Photobioreaktori i Algave nën Presion: 10 Hapa (me Fotografi)

2025 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2025-01-13 06:58

Para se të futem në këtë udhëzues, do të doja të shpjegoja pak më shumë se çfarë ishte ky projekt dhe pse zgjodha ta realizoja. Edhe pse është pak e gjatë, ju inkurajoj që ta lexoni, sepse shumë nga ato që po bëj nuk do të kenë kuptim pa këtë informacion.

Emri i plotë i këtij projekti do të ishte një fotobioreaktor i algave nën presion me mbledhje autonome të të dhënave, por kjo do të ishte pak e gjatë si një titull. Përkufizimi i një fotobioreaktori është:

"Një bioreaktor që përdor një burim drite për të kultivuar mikroorganizma fototrofikë. Këta organizma përdorin fotosintezën për të gjeneruar biomasë nga drita dhe dioksidi i karbonit dhe përfshijnë bimë, myshqe, makroalga, mikroalga, cianobaktere dhe baktere vjollce"

Konfigurimi im i reaktorit përdoret për rritjen e algave të ujërave të ëmbla, por mund të përdoret për organizma të tjerë.

Me krizën tonë energjetike dhe çështjet e ndryshimit të klimës, ka shumë burime alternative të energjisë, të tilla si energjia diellore, që janë duke u eksploruar. Megjithatë, unë besoj se kalimi ynë nga varësia nga karburantet fosile në burime energjie më miqësore me mjedisin do të jetë gradual, pasi ne nuk mund ta rimodelojmë plotësisht ekonominë shpejt. Biokarburantet mund të shërbejnë si një lloj guri, pasi shumë makina që punojnë me lëndë djegëse fosile lehtë mund të konvertohen në biokarburante. Cilat janë biokarburantet ju pyesni?

Biokarburantet janë lëndë djegëse të prodhuara përmes proceseve biologjike të tilla si fotosinteza ose tretje anaerobe, sesa procese gjeologjike që krijojnë lëndë djegëse fosile. Ato mund të bëhen përmes proceseve të ndryshme (të cilat nuk do t'i mbuloj në detaje këtu). Dy metoda të zakonshme janë transesterifikimi dhe tejzanorizimi.

Aktualisht, bimët janë burimi më i madh për biokarburantet. Kjo është domethënëse sepse për të krijuar vajrat e nevojshëm për biokarburantet, këto bimë duhet të kalojnë përmes fotosintezës për të ruajtur energjinë diellore si energji kimike. Kjo do të thotë që kur djegim biokarburantet, emetimet e nxjerra anulohen me dioksidin e karbonit që bimët kishin absorbuar. Kjo njihet si neutrale ndaj karbonit.

Me teknologjinë aktuale, bimët e misrit mund të japin 18 litra biokarburant për hektar. Fasule soje japin 48 gallonë, dhe luledielli japin 102. Ka bimë të tjera, por asnjëra nuk krahasohet me algat të cilat mund të japin 5, 000 deri në 15, 000 gallonë për hektar (Ndryshimi është për shkak të specieve të algave). Algat mund të rriten në pellgje të hapura të njohura si pistat e garave ose në fotobioreaktorë.

Pra, nëse biokarburantet janë kaq të mëdha dhe mund të përdoren në makina që përdorin lëndë djegëse fosile, pse nuk po e bëjmë më shumë? Kosto. Edhe me rendimentet e larta të vajit të algave, kostoja e prodhimit për biokarburantet është shumë më e lartë se ajo e lëndëve djegëse fosile. Kam krijuar këtë sistem reaktori për të parë nëse mund të përmirësoj efikasitetin e një fotobioreaktori, dhe nëse funksionon atëherë ideja ime mund të përdoret në aplikimet komerciale.

Këtu është koncepti im:

Duke shtuar presion në një fotobioreaktor, unë mund të rris tretshmërinë e dioksidit të karbonit siç përshkruhet nga Ligji i Henry, i cili thotë se në një temperaturë konstante, sasia e një gazi të caktuar që tretet në një lloj dhe vëllim të caktuar të lëngut është drejtpërdrejt proporcional me presioni i pjesshëm i atij gazi në ekuilibër me atë lëng. Presioni i pjesshëm është sa presion ushtron një përbërje e caktuar. Për shembull, presioni i pjesshëm i gazit të azotit në nivelin e detit është 0,78 atm pasi kjo është përqindja e azotit që ekziston në ajër.

Kjo do të thotë që duke rritur përqendrimin e dioksidit të karbonit ose duke rritur presionin e ajrit, unë do të rris sasinë e CO2 të tretur në bioreaktor. Në këtë konfigurim, unë do të ndryshoj vetëm presionin. Unë shpresoj se kjo do të lejojë që algat t'i nënshtrohen më shumë fotosintezës dhe të rriten më shpejt.

Mospranimi: Ky është një eksperiment që unë jam duke kryer dhe unë në kohën e shkrimit të kësaj, nuk e di që do të ndikojë në prodhimin e algave. Në rastin më të keq, gjithsesi do të jetë një fotobioreaktor funksional. Si pjesë e eksperimentit tim, më duhet të monitoroj rritjen e algave. Unë do të përdor sensorë CO2 për këtë me një kartë Arduino dhe SD për të mbledhur dhe ruajtur të dhënat për mua për t’i analizuar. Kjo pjesë e mbledhjes së të dhënave është fakultative nëse doni të bëni vetëm një fotobioreaktor, por unë do të jap udhëzime dhe kod Arduino për ata që duan ta përdorin atë.

Hapi 1: Materialet

Meqenëse pjesa e mbledhjes së të dhënave është fakultative, unë do ta ndaj listën e materialeve në dy pjesë. Gjithashtu, konfigurimi im krijon dy fotobioreaktorë. Nëse dëshironi vetëm një reaktor, thjesht përdorni gjysmën e materialeve për çdo gjë mbi 2 (Kjo listë do të tregojë numrin ose materialet e ndjekura nga dimensionet nëse është e aplikueshme). Unë gjithashtu shtova lidhje me materiale të caktuara të cilat mund t'i përdorni, por ju inkurajoj që të bëni kërkime paraprake mbi çmimet para se të blini pasi ato mund të ndryshojnë.

Fotobioreaktor:

• 2 - 4.2 gallon ujë shishe. (Përdoret për shpërndarjen e ujit. Sigurohuni që shishja të jetë simetrike dhe të mos ketë dorezë të integruar. Duhet të jetë e rishikueshme gjithashtu.
• 1 - Rrip LED RGB (15 deri në 20 këmbë, ose gjysma më shumë për një reaktor. Nuk duhet të jetë i adresueshëm individualisht, por sigurohuni që të vijë me kontrolluesin dhe furnizimin me energji elektrike)
• Flluska akuariumi me kapacitet 2 - 5 gallon + afërsisht 2 metra tuba (zakonisht të pajisura me flluskë)
• 2 - pesha për tubin e flluskave. Unë sapo kam përdorur 2 gurë të vegjël dhe shirita gome.
• 2 metra - tub plastik me diametër të brendshëm 3/8"
• 2 - 1/8 "valvula biçikletash NPT (lidhja Amazon për valvulat)
• 1 tub - 2 pjesë epoksi
• Kultura fillestare e algave
• Pleh bimor i tretshëm në ujë (kam përdorur markën MiracleGro nga Home Depot)

Informacione të rëndësishme:

Bazuar në përqendrimin e kulturës fillestare, do t'ju duhet pak a shumë për kapacitet galloni të reaktorit. Në eksperimentin tim, unë zhvillova 12 shtigje prej 2.5 gallonësh secila, por fillova vetëm me 2 lugë. Thjesht më duhej të rritja algat në një rezervuar të veçantë derisa të kisha mjaft. Gjithashtu, speciet nuk kanë rëndësi, por kam përdorur Haematococcus pasi ato treten në ujë më mirë sesa algat e filamentit. Këtu është një lidhje për algat. Si një eksperiment argëtues, mund të blej algat bioluminescent dikur. E pashë që ndodhte natyrshëm në Porto Riko dhe ata dukeshin vërtet të mrekullueshëm.

Gjithashtu, kjo është ndoshta përsëritja ime e katërt e dizajnit dhe jam përpjekur ta bëj koston sa më të ulët të jetë e mundur. Kjo është një arsye pse në vend që të bëj presion me një kompresor aktual, unë do të përdor flluska të vogla akuariumi. Sidoqoftë, ata kanë më pak forcë dhe mund të lëvizin ajrin me një presion prej rreth 6 psi plus presionin e tij të marrjes.

Unë e zgjidha këtë problem duke blerë flluska ajri me një futje me të cilën mund t'i lidh tubat. Aty kam marrë matjet e tubit tim 3/8 . Futja e flluskës lidhet me tubin, dhe pastaj skaji tjetër i lidhur me reaktorin. Kjo riciklon ajrin kështu që unë gjithashtu mund të mat përmbajtjen e dioksidit të karbonit duke përdorur sensorët e mi. Aplikacionet komerciale ndoshta do të kenë vetëm një furnizim të qëndrueshëm me ajër për t'u përdorur dhe hedhur në vend. Këtu është një lidhje për flluskat. Ato janë pjesë e një filtri akuariumi për të cilin nuk keni nevojë. Unë i kam përdorur këto vetëm sepse kam përdorur një për ju mund të gjeni vetëm flluskuesin pa filtrin në internet.

Mbledhja e të dhënave:

• 2 - Sensorë Vernier CO2 (ato janë të pajtueshme me Arduino, por edhe të shtrenjta. I kam huazuar të miat nga shkolla ime)
• Tub i tkurrjes së nxehtësisë - diametër të paktën 1 inç për t'u përshtatur me sensorët
• 2 - Përshtatës protoboard analog analog Vernier (kodi i porosisë: BTA -ELV)
• 1 - dërrasë buke
• telat e kërcyesit të bukës
• 1 - Kartë SD ose MicroSD dhe përshtatës
• 1 - Mburoja e kartës SD Arduino. I imi është nga Seed Studio dhe kodi im është gjithashtu për të. Ju mund të keni nevojë të rregulloni kodin nëse mburoja juaj është nga një burim tjetër
• 1 - Arduino, kam përdorur Arduino Mega 2560
• Kabllo USB për Arduino (për të ngarkuar kodin)
• Furnizimi me energji Arduino. Ju gjithashtu mund të përdorni një tullë të karikuesit të telefonit me kabllo USB për të siguruar energji 5V

Hapi 2: Presioni

Për të bërë presion mbi enën, duhet të bëni dy gjëra kryesore:

1. Kapaku duhet të jetë në gjendje të fiksohet mbi shishe në mënyrë të sigurt
2. Duhet të instalohet një valvul për të shtuar presionin e ajrit

Ne tashmë kemi valvulën. Thjesht zgjidhni një vend në shishe shumë mbi vijën e algave dhe shponi një vrimë në të. Diametri i vrimës duhet të jetë i barabartë me diametrin e skajit më të madh të valvulës ose vidhos (Ju mund të bëni një vrimë më të vogël pilot së pari dhe pastaj vrimën aktuale të diametrit). Kjo duhet të lejojë që fundi i valvulave të elbit të futet në shishe. Duke përdorur një pikëllim të rregullueshëm, e shtrëngova valvulën në plastikë. Kjo krijon groove në plastikë edhe për vidën. Tjetra, sapo nxora valvulën, shtova shiritin e hidraulikëve dhe e vendosa përsëri në vend.

Nëse shishja juaj nuk ka plastikë të trashë me mure:

Duke përdorur letër zmerile, prishni plastikën rreth vrimës. Pastaj, në pjesën më të madhe të valvulës, aplikoni një sasi bujare të epoksisë. Mund të jetë epoksi me dy pjesë ose ndonjë lloj tjetër. Vetëm sigurohuni që mund t'i rezistojë presionit të lartë dhe është rezistent ndaj ujit. Tjetra, thjesht vendosni valvulën në vend dhe mbajeni për pak derisa të ngjitet në vend. Mos e fshini tepricën rreth skajeve. Lejoni kohën epoksi të shërohet gjithashtu para se të testoni fotobioreaktorin.

Sa i përket kapakut, ai që kam vjen me një unazë O dhe fiksohet fort. Unë përdor një presion maksimal prej 30 psi dhe mund ta mbajë atë. Nëse keni një vidë në kapak, është edhe më mirë. Vetëm sigurohuni që ta lidhni me shirit hidraulik. Së fundmi, mund të mbështillni spango ose shirit ngjitës të rëndë nën shishe mbi kapakun për ta mbajtur atë fort.

Për ta testuar, shtoni ngadalë ajrin përmes valvulës dhe dëgjoni rrjedhjet e ajrit. Përdorimi i ujit me sapun do të ndihmojë në identifikimin se ku del ajri dhe duhet shtuar më shumë epoksi.

Hapi 3: Flluskë

Siç e kisha përmendur në pjesën e materialeve, dimensionet për tubin tim bazohen në flluskën që kam blerë. Nëse keni përdorur lidhjen ose keni blerë të njëjtën markë flluskë, atëherë nuk keni pse të shqetësoheni për dimensionet e tjera. Sidoqoftë, nëse keni një markë tjetër të flluskave, atëherë ka disa hapa që duhet të ndërmerrni:

1. Sigurohuni që ka një marrje. Disa flluska do të kenë një hyrje të qartë, dhe të tjerët do ta kenë atë rreth daljes (si ajo që kam unë, referojuni imazheve).
2. Matni diametrin e hyrjes dhe ai është diametri i brendshëm për tubin.
3. Sigurohuni që tubi i daljes/flluskës mund të futet lehtësisht përmes tubit tuaj të hyrjes nëse marrja e flluskuesit tuaj është rreth daljes.

Tjetra, kaloni tubin më të vogël përmes atij më të madhit dhe më pas bashkojeni një fund me daljen e flluskës. Rrëshqitni skajin më të madh mbi hyrjen. Përdorni epoksi për ta mbajtur atë në vend dhe për t'u mbyllur nga presioni i lartë. Vetëm kini kujdes të mos vendosni ndonjë epoksi brenda portës së marrjes. Shënim anësor, përdorimi i letrës zmerile për të gërvishtur lehtë një sipërfaqe para se të shtoni epoksi e bën lidhjen më të fortë.

Së fundi, bëni një vrimë në shishe mjaft të madhe për tubin. Në rastin tim, ishte 1/2 (Figura 5). Kalojeni tubin më të vogël përmes tij dhe në majë të shishes. Tani mund të lidhni një peshë (kam përdorur shirita gome dhe një shkëmb) dhe ta vendosni përsëri në shishe. Pastaj vendoseni edhe tubin më të madh nëpër shishe dhe epoksi atë në vend. Vini re se tubi i madh përfundon menjëherë pasi të hyjë në shishe. Kjo ndodh sepse është një marrje ajri dhe ju nuk dëshironi që uji të spërkatet ajo

Një përfitim për të pasur këtë sistem të mbyllur do të thotë që avujt e ujit nuk do të dalin dhe dhoma juaj nuk do të mbajë erë si alga.

Hapi 4: LEDs

LEDs janë të njohur për të qenë efikas të energjisë dhe shumë më të ftohta (temperatura e mençur) se llambat normale inkandeshente ose fluoreshente. Sidoqoftë, ato ende prodhojnë pak nxehtësi dhe lehtë mund të vërehet nëse ndizet ndërsa ende mbështillet. Kur përdorim shiritat në këtë projekt, ato nuk do të jenë aq të grumbulluara së bashku. Çdo nxehtësi shtesë rrezatohet lehtë ose absorbohet nga tretësira e ujit të algave.

Në varësi të specieve të algave, ata do të kenë nevojë pak a shumë për dritë dhe nxehtësi. Për shembull, lloji bioluminoz i algave që përmenda më herët kërkon shumë më tepër dritë. Një rregull i përdorur unë është ta mbaj atë në cilësimin më të ulët dhe ta ngadalë ta rris atë me një ose dy nivele shkëlqimi ndërsa algat rriteshin.

Gjithsesi, për të ngritur sistemin LED, thjesht mbështilleni shiritin rreth shishes disa herë me secilën mbështjellës që vjen rreth 1 inç. Shishja ime kishte kreshta në të cilat LED përshtatet në mënyrë të përshtatshme. Unë thjesht përdor pak kasetë paketimi për ta mbajtur atë në vend. Nëse përdorni dy shishe si unë, vetëm mbështilleni gjysmën rreth njërës shishe dhe gjysmën rreth tjetrës.

Tani mund të pyesni pse shiritat e mi LED nuk mbyllen deri në majë të fotobioreaktorit tim. E bëra këtë me qëllim sepse më duhej hapësirë për ajrin dhe sensorin. Edhe pse një shishe ka një vëllim prej 4.2 gallonësh, unë kam përdorur vetëm gjysmën e saj për të rritur algat. Gjithashtu, nëse reaktori im do të kishte një rrjedhje të vogël, atëherë presioni i vëllimit do të binte më pak në mënyrë drastike pasi vëllimi i ajrit që ikën është një përqindje më e vogël e sasisë totale të ajrit brenda shishes. Ekziston një vijë e mirë në të cilën algat do të kenë dioksid karboni të mjaftueshëm për t'u rritur, por në të njëjtën kohë duhet të ketë më pak ajër në mënyrë që dioksidi i karbonit që thithin algat të ketë ndikim në përbërjen e përgjithshme të ajër, duke më lejuar të regjistroj të dhënat.

Për shembull, nëse merrni frymë në një qese letre, ajo do të mbushet me një përqindje të lartë të dioksidit të karbonit. Por nëse thjesht merrni frymë në atmosferën e hapur, përbërja e përgjithshme e ajrit do të jetë akoma e njëjtë dhe e pamundur për të zbuluar ndonjë ndryshim.

Hapi 5: Lidhjet Protoboard

Kjo është ajo ku konfigurimi i fotobioreaktorit tuaj është i plotë nëse nuk doni të shtoni mbledhjen e të dhënave arduino dhe sensorët. Thjesht mund të kaloni në hapin për rritjen e algave.

Nëse jeni të interesuar megjithatë, do t'ju duhet të sillni pajisjet elektronike për një provë paraprake para se ta vendosni në shishe. Së pari, lidhni mburojën e kartës SD në krye të arduino. Të gjitha kunjat që normalisht do të përdorni në arduino që përdoren nga mburoja e kartës SD janë ende në dispozicion; thjesht lidhni telin e kërcyesit me vrimën drejtpërdrejt sipër.

Unë i kam bashkangjitur një fotografi të konfigurimeve të kunjave arduino në këtë hap të cilit mund t'i referoheni. Telat e gjelbër u përdorën për të lidhur 5V me arduino 5V, portokalli për të lidhur GND me tokën Arduino dhe të verdhë për të lidhur SIG1 me Arduino A2 dhe A5. Vini re se ka shumë lidhje shtesë me sensorët që mund të ishin bërë, por ato nuk janë të nevojshme për mbledhjen e të dhënave dhe vetëm ndihmojnë bibliotekën Vernier të kryejë funksione të caktuara (të tilla si identifikimi i sensorit që përdoret)

Këtu është një përmbledhje e shpejtë e asaj që bëjnë kunjat e protoboardit:

1. Sinjali dalës SIG2 - 10V përdoret vetëm nga disa sensorë vernier. Nuk do të kemi nevojë për të.
2. GND - lidhet me tokën arduino
3. Vres - sensorë të ndryshëm vernier kanë rezistorë të ndryshëm në to. furnizimi i tensionit dhe leximi i daljes aktuale nga kjo kunj ndihmon në identifikimin e sensorëve, por nuk funksionoi për mua. Unë gjithashtu e dija se çfarë sensori po përdor paraprakisht, kështu që e kodova atë me program.
4. ID - gjithashtu ndihmon në identifikimin e sensorëve, por nuk nevojiten këtu
5. 5V - i jep fuqi 5 volt sensorit. Lidhur me arduino 5V
6. SIG1 - dalja për sensorët nga një shkallë prej 0 deri në 5 volt. Unë nuk do të shpjegoj ekuacionet e kalibrimit dhe të gjitha për të kthyer daljen e sensorit në të dhëna aktuale, por mendoj se sensori i CO2 funksionon kështu: sa më shumë CO2 të ndiejë, aq më shumë tension kthehet në SIG2.

Fatkeqësisht, biblioteka e sensorëve Vernier punon vetëm me një sensor dhe nëse duhet të përdorim dy, atëherë do të na duhet të lexojmë tensionin e papërpunuar të dalë nga sensorët. Unë kam furnizuar kodin si një skedar.ino në hapin tjetër.

Ndërsa po bashkoni telat e kërcyesit në dërrasën e bukës, mbani në mend se rreshtat e vrimave janë të lidhura. Kështu i lidhim adaptuesit e protoboardit me arduino. Gjithashtu, disa kunja mund të përdoren nga lexuesi i kartave SD, por u sigurova që ato të mos ndërhyjnë me njëra -tjetrën. (Zakonisht është pin dixhital 4)

Hapi 6: Kodi dhe Testi

Shkarkoni programin arduino në kompjuterin tuaj nëse nuk e keni të instaluar tashmë.

Tjetra, lidhni sensorët me adaptorët dhe sigurohuni që të gjitha instalimet elektrike të jenë mirë (Kontrolloni për t'u siguruar që sensorët janë në cilësim të ulët nga 0 - 10, 000 ppm). Futni kartën SD në fole dhe lidhni arduino me kompjuterin tuaj përmes kabllit USB. Pastaj hapni skedarin SDTest.ino që kam furnizuar në këtë hap dhe klikoni butonin e ngarkimit. Ju do të duhet të shkarkoni bibliotekën SD si një skedar.zip dhe ta shtoni atë gjithashtu.

Pasi kodi të jetë ngarkuar me sukses, klikoni mbi veglat dhe zgjidhni monitorin serik. Ju duhet të shihni informacionin në lidhje me leximin e sensorit që printohet në ekran. Pasi të keni ekzekutuar kodin për një kohë, mund ta shkëputni arduinon nga priza dhe ta hiqni kartën SD.

Sidoqoftë, nëse futni kartën SD në laptopin tuaj, do të shihni një skedar DATALOG. TXT. Hapeni atë dhe sigurohuni që ka të dhëna në të. Unë kam shtuar disa funksione në testin SD që do të ruajnë skedarin pas çdo shkrimi. Kjo do të thotë edhe nëse hiqni mes-programin e kartës SD, ajo do të ketë të gjitha të dhënat deri në atë pikë. Skedari im AlgaeLogger.ino është edhe më kompleks me vonesa për ta bërë atë të funksionojë për një javë. Për më tepër, shtova një funksion që do të fillojë një skedar të ri datalog.txt nëse ekziston tashmë. Nuk kërkohej që kodi të funksiononte, por unë thjesht doja që të gjitha të dhënat që Arduino mbledh në skedarë të ndryshëm në vend që të duhej t’i rendiste ato në orën e treguar. Unë gjithashtu mund të kem arduino të kyçur para se të filloj eksperimentimin tim dhe thjesht të rivendos kodin duke klikuar butonin e kuq kur të jem gati për të filluar.

Nëse kodi i testit funksionoi, atëherë mund të shkarkoni skedarin AlgaeLogger.ino që kam furnizuar dhe ta ngarkoni në arduino. Kur të jeni gati për të filluar mbledhjen e të dhënave tuaja, ndizni arduino, futni kartën SD dhe klikoni butonin e kuq në arduino për të rinisur programin. Kodi do të marrë matje në intervale prej një ore për 1 javë. (168 koleksione të dhënash)

Hapi 7: Instalimi i sensorëve në fotobioreaktor

Oh po, si mund ta harroja?

Ju duhet të instaloni sensorët në fotobioreaktor para se të përpiqeni të mbledhni të dhëna. Unë kisha vetëm hapin për të testuar sensorët dhe kodin para këtij, në mënyrë që nëse njëri nga sensorët tuaj është i gabuar, atëherë mund të merrni një tjetër menjëherë para se ta integroni në fotobioreaktor. Të heqësh sensorët pas këtij hapi do të jetë e vështirë, por është e mundur. Udhëzimet se si ta bëni këtë janë në hapin e Këshillave dhe Mendimeve Finale.

Gjithsesi, unë do të integroj sensorët në kapakun e shishes sime pasi është më larg nga uji dhe nuk dua që të laget. Gjithashtu, vura re të gjithë avujt e ujit të kondensuar pranë pjesës së poshtme dhe mureve të hollë të shishes, kështu që kjo vendosje do të parandalojë që avujt e ujit të dëmtojnë sensorët.

Për të filluar, rrëshqitni tubin e tkurrjes së nxehtësisë mbi sensorin, por sigurohuni që të mos mbuloni të gjitha vrimat. Tjetra, tkurrni tubin duke përdorur një flakë të vogël. Ngjyra nuk ka rëndësi, por kam përdorur të kuqen për dukshmëri.

Tjetra shponi një vrimë 1 në qendër të kapakut dhe përdorni letër zmerile për të ashpër plastikën rreth tij. Kjo do të ndihmojë lidhjen epoksi mirë.

Së fundi, shtoni pak epoksi në tub dhe rrëshqiteni sensorin në vend në kapak. Shtoni pak më shumë epoksi në pjesën e jashtme dhe pjesën e brendshme të kapakut ku kapaku takohet me tkurrjen e nxehtësisë dhe lëreni të thahet. Tani duhet të jetë hermetike, por do të na duhet ta testojmë me presion që të jetë e sigurt.

Hapi 8: Testi i Presionit me Sensorë

Meqenëse ne tashmë e kemi testuar fotobioreaktorin me valvulën e biçikletës, ne vetëm duhet të shqetësohemi për kapakun këtu. Ashtu si herën e fundit, ngadalë shtoni presion dhe dëgjoni për rrjedhje. Nëse gjeni një, shtoni pak epoksi në pjesën e brendshme të kapakut dhe në pjesën e jashtme.

Përdorni gjithashtu ujë me sapun për të gjetur rrjedhje nëse dëshironi, por mos vendosni asnjë brenda sensorit.

Extremelyshtë jashtëzakonisht e rëndësishme që asnjë ajër të mos ikë nga fotobioreaktori. Leximi i sensorit CO2 ndikohet nga një konstante e lidhur drejtpërdrejt me presionin. Njohja e presionit do t'ju lejojë të zgjidhni përqendrimin aktual të dioksidit të karbonit për mbledhjen dhe analizën e të dhënave.

Hapi 9: Kultura e Algave dhe Ushqyesit

Për të rritur algat, mbushni enën me ujë sipër LED -ve. Duhet të jetë rreth 2 gallonë që japin ose marrin disa gota. Pastaj, shtoni pleh bimor të tretshëm sipas udhëzimeve në kuti. Unë shtova pak më shumë në fakt për të rritur rritjen e algave. Së fundi, shtoni kulturën fillestare të algave. Fillimisht kam përdorur 2 lugë për të gjithë 2 gallonët, por do të përdor 2 gota gjatë eksperimentit tim për të rritur algat më shpejt.

Vendosni LED -et në cilësimin më të ulët dhe shtojini më vonë nëse uji bëhet shumë i errët. Ndizni flluskën dhe lëreni reaktorin të ulet për një javë ose më shumë që algat të rriten. Shumë prej jush duhet të rrotullojnë ujin disa herë për të parandaluar që algat të vendosen në fund.

Gjithashtu, fotosinteza thith kryesisht dritën e kuqe dhe blu, kjo është arsyeja pse gjethet janë jeshile. Për t’i dhënë algave dritën e nevojshme pa i ngrohur shumë, kam përdorur dritë vjollce.

Në fotografitë e bashkangjitura, unë vetëm po rritja 2 lugë fillestare fillestare që kisha për rreth 40 gota për eksperimentin tim aktual. Ju mund të thoni që algat u rritën shumë duke pasur parasysh që uji ishte krejtësisht i qartë më parë.

Hapi 10: Këshilla dhe mendime përfundimtare

Kam mësuar shumë gjatë ndërtimit të këtij projekti dhe jam i lumtur t'u përgjigjem pyetjeve në komentet në maksimumin e aftësisë sime. Ndërkohë, këtu janë disa këshilla që kam:

1. Përdorni shirit shkumë të dyanshëm për të siguruar gjërat në vend. Ai gjithashtu reduktoi dridhjet nga flluska.
2. Përdorni një shirit elektrik për të mbrojtur të gjitha pjesët, si dhe keni hapësirë për të futur gjërat në prizë.
3. Përdorni një pompë biçikletash me një matës presioni dhe mos shtoni presion pa e mbushur shishen me ujë. Kjo është për dy arsye. Së pari, presioni do të rritet më shpejt, dhe së dyti, pesha e ujit do të parandalojë që pjesa e poshtme e shishes të përmbyset.
4. Rrotulloni algat herë pas here për të pasur një zgjidhje të barabartë.
5. Për të hequr sensorët: përdorni një teh të mprehtë për të prerë tubin nga sensori dhe shkëputeni sa më shumë që të mundeni. Pastaj, tërhiqni butësisht sensorin.

Unë do të shtoj më shumë këshilla kur ato më vijnë në mendje.

Së fundi, do të doja ta përfundoja duke thënë disa gjëra. Qëllimi i këtij projekti është të shihet nëse algat mund të rriten më shpejt për prodhimin e biokarburanteve. Ndërsa është një fotobioreaktor që punon, nuk mund të garantoj që presioni do të bëjë një ndryshim derisa të përfundojnë të gjitha provat e mia. Në atë kohë, unë do të bëj një redaktim këtu dhe do të tregoj rezultatet (Kërkojeni diku në mes të marsit).

Nëse mendoni se ky udhëzues është potencialisht i dobishëm dhe dokumentacioni është i mirë, më lini një pëlqim ose një koment. Unë gjithashtu kam hyrë në garat LED, Arduino dhe Epilog kështu që votoni për mua nëse e meritoj.

Deri atëherë, të lumtur DIY'ing të gjithëve

EDIT:

Eksperimenti im ishte një sukses dhe unë arrita të shkoj në një panair shkencor shtetëror me të gjithashtu! Pasi krahasova grafikët e sensorëve të dioksidit të karbonit, unë gjithashtu drejtova një test ANOVA (Analiza e Variancës). Në thelb ajo që bën ky test është se përcakton probabilitetin që rezultatet e dhëna të ndodhin natyrshëm. Sa më afër që vlera e probabilitetit të jetë 0, aq më pak ka të ngjarë të shihet rezultati i dhënë, që do të thotë se çfarëdo ndryshoreje e pavarur që ndryshoi, në të vërtetë kishte një efekt në rezultatet. Për mua, vlera e probabilitetit (e njohur si p -vlera) ishte shumë e ulët, diku rreth 10 u ngrit në -23…. në thelb 0. Kjo do të thoshte se rritja e presionit në reaktor lejoi që algat të rriten më mirë dhe të thithin më shumë CO2 siç e kisha parashikuar.

Në testin tim kisha një grup kontrolli pa presion të shtuar, 650 cm kub ajër, 1300 cm kub ajër dhe 1950 cm kub ajër të shtuar. Sensorët ndaluan së punuari siç duhet në shtegun më të lartë të presionit kështu që unë e përjashtova atë si një skaj i jashtëm. Sidoqoftë, vlera P nuk ndryshoi shumë dhe përsëri u rrumbullakos me lehtësi në 0. Në eksperimentet e ardhshme, do të përpiqesha të gjeja një mënyrë të besueshme për të matur thithjen e CO2 pa sensorë të shtrenjtë, dhe ndoshta të përmirësoja reaktorin në mënyrë që të mund të përballonte në mënyrë të sigurt presionet.

Vrapues në Konkursin LED 2017