İçindekiler:
2025 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2025-01-13 06:58
Bu ders kitabına dalmadan önce, bu projenin ne olduğunu ve neden yapmayı seçtiğimi biraz daha açıklamak istiyorum. Biraz uzun olsa da, yaptığım birçok şey bu bilgiler olmadan bir anlam ifade etmeyeceğinden, lütfen baştan sona okumanızı tavsiye ederim.
Bu projenin tam adı, otonom veri toplama özelliğine sahip basınçlı bir alg fotobiyoreaktörü olacaktır, ancak bu başlık olarak biraz uzun olacaktır. Bir fotobiyoreaktörün tanımı:
"Fototrofik mikroorganizmaları yetiştirmek için bir ışık kaynağı kullanan bir biyoreaktör. Bu organizmalar, ışık ve karbondioksitten biyokütle üretmek için fotosentezi kullanır ve bitkiler, yosunlar, makroalgler, mikroalgler, siyanobakteriler ve mor bakterileri içerir"
Benim reaktör kurulumum tatlı su yosunu yetiştirmek için kullanılıyor, ancak diğer organizmalar için de kullanılabilir.
Enerji krizimiz ve iklim değişikliği sorunlarımızla birlikte, güneş enerjisi gibi birçok alternatif enerji kaynağı araştırılıyor. Ancak, ekonomiyi hızla tamamen elden geçiremeyeceğimiz için fosil yakıtlara bağımlı olmaktan daha çevreci enerji kaynaklarına geçişimizin kademeli olacağına inanıyorum. Fosil yakıtlarla çalışan birçok otomobil kolayca biyoyakıtlarla çalıştırılabildiğinden, biyoyakıtlar bir tür sıçrama tahtası işlevi görebilir. Sorduğunuz biyoyakıtlar nelerdir?
Biyoyakıtlar, fosil yakıtları oluşturan jeolojik süreçlerden ziyade fotosentez veya anaerobik sindirim gibi biyolojik süreçler yoluyla üretilen yakıtlardır. Farklı işlemlerle yapılabilirler (burada ayrıntılı olarak ele almayacağım). İki yaygın yöntem, transesterifikasyon ve ultrasonikasyondur.
Şu anda, bitkiler biyoyakıtlar için en büyük kaynaktır. Bu önemlidir, çünkü biyoyakıtlar için gerekli yağları oluşturmak için bu bitkilerin güneş enerjisini kimyasal enerji olarak depolamak için fotosentezden geçmeleri gerekir. Bu, biyoyakıtları yaktığımızda ortaya çıkan emisyonların, bitkilerin emdiği karbondioksit ile ortadan kalktığı anlamına gelir. Bu, karbon nötr olarak bilinir.
Mevcut teknoloji ile mısır bitkileri dönüm başına 18 galon biyoyakıt verebilir. Soya fasulyesi 48 galon verir ve ayçiçeği 102 verir. Başka bitkiler de vardır, ancak hiçbiri dönüm başına 5.000 ila 15.000 galon verebilen alglerle kıyaslanamaz (Varyasyon, yosun türlerinden kaynaklanmaktadır). Algler, kanal olarak bilinen açık havuzlarda veya fotobiyoreaktörlerde yetiştirilebilir.
Biyoyakıtlar bu kadar harikaysa ve fosil yakıt kullanan arabalarda kullanılabiliyorsa, neden daha fazlasını yapmıyoruz? Maliyet. Algal yağ verimi yüksek olsa bile, biyoyakıtların üretim maliyeti fosil yakıtlardan çok daha yüksektir. Bu reaktör sistemini bir fotobiyoreaktörün verimliliğini artırıp artıramayacağımı görmek için yarattım ve işe yararsa fikrim ticari uygulamalarda kullanılabilir.
İşte konseptim:
Bir fotobiyoreaktöre basınç ekleyerek, sabit bir sıcaklıkta, belirli bir tür ve sıvı hacminde çözünen belirli bir gazın miktarının, doğrudan orantılı olduğunu belirten Henry Yasasında açıklandığı gibi karbondioksitin çözünürlüğünü artırabilirim. gazın o sıvı ile dengede olan kısmi basıncı. Kısmi basınç, belirli bir bileşiğin ne kadar basınç uyguladığıdır. Örneğin, nitrojen gazının deniz seviyesindeki kısmi basıncı, havadaki nitrojen yüzdesi olduğu için.78 atm'dir.
Bu, karbondioksit konsantrasyonunu artırarak veya hava basıncını artırarak biyoreaktördeki çözünmüş CO2 miktarını artıracağım anlamına gelir. Bu kurulumda, sadece basıncı değiştireceğim. Bunun alglerin daha fazla fotosentez yapmasına ve daha hızlı büyümesine izin vereceğini umuyorum.
YASAL UYARI: Bu, şu anda yürütmekte olduğum bir deney ve bunu yazarken, yosun üretimini etkileyeceğini bilmiyorum. En kötü durumda, zaten işlevsel bir fotobiyoreaktör olacaktır. Deneyimin bir parçası olarak yosun büyümesini izlemem gerekiyor. Analiz etmem için verileri toplamak ve kaydetmek için bir Arduino ve SD kart ile bunun için CO2 sensörlerini kullanacağım. Bu veri toplama kısmı, sadece bir fotobiyoreaktör yapmak istiyorsanız isteğe bağlıdır, ancak kullanmak isteyenler için talimatları ve Arduino kodunu vereceğim.
Adım 1: Malzemeler
Veri toplama kısmı isteğe bağlı olduğu için malzeme listesini iki bölüme ayıracağım. Ayrıca, kurulumum iki fotobiyoreaktör yaratıyor. Yalnızca bir reaktör istiyorsanız, 2'nin üzerindeki herhangi bir şey için malzemelerin yarısını kullanın (Bu liste, sayıları veya malzemeleri ve ardından varsa boyutları söyleyecektir). Ayrıca kullanabileceğiniz bazı materyallerin linklerini de ekledim, ancak fiyatlar değişebileceğinden satın almadan önce fiyatlar hakkında önceden araştırma yapmanızı tavsiye ederim.
Fotobiyoreaktör:
- 2 - 4.2 galonluk su şişesi. (Su dağıtmak için kullanılır. Şişenin simetrik olduğundan ve yerleşik bir tutacağı olmadığından emin olun. Yeniden kapatılabilir olmalıdır.
- 1 - RGB LED şerit (15 ila 20 fit veya bir reaktörün yarısı kadar. Ayrı ayrı adreslenebilir olması gerekmez, ancak kendi denetleyicisi ve güç kaynağıyla birlikte geldiğinden emin olun)
- 2 - 5 galon kapasiteli akvaryum fıskiyeleri + yaklaşık 2 fit boru (genellikle fıskiye ile birlikte verilir)
- 2 - fıskiye boruları için ağırlıklar. Sadece 2 küçük taş ve lastik bant kullandım.
- 2 fit - 3/8" iç çaplı plastik boru
- 2 - 1/8" NPT bisiklet valfleri (Valfler için Amazon bağlantısı)
- 1 tüp - 2 parça epoksi
- Yosun başlatıcı kültür
- Suda çözünür bitki gübresi (Home Depot'tan MiracleGro markasını kullandım)
Önemli Bilgi:
Başlangıç kültürünün konsantrasyonuna bağlı olarak, reaktörün galon kapasitesi başına az ya da çok ihtiyacınız olacaktır. Denememde, her biri 2.5 galonluk 12 yol yaptım ama sadece 2 yemek kaşığı ile başladım. Yeterli olana kadar yosunları ayrı bir tankta büyütmek zorunda kaldım. Ayrıca tür önemli değil ama suda filament alglerden daha iyi çözündükleri için Haematococcus kullandım. İşte algler için bir bağlantı. Eğlenceli bir yan deney olarak, bir ara biyolüminesan yosun satın alabilirim. Porto Riko'da doğal olarak meydana geldiğini gördüm ve gerçekten harika görünüyorlardı.
Ayrıca, bu muhtemelen benim 4. tasarım yinelemem ve maliyeti mümkün olduğunca düşük tutmaya çalıştım. Bu nedenle, gerçek bir kompresörle basınç vermek yerine küçük akvaryum fıskiyeleri kullanacağım. Bununla birlikte, daha az güce sahiptirler ve havayı yaklaşık 6 psi artı emme basıncında hareket ettirebilirler.
Bu sorunu, boruları bağlayabileceğim bir girişe sahip hava kabarcıkları satın alarak çözdüm. 3/8 boru ölçümlerimi buradan aldım. Fıskiyenin girişi boruya ve ardından diğer ucu reaktöre bağlanır. Bu havayı geri dönüştürür, böylece sensörlerimi kullanarak karbondioksit içeriğini de ölçebilirim. Ticari uygulamalar muhtemelen sadece kullanmak ve atmak için sabit bir hava kaynağına sahip olacaktır. İşte fıskiyeler için bir bağlantı. Onlar ihtiyacınız olmayan bir akvaryum filtresinin parçasıdır. Ben sadece bunları kullandım çünkü eskiden bir tanesini kullanırdım. benim evcil balıklarım. Muhtemelen sadece fıskiyeyi filtresiz de internette bulabilirsin.
Veri toplama:
- 2 - Vernier CO2 sensörleri (Arduino ile uyumlu ama aynı zamanda pahalı. Okulumdan benimkini ödünç aldım)
- Isıyla daralan makaron - sensörlere uyacak şekilde en az 1 inç çap
- 2 - Vernier analog protokol adaptörleri (sipariş kodu: BTA-ELV)
- 1 - ekmek tahtası
- breadboard atlama telleri
- 1 - SD kart veya MicroSD ve adaptör
- 1 - Arduino SD kart kalkanı. Benimki Seed Studio'dan ve benim kodum da bunun için. Kalkanınız başka bir kaynaktan geliyorsa kodu ayarlamanız gerekebilir.
- 1 - Arduino, Arduino Mega 2560 kullandım
- Arduino için USB kablosu (kod yüklemek için)
- Arduino güç kaynağı. 5V güç sağlamak için USB kablosuyla bir telefon şarj cihazı tuğlası da kullanabilirsiniz.
2. Adım: Basınç
Konteynırı basınçlandırmak için iki ana şey yapılmalıdır:
- Kapak, şişeye güvenli bir şekilde sabitlenebilmelidir.
- Hava basıncı eklemek için bir valf takılması gerekiyor
Vana zaten elimizde. Şişede yosun çizgisinin çok üzerinde bir nokta seçin ve içine bir delik açın. Deliğin çapı, valfin daha büyük veya vidalı ucunun çapına eşit olmalıdır (Önce daha küçük bir pilot delik ve ardından gerçek çap deliği yapabilirsiniz). Bu, valf olmayan ucun arpanın şişeye girmesine izin vermelidir. Ayarlanabilir bir anahtar kullanarak valfi plastiğe sıkıştırdım. Bu, plastikte vida için de oluklar açar. Sonra, vanayı çıkardım, tesisatçı bandı ekledim ve tekrar yerine koydum.
Şişenizde kalın duvarlı plastik yoksa:
Biraz zımpara kağıdı kullanarak deliğin etrafındaki plastiği pürüzlendirin. Ardından valfin büyük kısmına bol miktarda epoksi uygulayın. İki parçalı epoksi veya başka bir tür olabilir. Sadece yüksek basınca dayanabildiğinden ve suya dayanıklı olduğundan emin olun. Ardından, valfi yerine yerleştirin ve yerine oturana kadar biraz tutun. Kenarlardaki fazlalığı silmeyin. Fotobiyoreaktörü test etmeden önce epoksi süresinin de sertleşmesine izin verin.
Kapağa gelince, sahip olduğum bir O halkası ile geliyor ve sıkıca sabitleniyor. Maksimum 30 psi basınç kullanıyorum ve bunu geri tutabiliyor. Kapakta bir vida varsa, daha da iyidir. Sadece tesisatçı bandıyla bağladığınızdan emin olun. Son olarak, sıkıca tutmak için sicim veya ağır hizmet tipi koli bandı şişenin altına kapağın üzerine sarabilirsiniz.
Test etmek için valften yavaşça hava ekleyin ve hava sızıntılarını dinleyin. Biraz sabunlu su kullanmak, havanın nereye kaçtığını ve daha fazla epoksi eklenmesi gerektiğini belirlemeye yardımcı olacaktır.
3. Adım: Fıskiye
Malzemeler bölümünde belirttiğim gibi, borularımın boyutları satın aldığım fıskiyeye dayanmaktadır. Bağlantıyı kullandıysanız veya aynı fıskiye markasını satın aldıysanız, diğer boyutlar için endişelenmenize gerek yoktur. Ancak, farklı bir fıskiye markanız varsa, atmanız gereken birkaç adım vardır:
- Bir giriş olduğundan emin olun. Bazı bubbler'lar net bir girdiye sahip olacak ve diğerleri çıktının etrafında olacak (sahip olduğum gibi, resimlere bakın).
- Girişin çapını ölçün ve bu, borunun iç çapıdır.
- Eğer fıskiyenizin girişi çıkışın etrafındaysa, çıkış/fıskiye hortumunun giriş hortumunuza kolayca sığabileceğinden emin olun.
Ardından, daha küçük boruyu daha büyük olandan geçirin ve ardından bir ucunu fıskiye çıkışına takın. Büyük ucu girişin üzerine kaydırın. Yerinde tutmak ve yüksek basınçtan korumak için epoksi kullanın. Sadece giriş portunun içine epoksi koymamaya dikkat edin. Yan not, epoksi eklemeden önce bir yüzeyi hafifçe çizmek için zımpara kağıdı kullanmak, bağı daha güçlü hale getirir.
Son olarak, şişede boru için yeterince büyük bir delik açın. Benim durumumda 1/2 idi (Resim 5). Daha küçük boruyu içinden ve şişenin üst kısmından geçirin. Artık bir ağırlık bağlayabilir (lastik bantlar ve bir taş kullandım) ve tekrar kutuya koyabilirsiniz. Daha sonra büyük tüpü de şişenin içinden geçirin ve yerine epoksi yapın. Büyük tüpün şişeye girer girmez bittiğine dikkat edin. Çünkü bu bir hava girişidir ve içine su sıçramasını istemezsiniz o.
Bu kapalı sisteme sahip olmanın bir yararı, su buharının kaçmayacağı ve odanızın yosun gibi kokmayacağı anlamına gelir.
Adım 4: LED'ler
LED'lerin, normal akkor veya flüoresan ampullere göre enerji açısından verimli ve çok daha soğuk (sıcaklık açısından) olduğu bilinmektedir. Bununla birlikte, yine de biraz ısı üretirler ve hala sarılıyken açıldığında kolayca fark edilebilirler. Bu projede şeritleri kullandığımızda çok kümelenmiş olmayacaklar. Herhangi bir ekstra ısı, yosun suyu çözeltisi tarafından kolayca yayılır veya emilir.
Alglerin türüne bağlı olarak, az ya da çok ışığa ve ısıya ihtiyaçları olacaktır. Örneğin, daha önce bahsettiğim biyolüminesan türü algler çok daha fazla ışık gerektirir. Kullandığım temel kural, onu en düşük ayarda tutmak ve algler büyüdükçe bir veya iki parlaklık seviyesi kadar yavaşça arttırmaktır.
Her neyse, LED sistemini kurmak için şeridi şişenin etrafına birkaç kez sarın ve her bir sargı yaklaşık 1 inç yukarı gelecek şekilde. Şişemin içinde LED'in rahatça sığabileceği çıkıntılar vardı. Şişeyi yerinde tutmak için biraz koli bandı kullandım. Benim gibi iki şişe kullanıyorsanız, yarısını bir şişeye, yarısını diğerinin etrafına sarın.
Şimdi LED şeritlerimin neden fotobiyoreaktörümün tepesine kadar sarmadığını merak ediyor olabilirsiniz. Bunu bilerek yaptım çünkü hava ve sensör için alana ihtiyacım vardı. Şişenin hacmi 4,2 galon olmasına rağmen, bunun sadece yarısını yosunları büyütmek için kullandım. Ayrıca, reaktörümde küçük bir sızıntı olsaydı, kaçan havanın hacmi şişenin içindeki toplam hava miktarının daha küçük bir yüzdesi olduğundan hacim basıncı daha az düşerdi. Alglerin büyümesi için yeterli karbondioksite sahip olacağı yerde bulunmam gereken ince bir çizgi var, ancak aynı zamanda, alglerin emdiği karbondioksitin genel bileşimi üzerinde bir etki yaratması için yeterli havanın daha az olması gerekir. hava, verileri kaydetmeme izin veriyor.
Örneğin, bir kese kağıdı içinde nefes alırsanız, yüksek oranda karbondioksit ile doldurulacaktır. Ancak sadece açık atmosferde nefes alırsanız, havanın genel bileşimi hala aynı olacaktır ve herhangi bir değişikliği tespit etmek imkansız olacaktır.
Adım 5: Protoboard Bağlantıları
Arduino veri toplama ve sensörlerini eklemek istemiyorsanız, fotobiyoreaktör kurulumunuzun tamamlandığı yer burasıdır. Yosun yetiştirme adımına geçebilirsiniz.
Bununla birlikte, ilgileniyorsanız, şişeye yerleştirmeden önce elektronik aksamı bir ön test için çıkarmanız gerekecektir. İlk olarak, SD kart kalkanını arduino'nun üstüne bağlayın. Arduino'da normalde kullanacağınız ve SD kart kalkanı tarafından kullanılan tüm pinler hala mevcuttur; sadece atlama telini doğrudan yukarıdaki deliğe bağlayın.
Bu adıma başvurabileceğiniz arduino pin konfigürasyonlarının resimlerini ekledim. 5V'yi arduino 5V'ye bağlamak için yeşil kablolar, GND'yi Arduino toprağına bağlamak için turuncu ve SIG1'i Arduino A2 ve A5'e bağlamak için sarı kablolar kullanıldı. Sensörlere yapılabilecek birçok ekstra bağlantı olduğunu, ancak bunların veri toplama için gerekli olmadığını ve yalnızca Vernier kitaplığının belirli işlevleri (kullanılan sensörün tanımlanması gibi) gerçekleştirmesine yardımcı olduğunu unutmayın.
Protoboard pinlerinin ne yaptığına dair hızlı bir genel bakış:
- SIG2 - 10V çıkış sinyali sadece birkaç verniyeli sensör tarafından kullanılır. İhtiyacımız olmayacak.
- GND - arduino toprağına bağlanır
- Vres - farklı sürmeli sensörlerin içinde farklı dirençler bulunur. voltaj sağlamak ve bu pimden akım çıkışını okumak sensörleri tanımlamaya yardımcı olur, ancak benim için işe yaramadı. Ayrıca önceden hangi sensörü kullandığımı biliyordum, bu yüzden programı sabit kodladım.
- Kimlik - ayrıca sensörlerin tanımlanmasına yardımcı olur, ancak burada gerekli değildir
- 5V - sensöre 5 volt güç verir. arduino 5V'a bağlı
- SIG1 - 0 ila 5 volt ölçeğinde sensörler için çıkış. Sensör çıktısını gerçek verilere dönüştürmek için kalibrasyon denklemlerini ve hepsini açıklamayacağım, ancak CO2 sensörünün şu şekilde çalıştığını düşünün: ne kadar çok CO2 algılarsa, SIG2'de o kadar fazla voltaj döndürür.
Ne yazık ki, Vernier sensör kütüphanesi sadece bir sensörle çalışır ve eğer iki tane kullanmamız gerekirse, sensörler tarafından verilen ham voltajı okumamız gerekecek. Kodu bir sonraki adımda bir.ino dosyası olarak sağladım.
Breadboard'a atlama telleri takarken, delik sıralarının birbirine bağlı olduğunu unutmayın. Protoboard adaptörlerini arduinoya bu şekilde bağlarız. Ayrıca bazı pinler SD kart okuyucu tarafından kullanılıyor olabilir ama ben bunların birbirine karışmamasına dikkat ettim. (Genellikle dijital pin 4'tür)
Adım 6: Kodlayın ve Test Edin
Eğer kurulu değilse arduino yazılımını bilgisayarınıza indirin.
Ardından sensörleri adaptörlere bağlayın ve tüm kabloların düzgün olduğundan emin olun (Sensörlerin 0 - 10.000 ppm arasında düşük ayarda olduğundan emin olmak için kontrol edin). SD kartı yuvaya takın ve arduino'yu USB kablosuyla bilgisayarınıza bağlayın. Ardından bu adımda vermiş olduğum SDTest.ino dosyasını açın ve upload butonuna tıklayın. SD kitaplığını bir.zip dosyası olarak indirmeniz ve onu da eklemeniz gerekecektir.
Kod başarıyla yüklendikten sonra araçlara tıklayın ve seri monitörü seçin. Ekrana yazdırılan sensör okuması hakkında bilgi görmelisiniz. Kodu bir süre çalıştırdıktan sonra arduino'nun fişini çekip SD kartı çıkartabilirsiniz.
Her neyse, SD kartı dizüstü bilgisayarınıza takarsanız, bir DATALOG. TXT dosyası göreceksiniz. Açın ve içinde veri olduğundan emin olun. SD testine her yazmadan sonra dosyayı kaydedecek bazı fonksiyonlar ekledim. Bu, programın ortasında SD kartı çıkarsanız bile, o noktaya kadar tüm verilere sahip olacağı anlamına gelir. AlgaeLogger.ino dosyam, bir hafta boyunca çalışmasını sağlamak için gecikmelerle daha da karmaşık. Bunun üzerine, zaten varsa yeni bir datalog.txt dosyası başlatacak bir işlev ekledim. Kodun çalışması için gerekli değildi, ancak Arduino'nun topladığı tüm verileri, gösterilen saate göre sıralamak yerine farklı dosyalarda toplamak istedim. Ayrıca, denememe başlamadan önce arduino'yu prize takabilir ve başlamaya hazır olduğumda kırmızı düğmeye tıklayarak kodu sıfırlayabilirim.
Test kodu işe yaradıysa, verdiğim AlgaeLogger.ino dosyasını indirebilir ve arduino'ya yükleyebilirsiniz. Veri toplamaya başlamaya hazır olduğunuzda, arduino'yu açın, SD kartı takın ve programı yeniden başlatmak için arduino üzerindeki kırmızı düğmeye tıklayın. Kod 1 hafta boyunca birer saat aralıklarla ölçüm yapacaktır. (168 veri toplama)
Adım 7: Sensörlerin Fotobiyoreaktöre Kurulması
Ah evet, nasıl unutabilirim?
Veri toplamaya çalışmadan önce sensörleri fotobiyoreaktöre kurmanız gerekir. Sadece bundan önce sensörleri ve kodu test etme adımı vardı, böylece sensörlerinizden biri arızalıysa, onu fotobiyoreaktöre entegre etmeden hemen önce farklı bir tane alabilirsiniz. Bu adımdan sonra sensörleri çıkarmak zor olacak ama mümkün. Bunun nasıl yapılacağına ilişkin talimatlar, İpuçları ve Son Düşünceler adımındadır.
Her neyse, sudan en uzak yer olduğu ve ıslanmasını istemediğim için şişemin kapağına sensörleri entegre edeceğim. Ayrıca, şişenin altına ve ince duvarlarına yakın yoğunlaşmış tüm su buharını fark ettim, bu nedenle bu yerleşim, su buharının sensörlere zarar vermesini önleyecektir.
Başlamak için, ısıyla daralan makaronu sensörün üzerine kaydırın, ancak tüm delikleri kapatmadığınızdan emin olun. Ardından, küçük bir alev kullanarak boruyu küçültün. Renk önemli değil ama görünürlük için kırmızı kullandım.
Ardından kapağın ortasına 1 inçlik bir delik açın ve etrafındaki plastiği pürüzlendirmek için zımpara kağıdı kullanın. Bu, epoksinin iyi yapışmasına yardımcı olacaktır.
Son olarak, boruya biraz epoksi ekleyin ve sensörü kapağın üzerindeki yerine kaydırın. Kapağın ısıyla büzüşen ile birleştiği yere kapağın dış ve iç kısımlarına biraz daha epoksi ekleyin ve kurumasını bekleyin. Şimdi hava geçirmez olmalı, ancak güvenli olması için basınç testi yapmamız gerekecek.
Adım 8: Sensörlerle Basınç Testi
Fotobiyoreaktörü önceden bisiklet valfi ile test ettiğimiz için, burada sadece kapak hakkında endişelenmemiz gerekiyor. Geçen seferki gibi, yavaşça basınç ekleyin ve sızıntıları dinleyin. Bir tane bulursanız, kapağın içine ve dışına biraz epoksi ekleyin.
Ayrıca isterseniz sızıntıları bulmak için sabunlu su kullanın, ancak sensörün içine su koymayın.
Fotobiyoreaktörden hava kaçmaması son derece önemlidir. CO2 sensörü okuması, doğrudan basınçla ilgili bir sabitten etkilenir. Basıncı bilmek, veri toplama ve analiz için gerçek karbondioksit konsantrasyonunu çözmenize olanak tanır.
Adım 9: Yosun Kültürü ve Besinler
Algleri büyütmek için, kabı LED'lerin hemen üstüne kadar suyla doldurun. Birkaç bardak vermek veya almak yaklaşık 2 galon olmalıdır. Ardından, kutunun üzerindeki talimatlara göre çözünür bitki gübresi ekleyin. Yosun büyümesini arttırmak için biraz daha ekledim. Son olarak, yosun başlangıç kültürünü ekleyin. Başlangıçta 2 galonun tamamı için 2 yemek kaşığı kullandım, ancak yosunların daha hızlı büyümesini sağlamak için denemem sırasında 2 bardak kullanacağım.
LED'leri en düşük ayara getirin ve daha sonra su çok kararırsa artırın. Fıskiyeyi açın ve yosunların büyümesi için reaktörün bir hafta kadar oturmasına izin verin. Yosunların dibe çökmesini önlemek için suyu birkaç kez döndürmeniz gerekir.
Ayrıca fotosentez esas olarak kırmızı ve mavi ışığı emer, bu nedenle yapraklar yeşildir. Algleri çok fazla ısıtmadan ihtiyaç duydukları ışığı vermek için mor ışık kullandım.
Ekli resimlerde, gerçek denemem için yaklaşık 40 bardağa zorunda kaldığım orijinal 2 yemek kaşığı marşını büyütüyordum. Suyun önceden berrak olduğu düşünülürse yosunların çok büyüdüğünü anlayabilirsiniz.
Adım 10: İpuçları ve Son Düşünceler
Bu projeyi oluştururken çok şey öğrendim ve yorumlardaki soruları elimden geldiğince cevaplamaktan mutluluk duyuyorum. Bu arada, birkaç ipucum var:
- Eşyaları yerine sabitlemek için çift taraflı köpük bant kullanın. Ayrıca fıskiyeden gelen titreşimleri de azalttı.
- Tüm parçaları korumak için bir anahtarlı uzatma kablosu kullanın ve ayrıca bir şeyleri takmak için alana sahip olun.
- Manometreli bir bisiklet pompası kullanın ve şişeyi suyla doldurmadan basınç eklemeyin. Bu iki nedenden dolayıdır. Birincisi, basınç daha hızlı artacak ve ikincisi, suyun ağırlığı şişenin dibinin ters dönmesini önleyecektir.
- Eşit bir çözüm elde etmek için yosunları arada sırada döndürün.
- Sensörleri çıkarmak için: keskin bir bıçak kullanarak sensörden hortumu kesin ve mümkün olduğunca yırtın. Ardından, sensörü yavaşça dışarı çekin.
Aklıma geldikçe daha fazla ipucu ekleyeceğim.
Son olarak birkaç şey söyleyerek bitirmek istiyorum. Bu projenin amacı, biyoyakıt üretimi için alglerin daha hızlı yetiştirilip yetiştirilmeyeceğini görmektir. Çalışan bir fotobiyoreaktör olmasına rağmen, tüm denemelerim bitene kadar basıncın bir fark yaratacağını garanti edemem. O zaman burada bir düzenleme yapacağım ve sonuçları göstereceğim (Mart ortasında bir ara arayın).
Bu talimatın potansiyel olarak yararlı olduğunu ve belgelerin iyi olduğunu düşünüyorsanız, bana bir beğeni veya yorum bırakın. LED, Arduino ve Epilog yarışmalarına da katıldım, eğer hak ediyorsam bana oy verin.
O zamana kadar herkese mutlu DIY'ler
DÜZENLE:
Deneyim başarılı oldu ve onunla eyalet bilim fuarına da katılabildim! Karbondioksit sensörlerinin grafiklerini karşılaştırdıktan sonra bir ANOVA (Varyans Analizi) testi de yaptım. Temel olarak bu testin yaptığı, verilen sonuçların doğal olarak meydana gelme olasılığını belirlemesidir. Olasılık değeri 0'a ne kadar yakınsa, verilen sonucu görme olasılığı o kadar düşüktür, yani değiştirilen bağımsız değişkenin aslında sonuçlar üzerinde bir etkisi olduğu anlamına gelir. Benim için olasılık değeri (aka p-değeri) çok düşüktü, 10 civarında bir yerde -23'e yükseldi…. temelde 0. Bu, reaktördeki artan basıncın, alglerin daha iyi büyümesine ve tahmin ettiğim gibi daha fazla CO2 emmesine izin verdiği anlamına geliyordu.
Testimde basınç eklenmemiş, 650 kübik cm hava, 1300 kübik cm hava ve 1950 kübik cm hava eklenmiş bir kontrol grubum vardı. Sensörler, en yüksek basınç izinde düzgün çalışmayı durdurdu, bu yüzden onu aykırı değer olarak hariç tuttum. Buna rağmen, P değeri fazla değişmedi ve yine de kolayca 0'a yuvarlandı. Gelecekteki deneylerde, pahalı sensörler olmadan CO2 alımını ölçmek için güvenilir bir yol bulmaya çalışırdım ve belki de reaktörü yükselterek daha yüksek değerleri güvenle kaldırabilmesi için yükseltirdim. baskılar.
LED Yarışması 2017'de İkincilik