Algen onder druk Photobioreactor - Ajarnpa

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2025-01-13 06:57

Voordat ik in deze instructable duik, wil ik graag wat meer uitleggen over wat dit project is en waarom ik ervoor heb gekozen om het te maken. Hoewel het een beetje lang is, moedig ik je aan om het alsjeblieft door te lezen, omdat veel van wat ik doe zonder deze informatie geen zin heeft.

De volledige naam van dit project zou een algenfotobioreactor onder druk zijn met autonome gegevensverzameling, maar dat zou een beetje lang zijn als een titel. De definitie van een fotobioreactor is:

"Een bioreactor die een lichtbron gebruikt om fototrofe micro-organismen te kweken. Deze organismen gebruiken fotosynthese om biomassa te genereren uit licht en koolstofdioxide en omvatten planten, mossen, macroalgen, microalgen, cyanobacteriën en paarse bacteriën"

Mijn reactoropstelling wordt gebruikt voor het kweken van zoetwateralgen, maar kan ook voor andere organismen worden gebruikt.

Met onze energiecrisis en klimaatveranderingsproblemen worden er veel alternatieve energiebronnen, zoals zonne-energie, onderzocht. Ik ben echter van mening dat onze overgang van de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen naar meer milieuvriendelijke energiebronnen geleidelijk zal verlopen, aangezien we de economie niet snel volledig kunnen reviseren. Biobrandstoffen kunnen als een soort springplank dienen, aangezien veel auto's die op fossiele brandstoffen rijden eenvoudig kunnen worden omgebouwd naar biobrandstoffen. Wat zijn biobrandstoffen vraag je?

Biobrandstoffen zijn brandstoffen die worden geproduceerd via biologische processen zoals fotosynthese of anaërobe vergisting, in plaats van de geologische processen die fossiele brandstoffen creëren. Ze kunnen via verschillende processen worden gemaakt (die ik hier niet in detail zal bespreken). Twee veelgebruikte methoden zijn transverestering en ultrasone trillingen.

Momenteel zijn planten de grootste bron voor biobrandstoffen. Dit is belangrijk omdat deze planten, om de oliën te maken die nodig zijn voor biobrandstoffen, door fotosynthese moeten gaan om zonne-energie op te slaan als chemische energie. Dit betekent dat wanneer we biobrandstoffen verbranden, de uitstoot die wordt uitgestoten, opheft met de koolstofdioxide die de planten hadden opgenomen. Dit staat bekend als CO2-neutraal.

Met de huidige technologie kunnen maïsplanten 18 gallons biobrandstof per hectare opleveren. Sojabonen geven 48 gallons en zonnebloemen geven 102. Er zijn andere planten, maar geen enkele is te vergelijken met algen die 5.000 tot 15.000 gallons per acre kunnen opleveren (de variatie is te wijten aan de soort algen). Algen kunnen worden gekweekt in open vijvers die bekend staan als raceways of in fotobioreactoren.

Dus als biobrandstoffen zo geweldig zijn en kunnen worden gebruikt in auto's die fossiele brandstoffen gebruiken, waarom doen we dat dan niet meer? Kosten. Zelfs met hoge opbrengsten aan algenolie zijn de productiekosten van biobrandstoffen veel hoger dan die van fossiele brandstoffen. Ik heb dit reactorsysteem gemaakt om te zien of ik de efficiëntie van een fotobioreactor kan verbeteren, en als het werkt, kan mijn idee worden gebruikt in commerciële toepassingen.

Hier is mijn concept:

Door druk toe te voegen aan een fotobioreactor, kan ik de oplosbaarheid van kooldioxide verhogen, zoals beschreven door de wet van Henry, die stelt dat bij een constante temperatuur de hoeveelheid van een bepaald gas die oplost in een bepaald type en volume vloeistof recht evenredig is met de partiële druk van dat gas in evenwicht met die vloeistof. Partiële druk is hoeveel druk een bepaalde verbinding uitoefent. De partiële druk van stikstofgas op zeeniveau is bijvoorbeeld 0,78 atm, aangezien dat het percentage stikstof in de lucht is.

Dit betekent dat door de concentratie kooldioxide te verhogen of door de luchtdruk te verhogen, ik de hoeveelheid opgeloste CO2 in de bioreactor zal vergroten. In deze opstelling verander ik alleen de druk. Ik hoop dat algen hierdoor meer fotosynthese kunnen ondergaan en sneller kunnen groeien.

DISCLAIMER: dit is een experiment dat ik momenteel aan het uitvoeren ben en op het moment dat ik dit schrijf, weet ik niet dat het de algenproductie zal beïnvloeden. In het ergste geval zal het sowieso een functionele fotobioreactor zijn. Als onderdeel van mijn experiment moet ik de algengroei volgen. Ik zal hiervoor CO2-sensoren gebruiken met een Arduino en SD-kaart om de gegevens te verzamelen en op te slaan die ik kan analyseren. Dit gedeelte voor gegevensverzameling is optioneel als je gewoon een fotobioreactor wilt maken, maar ik zal instructies en Arduino-code geven voor degenen die het willen gebruiken.

Stap 1: Materialen

Aangezien het gedeelte voor het verzamelen van gegevens optioneel is, zal ik de lijst met materialen in twee secties splitsen. Ook creëert mijn opstelling twee fotobioreactoren. Als u slechts één reactor wilt, gebruik dan de helft van de materialen voor alles boven de 2 (deze lijst geeft het aantal of de materialen aan, indien van toepassing gevolgd door de afmetingen). Ik heb ook links toegevoegd naar bepaalde materialen die u kunt gebruiken, maar ik moedig u aan om vooraf onderzoek te doen naar prijzen voordat u koopt, aangezien deze kunnen veranderen.

Fotobioreactor:

• 2 - 4,2 gallon waterfles. (Gebruikt voor het afgeven van water. Zorg ervoor dat de fles symmetrisch is en geen ingebouwd handvat heeft. Het moet ook hersluitbaar zijn.
• 1 - RGB LED-strip (15 tot 20 voet, of half zoveel voor één reactor. Hoeft niet individueel adresseerbaar te zijn, maar zorg ervoor dat deze wordt geleverd met een eigen controller en voeding)
• 2 - 5 gallon capaciteit aquarium bubblers + ongeveer 2 voet slang (meestal meegeleverd met de bubbler)
• 2 - gewichten voor de buizen van de bubblers. Ik heb net 2 kleine stenen en elastiekjes gebruikt.
• 2 voet - 3/8 "binnendiameter plastic buizen
• 2 - 1/8" NPT fietsventielen (Amazon link voor ventielen)
• 1 buis - 2 componenten epoxy
• Algen starter cultuur
• Wateroplosbare plantenmest (ik gebruikte het merk MiracleGro van Home Depot)

Belangrijke informatie:

Op basis van de concentratie startercultuur heb je meer of minder per gallon capaciteit van de reactor nodig. In mijn experiment heb ik 12 paden van elk 2,5 gallon uitgevoerd, maar ik begon pas met 2 eetlepels. Ik moest de algen gewoon in een aparte bak kweken tot ik er genoeg van had. Soort maakt ook niet uit, maar ik heb Haematococcus gebruikt omdat ze beter in water oplossen dan draadalgen. Hier is een link voor de algen. Als leuk nevenexperiment zou ik ooit de bioluminescente algen kunnen kopen. Ik zag het van nature voorkomen in Puerto Rico en ze zagen er echt cool uit.

Dit is waarschijnlijk ook mijn 4e ontwerp-iteratie en ik heb geprobeerd de kosten zo laag mogelijk te maken. Dat is een reden waarom ik in plaats van met een echte compressor onder druk te zetten, kleine aquarium-bubblers zal gebruiken. Ze hebben echter minder kracht en kunnen lucht verplaatsen met een druk van ongeveer 6 psi plus de inlaatdruk.

Ik heb dit probleem opgelost door luchtbellen te kopen met een inlaat waar ik slangen op kan aansluiten. Daar heb ik mijn 3/8 -buismetingen vandaan. De inlaat van de bubbler is verbonden met de buis en vervolgens het andere uiteinde verbonden met de reactor. Dit recyclet de lucht, zodat ik ook het kooldioxidegehalte kan meten met behulp van mijn sensoren Commerciële toepassingen zullen waarschijnlijk gewoon een constante luchttoevoer hebben om te gebruiken en in plaats daarvan weg te gooien. Hier is een link voor de bubblers. Ze maken deel uit van een aquariumfilter dat je niet nodig hebt. Ik heb deze alleen gebruikt omdat ik er vroeger een gebruikte voor mijn huisdierenvissen. Je kunt waarschijnlijk ook alleen de bubbler zonder filter online vinden.

Gegevensverzameling:

• 2 - Vernier CO2-sensoren (ze zijn compatibel met Arduino, maar ook duur. Ik heb de mijne geleend van mijn school)
• Krimpkous - minimaal 1 inch diameter om op de sensoren te passen
• 2 - Vernier analoge protoboard-adapters (bestelcode: BTA-ELV)
• 1 - breadboard
• breadboard jumperdraden
• 1 - SD-kaart of MicroSD en adapter
• 1 - Arduino SD-kaartschild. De mijne is van Seed Studio en mijn code is er ook voor. Mogelijk moet u de code aanpassen als uw schild van een andere bron is
• 1 - Arduino, ik gebruikte de Arduino Mega 2560
• USB-kabel voor de Arduino (om code te uploaden)
• Arduino voeding. Je kunt ook een telefoonoplader gebruiken met de USB-kabel om 5V stroom te leveren

Stap 2: Druk

Om de container onder druk te zetten, moeten twee belangrijke dingen worden gedaan:

1. Het deksel moet stevig op de fles kunnen worden bevestigd
2. Er moet een klep worden geïnstalleerd om luchtdruk toe te voegen

We hebben de kraan al. Kies gewoon een plek op de fles ruim boven de algenlijn en boor er een gat in. De diameter van het gat moet gelijk zijn aan de diameter van het grotere of schroefuiteinde van de klep (u kunt eerst een kleiner geleidegat maken en dan het gat met de werkelijke diameter). Hierdoor moet het uiteinde zonder ventiel de gerst in de fles laten passen. Met behulp van een verstelbare sleutel heb ik de klep in het plastic vastgedraaid. Hierdoor ontstaan ook groeven in het plastic voor de schroef. Vervolgens heb ik gewoon de klep eruit gehaald, loodgieterstape toegevoegd en weer op zijn plaats gezet.

Als je fles geen dikwandig plastic heeft:

Gebruik wat schuurpapier om het plastic rond het gat op te ruwen. Breng vervolgens op het grootste deel van de klep een ruime hoeveelheid epoxy aan. Het kan tweecomponenten epoxy zijn of een andere soort. Zorg ervoor dat het bestand is tegen hoge druk en waterbestendig is. Plaats vervolgens het ventiel gewoon op zijn plaats en houd het een klein beetje vast totdat het op zijn plaats blijft zitten. Veeg het overtollige materiaal langs de randen niet weg. Geef de epoxy ook de tijd om uit te harden voordat u de fotobioreactor test.

Wat betreft het deksel, degene die ik heb wordt geleverd met een O-ring en zit stevig vast. Ik gebruik een maximale druk van 30 psi en het kan het tegenhouden. Als je een schroefdop hebt, is het nog beter. Zorg ervoor dat u het met loodgieterstape inrijgt. Ten slotte kunt u touw of stevige ducttape onder de fles wikkelen tot over de dop om deze stevig vast te houden.

Om het te testen, voegt u langzaam lucht toe door het ventiel en luistert u naar luchtlekken. Het gebruik van wat zeepsop zal helpen identificeren waar lucht ontsnapt en er meer epoxy moet worden toegevoegd.

Stap 3: Bubbler

Zoals ik in de materialensectie had vermeld, zijn de afmetingen voor mijn slangen gebaseerd op de bubbler die ik heb gekocht. Als je de link hebt gebruikt of hetzelfde bubbler-merk hebt gekocht, hoef je je geen zorgen te maken over andere afmetingen. Als je echter een ander merk bubbler hebt, zijn er een paar stappen die je moet nemen:

1. Zorg dat er een intake is. Sommige bubblers hebben een duidelijke invoer en andere hebben het rond de uitvoer (zoals degene die ik heb, zie de afbeeldingen).
2. Meet de diameter van de ingang en dat is de binnendiameter van de slang.
3. Zorg ervoor dat de output/bubbler-slang gemakkelijk door uw input-slang past als de inlaat van uw bubbler zich rond de output bevindt.

Rijg vervolgens de kleinere slang door de grotere en bevestig vervolgens het ene uiteinde aan de bubbler-uitgang. Schuif het grotere uiteinde over de ingang. Gebruik epoxy om het op zijn plaats te houden en af te dichten tegen hoge druk. Pas op dat u geen epoxy in de inlaatpoort plaatst. Kanttekening, het gebruik van schuurpapier om een oppervlak lichtjes te krassen voordat epoxy wordt toegevoegd, maakt de binding sterker.

Maak ten slotte een gat in de fles dat groot genoeg is voor de slang. In mijn geval was het 1/2 (Afbeelding 5). Rijg de kleinere slang erdoorheen en omhoog aan de bovenkant van de fles. Je kunt nu een gewicht bevestigen (ik heb elastiekjes en een steen gebruikt) en het terug in de fles doen. fles. Steek dan ook de grotere buis door de fles en epoxy hem op zijn plaats. Merk op dat de grote buis eindigt net nadat hij in de fles is gekomen. Dit komt omdat het een luchtinlaat is en je niet wilt dat er water in spat het.

Een voordeel van dit gesloten systeem is dat er geen waterdamp ontsnapt en dat je kamer niet naar algen ruikt.

Stap 4: LED's

LED's staan bekend als energiezuinig en veel koeler (qua temperatuur) dan normale gloeilampen of fluorescentielampen. Ze produceren echter nog steeds wat warmte en het kan gemakkelijk worden opgemerkt als het is ingeschakeld terwijl het nog opgerold is. Wanneer we de strips in dit project gebruiken, zullen ze niet zo bij elkaar worden geclusterd. Eventuele extra warmte wordt gemakkelijk uitgestraald of geabsorbeerd door de algenwateroplossing.

Afhankelijk van de soort algen hebben ze meer of minder licht en warmte nodig. De bioluminescente soort algen die ik eerder noemde, heeft bijvoorbeeld veel meer licht nodig. Een vuistregel die ik gebruikte, is om het op de laagste stand te houden en het langzaam met een of twee niveaus van helderheid te verhogen naarmate de algen groeiden.

Hoe dan ook, om het LED-systeem in te stellen, wikkel je de strip een paar keer om de fles, waarbij elke wikkel ongeveer 1 inch omhoog komt. Mijn fles had ribbels waar de LED gemakkelijk in paste. Ik heb gewoon een beetje verpakkingstape gebruikt om hem op zijn plaats te houden. Als je twee flessen gebruikt zoals ik, wikkel dan de helft om de ene fles en de andere helft om de andere.

Nu vraag je je misschien af waarom mijn LED-strips niet helemaal tot aan de bovenkant van mijn fotobioreactor wikkelen. Ik deed dit expres omdat ik ruimte nodig had voor de lucht en voor de sensor. Hoewel de fles een inhoud heeft van 4,2 gallons, heb ik slechts de helft daarvan gebruikt om de algen te laten groeien. Als mijn reactor een klein lek zou hebben, zou de volumedruk ook minder drastisch dalen, omdat het volume van de ontsnappende lucht een kleiner percentage is van de totale hoeveelheid lucht in de fles. Er is een dunne lijn waarop ik moest zijn waar de algen genoeg koolstofdioxide zouden hebben om te groeien, maar tegelijkertijd zou er minder genoeg lucht moeten zijn zodat de koolstofdioxide die de algen absorberen een impact heeft op de algehele samenstelling van de lucht, waardoor ik de gegevens kan vastleggen.

Als u bijvoorbeeld een papieren zak inademt, wordt deze gevuld met een hoog percentage koolstofdioxide. Maar als je gewoon in de open atmosfeer ademt, zal de algehele samenstelling van de lucht nog steeds ongeveer hetzelfde zijn en is het onmogelijk om enige verandering te detecteren.

Stap 5: Protoboard-verbindingen

Dit is waar uw fotobioreactor-installatie voltooid is als u de arduino-gegevensverzameling en sensoren niet wilt toevoegen. Je kunt gewoon doorgaan naar de stap over het kweken van algen.

Als u echter geïnteresseerd bent, moet u de elektronica voor een voorlopige test tevoorschijn halen voordat u deze in de fles plaatst. Sluit eerst het SD-kaartschild bovenop de arduino aan. Alle pinnen die u normaal op de Arduino zou gebruiken en die door het SD-kaartschild worden gebruikt, zijn nog steeds beschikbaar; sluit gewoon de jumperdraad aan op het gat er direct boven.

Ik heb foto's van de Arduino-pinconfiguraties aan deze stap toegevoegd waarnaar u kunt verwijzen. Groene draden werden gebruikt om de 5V aan te sluiten op Arduino 5V, oranje om GND aan te sluiten op Arduino-aarde en geel om SIG1 aan te sluiten op Arduino A2 en A5. Merk op dat er veel extra verbindingen met de sensoren zijn die gemaakt hadden kunnen worden, maar deze zijn niet nodig voor het verzamelen van gegevens en helpen de Vernier-bibliotheek alleen bij het uitvoeren van bepaalde functies (zoals het identificeren van de gebruikte sensor)

Hier is een kort overzicht van wat de pinnen van het protoboard doen:

1. SIG2 - 10V uitgangssignaal dat alleen door enkele noniussensoren wordt gebruikt. We zullen het niet nodig hebben.
2. GND - maakt verbinding met arduino-aarde
3. Vres - verschillende noniussensoren hebben verschillende weerstanden. het leveren van spanning en het lezen van de huidige output van deze pin helpt om sensoren te identificeren, maar het werkte niet voor mij. Ik wist ook van tevoren welke sensor ik gebruikte, dus heb ik het hard gecodeerd in het programma.
4. ID - helpt ook bij het identificeren van sensoren, maar is hier niet nodig
5. 5V - geeft 5 volt stroom aan de sensor. Verbonden met arduino 5V
6. SIG1 - uitgang voor de sensoren van een schaal van 0 tot 5 volt. Ik zal niet de kalibratievergelijkingen uitleggen en alles om de sensoroutput om te zetten in werkelijke gegevens, maar denk dat de CO2-sensor als volgt werkt: hoe meer CO2 hij detecteert, hoe meer spanning hij teruggeeft op SIG2.

Helaas werkt de Vernier-sensorbibliotheek slechts met één sensor en als we er twee moeten gebruiken, moeten we de onbewerkte spanning inlezen die door de sensoren wordt uitgevoerd. Ik heb de code in de volgende stap als een.ino-bestand aangeleverd.

Houd er bij het bevestigen van jumperdraden aan het breadboard rekening mee dat rijen gaten zijn verbonden. Zo verbinden we de protoboard-adapters met de arduino. Sommige pinnen kunnen ook door de SD-kaartlezer worden gebruikt, maar ik heb ervoor gezorgd dat ze elkaar niet hinderen. (Het is meestal digitale pin 4)

Stap 6: Coderen en testen

Download de arduino-software naar uw computer als u deze nog niet hebt geïnstalleerd.

Sluit vervolgens de sensoren aan op de adapters en zorg ervoor dat alle bedrading in orde is (controleer of de sensoren op de lage instelling staan van 0 - 10.000 ppm). Plaats de SD-kaart in de sleuf en sluit de arduino via de USB-kabel aan op uw computer. Open vervolgens het bestand SDTest.ino dat ik in deze stap heb aangeleverd en klik op de uploadknop. U moet de SD-bibliotheek downloaden als een.zip-bestand en deze ook toevoegen.

Nadat de code succesvol is geüpload, klikt u op tools en selecteert u de seriële monitor. U zou informatie over de sensormeting moeten zien die op het scherm wordt afgedrukt. Nadat je de code een tijdje hebt uitgevoerd, kun je de Arduino loskoppelen en de SD-kaart eruit halen.

Hoe dan ook, als u de SD-kaart in uw laptop plaatst, ziet u een DATALOG. TXT-bestand. Open het en zorg ervoor dat er gegevens in staan. Ik heb enkele functies aan de SD-test toegevoegd die het bestand na elke schrijfbewerking zullen opslaan. Dat betekent dat zelfs als u de SD-kaart halverwege het programma verwijdert, deze alle gegevens tot op dat moment zal hebben. Mijn AlgaeLogger.ino-bestand is nog complexer met vertragingen om het een week te laten draaien. Bovendien heb ik een functie toegevoegd die een nieuw datalog.txt-bestand start als dat al bestaat. Het was niet nodig om de code te laten werken, maar ik wilde gewoon alle gegevens die de Arduino op verschillende bestanden verzamelt, in plaats van ze op het getoonde uur te moeten sorteren. Ik kan de arduino ook laten aansluiten voordat ik aan mijn experiment begin en de code gewoon resetten door op de rode knop te klikken als ik klaar ben om te beginnen.

Als de testcode werkte, kun je het AlgaeLogger.ino-bestand dat ik heb geleverd downloaden en uploaden naar de Arduino. Wanneer u klaar bent om uw gegevensverzameling te starten, zet u de arduino aan, plaatst u de SD-kaart en klikt u op de rode knop op de arduino om het programma opnieuw te starten. De code zal gedurende 1 week metingen doen met tussenpozen van een uur. (168 gegevensverzamelingen)

Stap 7: Sensoren installeren in de fotobioreactor

Oh ja, hoe kon ik het vergeten?

U moet de sensoren in de fotobioreactor installeren voordat u gegevens probeert te verzamelen. Ik had alleen de stap om de sensoren en code vóór deze te testen, zodat als een van je sensoren defect is, je meteen een andere kunt krijgen voordat je deze in de fotobioreactor integreert. Het zal moeilijk zijn om de sensoren na deze stap te verwijderen, maar het is mogelijk. Instructies over hoe u dit moet doen, vindt u in de stap Tips en laatste gedachten.

Hoe dan ook, ik zal de sensoren in het deksel van mijn fles integreren, omdat deze het verst van het water verwijderd is en ik niet wil dat hij nat wordt. Ik merkte ook dat alle waterdamp dicht bij de bodem en dunne wanden van de fles condenseerde, zodat deze plaatsing voorkomt dat waterdamp de sensoren beschadigt.

Schuif om te beginnen de krimpkous over de sensor, maar zorg ervoor dat niet alle gaten worden afgedekt. Krimp vervolgens de slang met een kleine vlam. Kleur maakt niet uit, maar ik gebruikte rood voor de zichtbaarheid.

Boor vervolgens een gat van 1 in het midden van het deksel en gebruik schuurpapier om het plastic eromheen op te ruwen. Dit zal de epoxy goed helpen hechten.

Voeg ten slotte wat epoxy toe aan de slang en schuif de sensor op zijn plaats op het deksel. Voeg wat meer epoxy toe aan de buitenkant en binnenkant van de dop waar de dop de krimpkous raakt en laat deze drogen. Het zou nu luchtdicht moeten zijn, maar we zullen het onder druk moeten testen om veilig te zijn.

Stap 8: Druktest met sensoren

Omdat we de fotobioreactor al eerder met het fietsventiel hebben getest, hoeven we ons hier alleen nog druk te maken over de dop. Voeg net als de vorige keer langzaam druk toe en luister naar lekken. Als je er een vindt, voeg dan wat epoxy toe aan de binnenkant van de dop en aan de buitenkant.

Gebruik desgewenst ook zeepsop om lekken op te sporen, maar stop geen water in de sensor.

Het is uiterst belangrijk dat er geen lucht uit de fotobioreactor ontsnapt. De waarde van de CO2-sensor wordt beïnvloed door een constante die rechtstreeks verband houdt met de druk. Als u de druk kent, kunt u de werkelijke kooldioxideconcentratie oplossen voor het verzamelen en analyseren van gegevens.

Stap 9: Algencultuur en voedingsstoffen

Om de algen te laten groeien, vult u de container tot net boven de LED's met water. Het zou ongeveer 2 gallons moeten zijn om een paar kopjes te geven of te nemen. Voeg vervolgens oplosbare plantenmest toe volgens de aanwijzingen op de doos. Ik heb eigenlijk een beetje meer toegevoegd om de algengroei te vergroten. Voeg ten slotte de algenstartcultuur toe. Ik gebruikte oorspronkelijk 2 eetlepels voor de hele 2 gallons, maar ik zal tijdens mijn experiment 2 kopjes gebruiken om de algen sneller te laten groeien.

Zet de LED's op de laagste stand en verhoog deze later of als het water te donker wordt. Zet de bubbler aan en laat de reactor een week of zo staan om de algen te laten groeien. Vaak moet je het water een paar keer ronddraaien om te voorkomen dat de algen naar de bodem zakken.

Ook absorbeert fotosynthese voornamelijk rood en blauw licht, daarom zijn bladeren groen. Om de algen het licht te geven dat ze nodig hebben zonder ze te veel te verhitten, heb ik paars licht gebruikt.

Op de bijgevoegde foto's groeide ik alleen de originele 2 eetlepels starter die ik nodig had tot ongeveer 40 kopjes voor mijn eigenlijke experiment. Je kunt zien dat de algen veel groeiden, aangezien het water voorheen volkomen helder was.

Stap 10: Tips en laatste gedachten

Ik heb veel geleerd tijdens het bouwen van dit project en ik ben blij om vragen in de opmerkingen zo goed mogelijk te beantwoorden. Ondertussen zijn hier een paar tips die ik heb:

1. Gebruik dubbelzijdige foamtape om dingen op hun plaats te houden. Het verminderde ook trillingen van de bubbler.
2. Gebruik een stekkerdoos om alle onderdelen te beschermen en zorg voor ruimte om dingen in te pluggen.
3. Gebruik een fietspomp met manometer, en voeg geen druk toe zonder de fles met water te vullen. Dit heeft twee redenen. Ten eerste zal de druk sneller toenemen en ten tweede zal het gewicht van het water voorkomen dat de bodem van de fles omkeert.
4. Wervel de algen zo nu en dan om een gelijkmatige oplossing te hebben.
5. Om de sensoren te verwijderen: gebruik een scherp mes om de slang van de sensor af te snijden en trek zoveel mogelijk weg. Trek vervolgens de sensor voorzichtig naar buiten.

Ik zal meer tips toevoegen als ze in me opkomen.

Tot slot wil ik eindigen met een paar dingen te zeggen. Het doel van dit project is om te kijken of algen sneller kunnen worden gekweekt voor de productie van biobrandstoffen. Hoewel het een werkende fotobioreactor is, kan ik niet garanderen dat de druk een verschil zal maken totdat al mijn proeven zijn gedaan. Tegen die tijd zal ik hier een bewerking maken en de resultaten laten zien (zoek het ergens half maart).

Als je vond dat dit instructable potentieel nuttig is en de documentatie goed is, laat me dan een like of een opmerking achter. Ik heb ook meegedaan aan de LED-, Arduino- en Epilog-wedstrijden, dus stem op mij als ik het verdien.

Tot dan, happy DIY'ing iedereen

BEWERKING:

Mijn experiment was een succes en ik kon er ook mee naar een staatswetenschapsbeurs gaan! Na het vergelijken van de grafieken van de kooldioxidesensoren, heb ik ook een ANOVA-test (Analysis of Variance) uitgevoerd. Wat deze test eigenlijk doet, is dat hij de waarschijnlijkheid bepaalt dat de gegeven resultaten van nature voorkomen. Hoe dichter de waarschijnlijkheidswaarde bij 0 ligt, hoe kleiner de kans dat het gegeven resultaat wordt weergegeven, wat betekent dat de onafhankelijke variabele die werd gewijzigd, daadwerkelijk een effect had op de resultaten. Voor mij was de waarschijnlijkheidswaarde (ook bekend als p-waarde) erg laag, ergens rond de 10 verhoogd tot -23…. eigenlijk 0. Dit betekende dat door toenemende druk in de reactor de algen beter konden groeien en meer CO2 konden opnemen, zoals ik had voorspeld.

In mijn test had ik een controlegroep zonder toegevoegde druk, 650 kubieke cm lucht, 1300 kubieke cm lucht en 1950 kubieke cm lucht toegevoegd. De sensoren werkten niet meer goed op het spoor met de hoogste druk, dus ik sloot het uit als een uitbijter. Toch veranderde de P-waarde niet veel en werd nog steeds gemakkelijk afgerond naar 0. In toekomstige experimenten zou ik proberen een betrouwbare manier te vinden om de CO2-opname te meten zonder dure sensoren, en misschien de reactor upgraden zodat deze veilig hogere druk.

Tweede plaats in de LED-wedstrijd 2017