vihreitä. Jotta levät saisivat tarvitsemansa valon lämmittämättä niitä liikaa, käytin violettia valoa.

Liitteenä olevissa kuvissa kasvatin vain alkuperäistä 2 rkl alkupaloja, joita tarvitsin noin 40 kuppia varsinaiseen kokeeseeni. Voit kertoa, että levät kasvoivat paljon ottaen huomioon, että vesi oli ennen täysin kirkasta.

Vaihe 10: Vinkkejä ja viimeisiä ajatuksia

Opin paljon tätä projektia rakentaessani ja vastaan mielelläni kysymyksiin kommenteissani parhaani mukaan. Samaan aikaan tässä on muutamia vinkkejä:

1. Käytä kaksipuolista vaahtoteippiä esineiden kiinnittämiseen. Se myös vähensi kuplittimen aiheuttamaa tärinää.
2. Käytä jatkojohtoa kaikkien osien suojaamiseen ja tilaa liittämiseen.
3. Käytä painemittarilla varustettua polkupyöräpumppua äläkä lisää painetta täyttämättä pulloa vedellä. Tämä johtuu kahdesta syystä. Ensinnäkin paine kasvaa nopeammin, ja toiseksi veden paino estää pullon pohjaa kääntymästä.
4. Pyörittele leviä silloin tällöin, jotta saat tasaisen ratkaisun.
5. Anturien irrottaminen: katkaise letku anturista terävällä terällä ja revi se pois niin paljon kuin voit. Vedä sitten anturi varovasti ulos.

Lisään lisää vinkkejä sitä mukaa kun niitä tulee mieleen.

Lopuksi haluaisin lopettaa sanomalla muutaman asian. Tämän projektin tarkoituksena on nähdä, voidaanko levät kasvattaa nopeammin biopolttoaineiden tuotantoon. Vaikka se on toimiva fotobioreaktori, en voi taata, että paine vaikuttaa, ennen kuin kaikki kokeeni on tehty. Tuolloin teen muokkauksen täällä ja näytän tulokset (etsi sitä joskus maaliskuun puolivälissä).

Jos koit tämän ohjeen olevan mahdollisesti hyödyllinen ja dokumentaatio on hyvä, jätä minulle tykkäys tai kommentti. Olen myös osallistunut LED-, Arduino- ja Epilog -kilpailuihin, joten äänestä minua, jos ansaitsen sen.

Siihen asti hyvää DIY -tekemistä kaikille

MUOKATA:

Kokeiluni onnistui ja pääsin myös valtion tiedemessuille sen kanssa! Vertailtuani hiilidioksidianturien kaavioita suoritin myös ANOVA (Analysis of Variance) -testin. Pohjimmiltaan tämä testi tekee sen, että se määrittää annetun tuloksen todennäköisyyden luonnollisesti. Mitä lähempänä todennäköisyysarvo on 0, sitä epätodennäköisempää on nähdä annettu tulos, mikä tarkoittaa sitä, että riippumaton muuttuja muutti itse asiassa vaikutuksia tuloksiin. Minulle todennäköisyysarvo (alias p -arvo) oli hyvin pieni, noin 10 kohotettiin -23: een. pohjimmiltaan 0. Tämä tarkoitti sitä, että reaktorin paineen lisääntyminen antoi leville mahdollisuuden kasvaa paremmin ja absorboida enemmän hiilidioksidia kuten olin ennustanut.

Testissäni minulla oli kontrolliryhmä ilman painetta, 650 kuutiometriä ilmaa, 1300 kuutiometriä ilmaa ja 1950 kuutiometriä ilmaa. Anturit lakkasivat toimimasta korkeimmalla paineradalla, joten jätin sen ulkopuolelle. Siitä huolimatta P -arvo ei muuttunut paljoa ja pyöristettiin edelleen helposti arvoon 0. Tulevissa kokeissa yrittäisin löytää luotettavan tavan mitata hiilidioksidinottoa ilman kalliita antureita ja ehkä päivittää reaktoria niin, että se voi turvallisesti käsitellä korkeampia paineita.

Toinen sija LED -kilpailussa 2017