Photobioreactor Alga Bertekanan: 10 Langkah (dengan Gambar)

2025 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2025-01-23 15:00

Sebelum menyelami arahan ini, saya ingin menerangkan lebih sedikit mengenai projek ini dan mengapa saya memilih untuk membuatnya. Walaupun agak panjang, saya mendorong anda untuk membacanya, kerana banyak perkara yang saya lakukan tidak akan masuk akal tanpa maklumat ini.

Nama penuh projek ini akan menjadi photobioreactor alga bertekanan dengan pengumpulan data autonomi, tetapi itu akan panjang sebagai tajuk. Definisi photobioreactor adalah:

"Bioreaktor yang menggunakan sumber cahaya untuk menumbuhkan mikroorganisma fototropik. Organisme ini menggunakan fotosintesis untuk menghasilkan biomas dari cahaya dan karbon dioksida dan termasuk tumbuhan, lumut, makroalga, mikroalga, sianobakteria dan bakteria ungu"

Penyediaan reaktor saya digunakan untuk menanam alga air tawar, tetapi mungkin digunakan untuk organisma lain.

Dengan masalah krisis tenaga dan perubahan iklim kita, terdapat banyak sumber tenaga alternatif, seperti tenaga suria, yang diterokai. Namun, saya percaya bahawa peralihan kita dari bergantung pada bahan bakar fosil ke sumber tenaga yang lebih mesra alam akan beransur-ansur, kerana kita tidak dapat memperbaiki ekonomi dengan cepat. Biofuel dapat berfungsi sebagai semacam batu loncatan kerana banyak kereta yang menggunakan bahan bakar fosil dapat ditukar dengan mudah untuk berjalan di atas biofuel. Apakah biofuel yang anda tanyakan?

Biofuel adalah bahan bakar yang dihasilkan melalui proses biologi seperti fotosintesis atau pencernaan anaerob, dan bukannya proses geologi yang menghasilkan bahan bakar fosil. Mereka boleh dibuat melalui proses yang berbeza (yang tidak akan saya bahas secara terperinci di sini). Dua kaedah biasa ialah transesterifikasi dan ultrasonication.

Pada masa ini, tanaman adalah sumber terbesar untuk biofuel. Ini penting kerana untuk menghasilkan minyak yang diperlukan untuk biofuel, tanaman ini mesti melalui fotosintesis untuk menyimpan tenaga suria sebagai tenaga kimia. Ini bermakna bahawa ketika kita membakar biofuel, pelepasan yang dikeluarkan membatalkan dengan karbon dioksida yang telah diserap oleh tumbuhan. Ini dikenali sebagai karbon neutral.

Dengan teknologi terkini, tanaman jagung dapat memberikan 18 gelen biofuel per ekar. Kacang soya memberikan 48 gelen, dan bunga matahari memberikan 102. Ada tanaman lain, tetapi tidak ada yang dibandingkan dengan alga yang dapat memberikan 5, 000 hingga 15, 000 gelen per ekar (Variasinya disebabkan oleh spesies alga). Alga boleh ditanam di kolam terbuka yang dikenal sebagai landasan pacu atau di photobioreactors.

Oleh itu, jika biofuel begitu hebat dan dapat digunakan di dalam kereta yang menggunakan bahan bakar fosil, mengapa kita tidak melakukannya lebih banyak? Kos. Walaupun dengan hasil minyak alga yang tinggi, kos pengeluaran untuk biofuel jauh lebih tinggi daripada bahan bakar fosil. Saya membuat sistem reaktor ini untuk melihat apakah saya dapat meningkatkan kecekapan photobioreactor, dan jika ia berfungsi, maka idea saya boleh digunakan dalam aplikasi komersial.

Inilah konsep saya:

Dengan menambahkan tekanan ke photobioreactor, saya dapat meningkatkan kelarutan karbon dioksida seperti yang dijelaskan oleh Hukum Henry, yang menyatakan bahawa pada suhu tetap, jumlah gas tertentu yang larut dalam jenis dan isipadu cecair tertentu berkadar langsung dengan tekanan separa gas itu dalam keseimbangan dengan cecair itu. Tekanan separa adalah berapa banyak tekanan yang diberikan sebatian tertentu. Sebagai contoh, tekanan separa gas nitrogen di permukaan laut adalah.78 atm kerana itu adalah peratus nitrogen di udara.

Ini bermaksud bahawa dengan meningkatkan kepekatan karbon dioksida atau dengan meningkatkan tekanan udara, saya akan meningkatkan jumlah CO2 terlarut dalam bioreaktor. Dalam persediaan ini, saya hanya akan mengubah tekanan. Saya berharap bahawa ini akan membolehkan alga menjalani proses fotosintesis dan tumbuh dengan lebih cepat.

PENAFIAN: Ini adalah eksperimen yang sedang saya jalankan dan ketika menulis ini, saya tidak tahu ia akan mempengaruhi pengeluaran alga. Yang paling teruk, ia akan menjadi photobioreactor berfungsi. Sebagai sebahagian daripada percubaan saya, saya perlu memantau pertumbuhan alga. Saya akan menggunakan sensor CO2 untuk ini dengan kad Arduino dan SD untuk mengumpulkan dan menyimpan data untuk saya analisis. Bahagian pengumpulan data ini adalah pilihan jika anda ingin membuat photobioreactor, tetapi saya akan memberikan arahan dan kod Arduino bagi mereka yang ingin menggunakannya.

Langkah 1: Bahan

Oleh kerana bahagian pengumpulan data adalah pilihan, saya akan membahagikan senarai bahan menjadi dua bahagian. Juga, persediaan saya membuat dua fotobioreaktor. Sekiranya anda hanya mahukan satu reaktor, gunakan separuh daripada bahan untuk apa sahaja di atas 2 (Senarai ini akan memberitahu nombor atau bahan diikuti dengan dimensi jika berkenaan). Saya juga menambahkan pautan ke bahan tertentu yang boleh anda gunakan, tetapi saya mendorong anda untuk membuat kajian terlebih dahulu mengenai harga sebelum membeli kerana ia boleh berubah.

Photobioreactor:

• Botol air 2 - 4,2 gelen. (Digunakan untuk mengeluarkan air. Pastikan botolnya simetris dan tidak mempunyai pegangan terpasang. Botol itu juga boleh ditutup semula.
• 1 - Jalur LED RGB (15 hingga 20 kaki, atau separuh lebih banyak untuk satu reaktor. Tidak perlu dihubungi secara individu, tetapi pastikan ia dilengkapi dengan pengawal dan bekalan kuasa sendiri)
• Buber akuarium berkapasiti 2 - 5 galon + tiub kira-kira 2 kaki (biasanya disediakan dengan bubbler)
• 2 - bobot untuk tabung bubblers. Saya hanya menggunakan 2 batu kecil dan gelang getah.
• 2 kaki - Tiub plastik diameter dalam 3/8"
• Injap basikal NPT 2 - 1/8 "(Pautan Amazon untuk injap)
• 1 tiub - 2 bahagian epoksi
• Budaya pemula alga
• Baja tanaman larut dalam air (saya menggunakan jenama MiracleGro dari Home Depot)

Maklumat Penting:

Berdasarkan kepekatan kultur starter, anda memerlukan lebih kurang per galon kapasiti reaktor. Dalam eksperimen saya, saya melakukan 12 jalur 2.5 gelen setiap satu tetapi hanya bermula dengan 2 sudu besar. Saya hanya perlu menanam alga dalam tangki yang berasingan sehingga saya mencukupi. Juga, spesies tidak menjadi masalah, tetapi saya menggunakan Haematococcus kerana mereka larut dalam air lebih baik daripada alga filamen. Berikut adalah pautan untuk alga. Sebagai percubaan sampingan yang menyeronokkan, saya mungkin akan membeli alga bioluminescent suatu masa nanti. Saya melihatnya berlaku secara semula jadi di Puerto Rico dan mereka kelihatan sangat sejuk.

Juga, ini mungkin merupakan reka bentuk lelaran ke-4 saya dan saya telah berusaha membuat kos serendah mungkin. Itulah salah satu sebab mengapa daripada menekan dengan pemampat yang sebenarnya, saya akan menggunakan gelembung akuarium kecil. Namun, mereka memiliki kekuatan yang lebih sedikit dan dapat menggerakkan udara pada tekanan sekitar 6 psi ditambah tekanan pengambilannya.

Saya menyelesaikan masalah ini dengan membeli penyedut udara dengan pengambilan yang boleh saya sambungkan. Dari situlah saya mendapat pengukuran tiub 3/8 . Pengambilan gelembung dihubungkan ke tiub, dan hujung yang lain disambungkan ke reaktor. Ini mengitar semula udara sehingga saya juga dapat mengukur kandungan karbon dioksida menggunakan sensor saya. Aplikasi komersial mungkin hanya akan mempunyai bekalan udara yang stabil untuk digunakan dan dibuang. Berikut adalah pautan untuk penggelembung. Mereka adalah sebahagian daripada penapis akuarium yang anda tidak perlukan. Saya hanya menggunakannya kerana saya pernah menggunakannya untuk ikan peliharaan saya. Anda mungkin juga dapat mencari penggelembung tanpa penapis dalam talian juga.

Pengumpulan data:

• 2 - Sensor CO2 Vernier (ia sesuai dengan Arduino, tetapi juga mahal. Saya meminjam tambang dari sekolah saya)
• Tiub pengecutan panas - diameter sekurang-kurangnya 1 inci untuk dipasang pada sensor
• 2 - Penyesuai protoboard analog Vernier (kod pesanan: BTA-ELV)
• 1 - papan roti
• wayar pelompat papan roti
• 1 - Kad SD atau MicroSD dan penyesuai
• 1 - Perisai kad SD Arduino. Milik saya dari Seed Studio dan kod saya juga ada. Anda mungkin perlu menyesuaikan kodnya jika perisai anda berasal dari sumber lain
• 1 - Arduino, saya menggunakan Arduino Mega 2560
• Kabel USB untuk Arduino (untuk memuat naik kod)
• Bekalan kuasa Arduino. Anda juga boleh menggunakan bata pengecas telefon dengan kabel USB untuk memberikan kuasa 5V

Langkah 2: Tekanan

Untuk menekan bekas, dua perkara utama mesti dilakukan:

1. Tudung harus dipasang pada botol dengan selamat
2. Injap perlu dipasang untuk menambahkan tekanan udara

Kami sudah mempunyai injap. Cukup pilih tempat di botol di atas garis alga dan gerudi lubang di dalamnya. Diameter lubang harus sama dengan diameter hujung injap yang lebih besar atau skru (Anda boleh membuat lubang juruterbang yang lebih kecil terlebih dahulu dan kemudian lubang diameter yang sebenarnya). Ini akan membolehkan hujung bukan injap barli masuk ke dalam botol. Dengan menggunakan sepana yang boleh disesuaikan, saya mengetatkan injap ke dalam plastik. Ini juga menjadikan alur dalam plastik untuk skru. Seterusnya, saya hanya mengeluarkan injap, menambahkan pita tukang paip, dan meletakkannya semula di tempatnya.

Sekiranya botol anda tidak mempunyai plastik berdinding tebal:

Dengan menggunakan beberapa kertas pasir, kasar plastik di sekitar lubang. Kemudian, pada bahagian injap yang lebih besar, gunakan epoksi yang banyak. Ia boleh menjadi epoksi dua bahagian atau jenis lain. Pastikan ia tahan tekanan tinggi dan tahan air. Seterusnya, letakkan injap di tempat dan tahan sebentar sehingga melekat di tempatnya. Jangan menghilangkan lebihan bahagian tepi. Luangkan masa epoksi untuk menyembuhkan juga sebelum menguji photobioreactor.

Untuk penutupnya, yang saya pakai dilengkapi dengan cincin O dan diikat dengan ketat. Saya menggunakan tekanan maksimum 30 psi dan ia dapat menahannya. Sekiranya anda mempunyai skru pada penutup, ia lebih baik. Pastikan anda memasukkannya dengan pita tukang paip. Akhir sekali, anda boleh membungkus pita saluran benang atau saluran berat di bawah botol ke atas penutup untuk menahannya dengan kuat.

Untuk mengujinya, perlahan-lahan tambahkan udara melalui injap dan dengar kebocoran udara. Menggunakan sedikit air sabun akan membantu mengenal pasti di mana udara keluar dan lebih banyak epoksi perlu ditambahkan.

Langkah 3: Bubbler

Seperti yang telah saya sebutkan di bahagian bahan, dimensi tiub saya didasarkan pada gelembung yang saya beli. Sekiranya anda menggunakan pautan atau membeli jenama bubbler yang sama, maka anda tidak perlu risau tentang dimensi lain. Walau bagaimanapun, jika anda mempunyai jenama bubbler yang berbeza, maka ada beberapa langkah yang perlu anda lakukan:

1. Pastikan ada pengambilan. Beberapa bubblers akan mempunyai input yang jelas, dan yang lain memilikinya di sekitar output (seperti yang saya ada, lihat gambar).
2. Ukur diameter input dan itu adalah diameter dalaman tiub.
3. Pastikan tabung output / gelembung dapat masuk melalui tabung input anda dengan mudah jika pengambilan bubbler anda berada di sekitar keluaran.

Seterusnya, utas tiub yang lebih kecil melalui yang lebih besar dan kemudian pasangkan satu hujung ke output gelembung. Luncurkan hujung yang lebih besar ke atas input. Gunakan epoksi untuk menahannya di tempat dan untuk menutup dari tekanan tinggi. Hati-hati jangan memasukkan epoksi ke dalam port pengambilan. Nota sampingan, menggunakan kertas pasir untuk menggaru permukaan dengan ringan sebelum menambahkan epoksi menjadikan ikatan lebih kuat.

Akhir sekali, buat lubang di dalam botol yang cukup besar untuk tiub. Dalam kes saya, itu adalah 1/2 (Gambar 5). Benang tiub yang lebih kecil melalui itu dan di bahagian atas botol. Anda sekarang boleh menambah berat (saya menggunakan gelang getah dan batu) dan meletakkannya kembali di botol. Kemudian masukkan tiub yang lebih besar ke dalam botol juga dan pasangkan epoksi di tempatnya. Perhatikan bahawa tiub besar berakhir tepat setelah memasuki botol. Ini kerana ia adalah pengambilan udara dan anda tidak mahu air memercik ke dalam ia.

Manfaat daripada sistem tertutup ini adalah bahawa wap air tidak akan keluar dan bilik anda tidak akan berbau seperti alga.

Langkah 4: LED

LED dikenali sebagai tenaga yang cekap dan jauh lebih sejuk (bijaksana suhu) daripada lampu pijar atau pendarfluor biasa. Walau bagaimanapun, mereka masih menghasilkan sedikit haba dan dapat dilihat dengan mudah jika dihidupkan semasa masih digulung. Apabila kita menggunakan jalur dalam projek ini, mereka tidak akan berkumpul bersama. Sebarang haba tambahan mudah terpancar atau diserap oleh larutan air alga.

Bergantung pada spesies alga, mereka memerlukan lebih kurang cahaya dan panas. Contohnya, alga jenis bioluminescent yang saya sebutkan tadi memerlukan cahaya yang lebih banyak. Satu kaedah praktis yang saya gunakan adalah memastikannya tetap pada tahap terendah dan perlahan-lahan meningkatkannya dengan tahap atau dua tahap kecerahan ketika alga tumbuh.

Bagaimanapun, untuk memasang sistem LED, hanya bungkus jalur di sekitar botol beberapa kali dengan setiap bungkus muncul sekitar 1 inci. Botol saya mempunyai lekuk yang boleh dipasang dengan senang LED. Saya hanya menggunakan sedikit pita pembungkus untuk menyimpannya di tempat. Sekiranya anda menggunakan dua botol seperti saya, hanya bungkus separuh di antara satu botol dan setengah di sekitar botol yang lain.

Sekarang anda mungkin tertanya-tanya mengapa jalur LED saya tidak melilit hingga ke bahagian atas photobioreactor saya. Saya melakukan ini dengan sengaja kerana saya memerlukan ruang untuk udara dan sensor. Walaupun botolnya mempunyai jumlah 4.2 gelen, saya hanya menggunakan separuh dari itu untuk menanam alga. Juga, jika reaktor saya mengalami kebocoran kecil, tekanan isipadu akan turun lebih rendah kerana jumlah udara yang keluar adalah peratusan yang lebih kecil dari jumlah udara di dalam botol. Terdapat garis halus yang harus saya lalui di mana alga mempunyai cukup karbon dioksida untuk tumbuh, tetapi pada masa yang sama harus ada udara yang kurang sehingga karbon dioksida yang diserap oleh alga memberi kesan kepada komposisi keseluruhan udara, membolehkan saya merakam data.

Contohnya, jika anda menghirup beg kertas, ia akan dipenuhi dengan peratusan karbon dioksida yang tinggi. Tetapi jika anda menghirup udara terbuka, komposisi udara secara keseluruhan akan tetap sama dan mustahil untuk mengesan perubahan.

Langkah 5: Sambungan Protoboard

Di sinilah persediaan fotobioreaktor anda selesai jika anda tidak mahu menambahkan pengumpulan data dan sensor arduino. Anda boleh melangkah ke tahap pertumbuhan alga.

Sekiranya anda berminat, anda perlu membawa elektronik untuk ujian awal sebelum memasukkannya ke dalam botol. Pertama, sambungkan pelindung kad SD di atas arduino. Apa-apa pin yang biasanya anda gunakan pada arduino yang digunakan oleh pelindung kad SD masih ada; hanya sambungkan wayar pelompat ke lubang tepat di atas.

Saya telah melampirkan gambar konfigurasi pin arduino ke langkah ini yang boleh anda rujuk. Kabel hijau digunakan untuk menyambungkan 5V ke arduino 5V, oren untuk menghubungkan GND ke arduino ground, dan kuning untuk menghubungkan SIG1 ke Arduino A2 dan A5. Perhatikan bahawa terdapat banyak sambungan tambahan ke sensor yang mungkin dibuat, tetapi tidak diperlukan untuk pengumpulan data dan hanya membantu perpustakaan Vernier melakukan fungsi tertentu (seperti mengenal pasti sensor yang sedang digunakan)

Berikut adalah gambaran keseluruhan ringkas mengenai apa yang dilakukan oleh pin protoboard:

1. Isyarat output SIG2 - 10V hanya digunakan oleh beberapa sensor vernier. Kami tidak akan memerlukannya.
2. GND - menghubungkan ke tanah arduino
3. Vres - sensor vernier yang berbeza mempunyai perintang yang berbeza di dalamnya. membekalkan voltan dan membaca output semasa dari pin ini membantu mengenal pasti sensor, tetapi ia tidak berjaya. Saya juga tahu sensor apa yang saya gunakan sebelumnya, jadi saya mengodkannya dengan sukar.
4. ID - juga membantu mengenal pasti sensor, tetapi tidak diperlukan di sini
5. 5V - memberikan kuasa 5 volt ke sensor. Bersambung dengan arduino 5V
6. SIG1 - output untuk sensor dari skala 0 hingga 5 volt. Saya tidak akan menjelaskan persamaan penentukuran dan semua untuk menukar output sensor ke data sebenar, tetapi memikirkan sensor CO2 berfungsi seperti ini: semakin banyak CO2 yang dirasakan, semakin banyak voltan yang dikembalikan pada SIG2.

Malangnya, perpustakaan sensor Vernier hanya berfungsi dengan satu sensor dan jika kita perlu menggunakan dua, maka kita perlu membaca voltan mentah yang dikeluarkan oleh sensor. Saya telah memberikan kod sebagai fail.ino pada langkah seterusnya.

Semasa anda memasang kabel jumper ke papan roti, ingatlah bahawa barisan lubang disambungkan. Ini adalah bagaimana kami menghubungkan adaptor protoboard ke arduino. Juga, beberapa pin mungkin digunakan oleh pembaca kad SD, tetapi saya memastikannya tidak saling mengganggu. (Biasanya pin digital 4)

Langkah 6: Kod dan Uji

Muat turun perisian arduino ke komputer anda jika anda belum memasangnya.

Seterusnya, sambungkan sensor ke adaptor dan pastikan semua pendawaian baik (Periksa untuk memastikan bahawa sensor berada dalam keadaan rendah dari 0 - 10, 000 ppm). Masukkan kad SD ke dalam slot dan sambungkan arduino ke komputer anda melalui kabel USB. Kemudian buka fail SDTest.ino yang telah saya berikan dalam langkah ini dan klik butang muat naik. Anda perlu memuat turun perpustakaan SD sebagai fail.zip dan menambahkannya juga.

Selepas kod berjaya dimuat, klik pada alat dan pilih monitor bersiri. Anda harus melihat maklumat mengenai bacaan sensor yang dicetak ke skrin. Setelah menjalankan kod sebentar, anda boleh mencabut arduino dan mengeluarkan kad SD.

Bagaimanapun, jika anda memasukkan kad SD ke komputer riba anda, anda akan melihat fail DATALOG. TXT. Buka dan pastikan ada data di dalamnya. Saya telah menambahkan beberapa fungsi pada ujian SD yang akan menyimpan fail selepas setiap penulisan. Itu bermakna walaupun anda mengeluarkan kad SD program pertengahan, ia akan mempunyai semua data hingga saat itu. Fail AlgaeLogger.ino saya lebih kompleks dengan kelewatan untuk membuatnya berjalan selama seminggu. Di atas semua ini, saya menambahkan fungsi yang akan memulakan fail datalog.txt baru jika sudah ada. Kod tersebut tidak diperlukan untuk berfungsi, tetapi saya hanya mahu semua data yang dikumpulkan oleh Arduino pada fail yang berlainan dan bukannya perlu menyusunnya mengikut jam yang ditunjukkan. Saya juga boleh memasang arduino sebelum memulakan percubaan saya dan hanya menetapkan semula kodnya dengan mengklik butang merah ketika saya sudah bersedia untuk memulakan.

Sekiranya kod ujian berfungsi, anda boleh memuat turun fail AlgaeLogger.ino yang saya berikan dan muat naik ke arduino. Apabila anda sudah bersedia untuk memulakan pengumpulan data anda, hidupkan arduino, masukkan kad SD, dan klik butang merah di arduino untuk memulakan semula program. Kod tersebut akan mengambil ukuran pada selang satu jam selama 1 minggu. (168 pengumpulan data)

Langkah 7: Memasang Sensor ke Photobioreactor

Oh ya, bagaimana saya boleh lupa?

Anda perlu memasang sensor ke dalam photobioreactor sebelum cuba mengumpulkan data. Saya hanya mempunyai langkah untuk menguji sensor dan kod sebelum ini sehingga jika salah satu sensor anda rosak, anda boleh mendapatkan yang lain dengan segera sebelum mengintegrasikannya ke dalam photobioreactor. Mesti mengeluarkan sensor selepas langkah ini akan menjadi sukar, tetapi mungkin. Petunjuk mengenai cara melakukannya terdapat pada langkah Petua dan Pemikiran Akhir.

Bagaimanapun, saya akan memasukkan sensor di penutup botol saya kerana ia adalah yang paling jauh dari air dan saya tidak mahu ia basah. Juga, saya perhatikan semua wap air terkondensasi di dekat dinding bawah dan nipis botol sehingga penempatan ini akan mengelakkan wap air merosakkan sensor.

Untuk memulakan, geser tiub penyusutan panas ke atas sensor, tetapi pastikan tidak menutup semua lubang. Seterusnya, kecilkan tiub menggunakan api kecil. Warna tidak penting tetapi saya menggunakan warna merah untuk penglihatan.

Selanjutnya gerudi lubang 1 di bahagian tengah penutup dan gunakan kertas pasir untuk mengaut plastik di sekelilingnya. Ini akan membantu ikatan epoksi dengan baik.

Akhirnya, tambahkan sedikit epoksi ke tiub dan luncurkan sensor di tempatnya di penutup. Tambahkan lebih banyak epoksi di bahagian luar dan bahagian dalam penutup di mana penutup memenuhi pengecutan panas dan biarkan kering. Sekarang semestinya kedap udara, tetapi kita perlu menguji tekanan agar selamat.

Langkah 8: Ujian Tekanan Dengan Sensor

Oleh kerana kami sudah menguji fotobioreaktor sebelumnya dengan injap basikal, kami hanya perlu bersusah payah mengenakan topi di sini. Seperti kali terakhir, perlahan-lahan tambahkan tekanan dan dengarkan kebocoran. Sekiranya anda menjumpainya, tambahkan beberapa epoksi ke bahagian dalam penutup dan di bahagian luar.

Gunakan juga air sabun untuk mencari kebocoran jika anda mahu, tetapi jangan masukkan ke dalam sensor.

Sangat penting bahawa tidak ada udara yang keluar dari photobioreactor. Bacaan sensor CO2 dipengaruhi oleh pemalar yang secara langsung berkaitan dengan tekanan. Mengetahui tekanan akan membolehkan anda menyelesaikan kepekatan karbon dioksida sebenar untuk pengumpulan dan analisis data.

Langkah 9: Budaya dan nutrien alga

Untuk menanam alga, isikan bekas di atas LED dengan air. Seharusnya sekitar 2 gelen memberi atau mengambil beberapa cawan. Kemudian, tambahkan baja tanaman larut mengikut arahan pada kotak. Saya menambah sedikit sebenarnya untuk meningkatkan pertumbuhan alga. Akhir sekali, masukkan kultur starter alga. Pada asalnya saya menggunakan 2 sudu besar untuk keseluruhan 2 gelen, tetapi saya akan menggunakan 2 cawan selama percubaan saya agar alga tumbuh lebih cepat.

Tetapkan LED ke tetapan terendah dan tingkatkan kemudian jika air menjadi terlalu gelap. Hidupkan penggelegak dan biarkan reaktor duduk selama seminggu atau lebih agar alga tumbuh. Anda banyak yang perlu mengalirkan air beberapa kali untuk mengelakkan alga mengendap ke dasar.

Fotosintesis menyerap terutamanya cahaya merah dan biru, sebab itulah daun berwarna hijau. Untuk memberi cahaya kepada alga yang mereka perlukan tanpa memanaskannya terlalu banyak, saya menggunakan cahaya ungu.

Dalam gambar yang dilampirkan, saya hanya mengeluarkan 2 sudu makan permulaan yang saya minum hingga 40 cawan untuk percubaan sebenar saya. Anda dapat mengetahui bahawa alga tumbuh banyak memandangkan airnya jernih sebelum ini.

Langkah 10: Petua dan Pemikiran Akhir

Saya banyak belajar semasa membina projek ini dan saya gembira dapat menjawab soalan dalam komen dengan sebaik mungkin. Sementara itu, berikut adalah beberapa petua yang saya ada:

1. Gunakan pita busa dua sisi untuk mengamankan barang di tempatnya. Ia juga mengurangkan getaran dari penggelegak.
2. Gunakan jalur kuasa untuk melindungi semua bahagian serta mempunyai ruang untuk memasang barang.
3. Gunakan pam basikal dengan alat pengukur tekanan, dan jangan menambah tekanan tanpa mengisi botol dengan air. Ini kerana dua sebab. Pertama, tekanan akan meningkat lebih cepat, dan kedua, berat air akan menghalang bahagian bawah botol terbalik.
4. Pusingkan alga sesekali untuk mendapatkan penyelesaian yang sekata.
5. Untuk mengeluarkan sensor: gunakan pisau tajam untuk memotong tiub sensor dan koyakkan sebanyak mungkin. Kemudian, tarik sensor dengan perlahan.

Saya akan menambah lebih banyak petua ketika mereka terlintas di fikiran.

Akhirnya, saya ingin menyelesaikan dengan mengatakan beberapa perkara. Tujuan projek ini adalah untuk melihat apakah alga dapat ditanam lebih cepat untuk pengeluaran biofuel. Walaupun ia adalah photobioreactor yang berfungsi, saya tidak dapat menjamin tekanan akan memberi perbezaan sehingga semua percubaan saya selesai. Pada masa itu, saya akan membuat pengeditan di sini dan menunjukkan hasilnya (Carilah pada pertengahan bulan Mac).

Sekiranya anda merasakan arahan ini berpotensi berguna dan dokumentasinya bagus, tinggalkan saya seperti atau komen. Saya juga telah memasuki pertandingan LED, Arduino, dan Epilog, jadi pilihlah saya sekiranya saya layak menerimanya.

Sehingga itu, selamat mencuba semua orang

EDIT:

Percubaan saya berjaya dan saya berjaya juga ke pameran sains negeri! Setelah membandingkan graf sensor karbon dioksida, saya juga menjalankan ujian ANOVA (Analysis of Variance). Pada dasarnya apa yang dilakukan oleh ujian ini ialah menentukan kebarangkalian hasil yang diberikan berlaku secara semula jadi. Semakin dekat nilai kebarangkalian untuk 0, semakin kecil kemungkinannya untuk melihat hasil yang diberikan, yang bermaksud apa pun pemboleh ubah bebas yang diubah sebenarnya memberi kesan pada hasilnya. Bagi saya, nilai kebarangkalian (aka nilai p) sangat rendah, sekitar 10 dinaikkan menjadi -23…. pada asasnya 0. Ini bermaksud bahawa peningkatan tekanan dalam reaktor membolehkan alga tumbuh lebih baik dan menyerap lebih banyak CO2 seperti yang saya jangkakan.

Dalam ujian saya, saya mempunyai kumpulan kawalan tanpa tekanan tambahan, 650 cm padu udara, 1300 cm padu udara, dan 1950 padu udara ditambah. Sensor berhenti berfungsi dengan betul di jejak tekanan tertinggi sehingga saya mengecualikannya sebagai jalan keluar. Walaupun begitu, nilai P tidak banyak berubah dan masih mudah dibundarkan menjadi 0. Pada eksperimen yang akan datang, saya akan mencuba dan mencari kaedah yang boleh dipercayai untuk mengukur pengambilan CO2 tanpa sensor mahal, dan mungkin menaik taraf reaktor sehingga dapat dikendalikan dengan lebih tinggi tekanan.

Naib Johan dalam Peraduan LED 2017