Fotobioreaktor Alga Bertekanan: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Sebelum menyelami instruksi ini, saya ingin menjelaskan sedikit lebih banyak tentang apa proyek ini dan mengapa saya memilih untuk membuatnya. Meskipun agak panjang, saya mendorong Anda untuk membacanya, karena banyak dari apa yang saya lakukan tidak akan masuk akal tanpa informasi ini.

Nama lengkap proyek ini adalah fotobioreaktor alga bertekanan dengan pengumpulan data otonom, tetapi itu akan sedikit panjang jika disebut judulnya. Pengertian fotobioreaktor adalah:

"Sebuah bioreaktor yang memanfaatkan sumber cahaya untuk menumbuhkan mikroorganisme fototrofik. Organisme ini menggunakan fotosintesis untuk menghasilkan biomassa dari cahaya dan karbon dioksida dan termasuk tanaman, lumut, makroalga, mikroalga, cyanobacteria dan bakteri ungu"

Pengaturan reaktor saya digunakan untuk menumbuhkan ganggang air tawar, tetapi dapat digunakan untuk organisme lain.

Dengan krisis energi dan masalah perubahan iklim kita, ada banyak sumber energi alternatif, seperti tenaga surya, yang sedang dieksplorasi. Namun, saya percaya bahwa transisi kita dari ketergantungan pada bahan bakar fosil ke sumber energi yang lebih ramah lingkungan akan terjadi secara bertahap, karena kita tidak dapat sepenuhnya merombak ekonomi dengan cepat. Biofuel dapat berfungsi sebagai semacam batu loncatan karena banyak mobil yang menggunakan bahan bakar fosil dapat dengan mudah diubah untuk menggunakan biofuel. Apa biofuel yang Anda tanyakan?

Biofuel adalah bahan bakar yang dihasilkan melalui proses biologis seperti fotosintesis atau pencernaan anaerobik, daripada proses geologis yang menghasilkan bahan bakar fosil. Mereka dapat dibuat melalui proses yang berbeda (yang tidak akan saya bahas secara rinci di sini). Dua metode umum adalah transesterifikasi dan ultrasonikasi.

Saat ini, tanaman merupakan sumber terbesar untuk biofuel. Hal ini penting karena untuk membuat minyak yang dibutuhkan untuk biofuel, tanaman ini harus melalui fotosintesis untuk menyimpan energi matahari sebagai energi kimia. Ini berarti bahwa ketika kita membakar biofuel, emisi yang dikeluarkan sebanding dengan karbon dioksida yang diserap tanaman. Ini dikenal sebagai karbon netral.

Dengan teknologi saat ini, tanaman jagung dapat menghasilkan 18 galon biofuel per hektar. Kedelai memberikan 48 galon, dan bunga matahari memberikan 102. Ada tanaman lain, tetapi tidak ada yang sebanding dengan ganggang yang dapat memberikan 5.000 hingga 15.000 galon per acre (Variasi ini disebabkan oleh spesies ganggang). Alga dapat tumbuh di kolam terbuka yang dikenal sebagai raceways atau di fotobioreaktor.

Jadi, jika biofuel sangat bagus dan dapat digunakan di mobil yang menggunakan bahan bakar fosil, mengapa kita tidak melakukannya lagi? Biaya. Bahkan dengan hasil minyak alga yang tinggi, biaya produksi untuk biofuel jauh lebih tinggi daripada bahan bakar fosil. Saya membuat sistem reaktor ini untuk melihat apakah saya dapat meningkatkan efisiensi fotobioreaktor, dan jika berhasil maka ide saya dapat digunakan dalam aplikasi komersial.

Inilah konsep saya:

Dengan menambahkan tekanan ke fotobioreaktor, saya dapat meningkatkan kelarutan karbon dioksida seperti yang dijelaskan oleh Hukum Henry, yang menyatakan bahwa pada suhu konstan, jumlah gas tertentu yang larut dalam jenis dan volume cairan tertentu berbanding lurus dengan tekanan parsial gas itu dalam kesetimbangan dengan cairan itu. Tekanan parsial adalah seberapa besar tekanan yang diberikan oleh senyawa tertentu. Misalnya, tekanan parsial gas nitrogen di permukaan laut adalah 0,78 atm karena itu adalah persentase nitrogen yang ada di udara.

Artinya, dengan meningkatkan konsentrasi karbon dioksida atau dengan meningkatkan tekanan udara, saya akan meningkatkan jumlah CO2 terlarut dalam bioreaktor. Dalam pengaturan ini, saya hanya akan mengubah tekanan. Saya berharap ini akan memungkinkan alga untuk menjalani fotosintesis lebih banyak dan tumbuh lebih cepat.

DISCLAIMER: Ini adalah eksperimen yang sedang saya lakukan dan saya pada saat menulis ini, saya tidak tahu itu akan mempengaruhi produksi alga. Kasus terburuk, itu akan menjadi fotobioreaktor fungsional. Sebagai bagian dari eksperimen saya, saya perlu memantau pertumbuhan alga. Saya akan menggunakan sensor CO2 untuk ini dengan kartu Arduino dan SD untuk mengumpulkan dan menyimpan data untuk saya analisis. Bagian pendataan ini bersifat optional jika ingin sekedar membuat fotobioreaktor, namun saya akan memberikan instruksi dan kode Arduino bagi yang ingin menggunakannya.

Langkah 1: Bahan

Karena bagian pengumpulan data bersifat opsional, saya akan membagi daftar materi menjadi dua bagian. Juga, pengaturan saya membuat dua fotobioreaktor. Jika Anda hanya menginginkan satu reaktor, cukup gunakan setengah dari bahan untuk apa pun di atas 2 (Daftar ini akan memberi tahu nomor atau bahan diikuti dengan dimensi jika berlaku). Saya juga menambahkan tautan ke materi tertentu yang dapat Anda gunakan, tetapi saya mendorong Anda untuk melakukan penelitian sebelumnya tentang harga sebelum membeli karena harganya dapat berubah.

Fotobioreaktor:

• 2 - 4,2 galon botol air. (Digunakan untuk mengeluarkan air. Pastikan botolnya simetris dan tidak memiliki pegangan bawaan. Botol juga harus dapat ditutup kembali.
• 1 - Strip LED RGB (15 hingga 20 kaki, atau setengahnya untuk satu reaktor. Tidak harus dapat dialamatkan satu per satu, tetapi pastikan dilengkapi dengan pengontrol dan catu dayanya sendiri)
• 2 - 5 galon akuarium bubbler kapasitas + sekitar 2 kaki tabung (biasanya dilengkapi dengan bubbler)
• 2 - pemberat untuk tabung bubbler. Saya hanya menggunakan 2 batu kecil dan karet gelang.
• 2 kaki - 3/8" pipa plastik diameter dalam
• 2 - 1/8" katup sepeda NPT (Amazon link untuk katup)
• 1 tabung - 2 bagian epoksi
• Kultur starter alga
• Pupuk tanaman larut air (saya pakai merk MiracleGro dari Home Depot)

Info Penting:

Berdasarkan konsentrasi kultur starter, Anda akan membutuhkan lebih atau kurang kapasitas reaktor per galon. Dalam percobaan saya, saya melakukan 12 jalur masing-masing 2,5 galon tetapi hanya dimulai dengan 2 sendok makan. Saya hanya perlu menumbuhkan ganggang di tangki terpisah sampai saya merasa cukup. Juga, spesies tidak masalah, tetapi saya menggunakan Haematococcus karena mereka larut dalam air lebih baik daripada ganggang filamen. Berikut ini tautan untuk alga. Sebagai eksperimen sampingan yang menyenangkan, saya mungkin akan membeli alga bioluminescent kapan-kapan. Saya melihatnya terjadi secara alami di Puerto Rico dan mereka terlihat sangat keren.

Juga, ini mungkin iterasi desain ke-4 saya dan saya telah mencoba membuat biaya serendah mungkin. Itulah salah satu alasan mengapa alih-alih menekan dengan kompresor yang sebenarnya, saya akan menggunakan bubbler akuarium kecil. Namun, mereka memiliki kekuatan yang lebih kecil dan dapat menggerakkan udara pada tekanan sekitar 6 psi ditambah tekanan masuknya.

Saya memecahkan masalah ini dengan membeli gelembung udara dengan saluran masuk yang dapat saya sambungkan dengan pipa. Di situlah saya mendapatkan pengukuran tabung 3/8 . Intake bubbler terhubung ke tabung, dan kemudian ujung lainnya terhubung ke reaktor. Ini mendaur ulang udara sehingga saya juga dapat mengukur kandungan karbon dioksida menggunakan sensor saya Aplikasi komersial mungkin hanya memiliki pasokan udara yang stabil untuk digunakan dan dibuang. Berikut ini tautan untuk bubbler. Mereka adalah bagian dari filter akuarium yang tidak Anda perlukan. Saya hanya menggunakan ini karena saya dulu menggunakannya untuk ikan peliharaan saya Anda mungkin dapat menemukan bubbler tanpa filter secara online juga.

Pengumpulan data:

• 2 - Sensor CO2 Vernier (kompatibel dengan Arduino, tetapi juga mahal. Saya meminjam milik saya dari sekolah saya)
• Tabung panas menyusut - setidaknya berdiameter 1 inci agar sesuai dengan sensor
• 2 - Adaptor protoboard analog Vernier (kode pesanan: BTA-ELV)
• 1 - papan tempat memotong roti
• kabel jumper papan tempat memotong roti
• 1 - kartu SD atau MicroSD dan adaptor
• 1 - Pelindung kartu SD Arduino. Milik saya dari Seed Studio dan kode saya juga untuk itu. Anda mungkin perlu menyesuaikan kode jika perisai Anda berasal dari sumber lain
• 1 - Arduino, saya menggunakan Arduino Mega 2560
• Kabel USB untuk Arduino (untuk mengupload kode)
• catu daya Arduino. Anda juga dapat menggunakan bata pengisi daya telepon dengan kabel USB untuk menyediakan daya 5V

Langkah 2: Tekanan

Untuk memberi tekanan pada wadah, dua hal utama harus dilakukan:

1. Tutupnya harus bisa dipasang ke botol dengan aman
2. Katup perlu dipasang untuk menambah tekanan udara

Kami sudah memiliki katupnya. Cukup pilih tempat di botol jauh di atas garis ganggang dan bor lubang di dalamnya. Diameter lubang harus sama dengan diameter ujung katup atau sekrup yang lebih besar (Anda dapat membuat lubang pilot yang lebih kecil terlebih dahulu dan kemudian lubang diameter sebenarnya). Ini harus memungkinkan ujung non katup untuk jelai masuk ke dalam botol. Menggunakan kunci pas yang dapat disesuaikan, saya mengencangkan katup ke dalam plastik. Ini membuat alur di plastik untuk sekrup juga. Selanjutnya, saya hanya mengeluarkan katup, menambahkan selotip pipa, dan memasangnya kembali.

Jika botol Anda tidak memiliki plastik berdinding tebal:

Menggunakan beberapa amplas, kasarkan plastik di sekitar lubang. Kemudian, pada bagian yang lebih besar dari katup, oleskan epoksi dalam jumlah banyak. Ini bisa berupa epoksi dua bagian atau jenis lainnya. Pastikan saja itu dapat menahan tekanan tinggi dan tahan air. Selanjutnya, cukup letakkan katup di tempatnya dan tahan sebentar sampai menempel di tempatnya. Jangan bersihkan kelebihan di sekitar tepinya. Biarkan waktu epoksi untuk menyembuhkan juga sebelum menguji fotobioreaktor.

Adapun tutupnya, yang saya miliki datang dengan cincin O dan terpasang erat. Saya menggunakan tekanan maksimal 30 psi dan itu bisa menahannya. Jika Anda memiliki sekrup di tutup, itu bahkan lebih baik. Pastikan untuk memasangnya dengan selotip pipa. Terakhir, Anda dapat membungkus benang atau lakban tugas berat di bawah botol ke atas tutupnya untuk menahannya dengan kuat.

Untuk mengujinya, perlahan tambahkan udara melalui katup dan dengarkan kebocoran udara. Menggunakan sedikit air sabun akan membantu mengidentifikasi di mana udara keluar dan lebih banyak epoksi perlu ditambahkan.

Langkah 3: Bubbler

Seperti yang telah saya sebutkan di bagian bahan, dimensi untuk tabung saya didasarkan pada bubbler yang saya beli. Jika Anda menggunakan tautan atau membeli merek bubbler yang sama, maka Anda tidak perlu khawatir tentang dimensi lain. Namun, jika Anda memiliki merek bubbler yang berbeda, maka ada beberapa langkah yang perlu Anda lakukan:

1. Pastikan ada asupan. Beberapa bubbler akan memiliki input yang jelas, dan yang lain akan memilikinya di sekitar output (seperti yang saya miliki, lihat gambar).
2. Ukur diameter input dan itu adalah diameter dalam untuk tabung.
3. Pastikan tabung keluaran/bubbler dapat masuk melalui tabung masukan Anda dengan mudah jika asupan bubbler Anda berada di sekitar keluaran.

Selanjutnya, masukkan tabung yang lebih kecil melalui yang lebih besar dan kemudian pasang salah satu ujungnya ke keluaran bubbler. Geser ujung yang lebih besar di atas input. Gunakan epoksi untuk menahannya di tempatnya dan untuk menyegel dari tekanan tinggi. Berhati-hatilah untuk tidak memasukkan epoksi apa pun ke dalam port intake. Catatan tambahan, menggunakan amplas untuk menggores permukaan dengan ringan sebelum menambahkan epoksi membuat ikatan lebih kuat.

Terakhir, buat lubang di botol yang cukup besar untuk tabung. Dalam kasus saya, itu adalah 1/2 (Gambar 5). Masukkan pipa yang lebih kecil melaluinya dan ke atas botol. Sekarang Anda dapat memasang pemberat (saya menggunakan karet gelang dan batu) dan memasukkannya kembali ke dalam botol. Kemudian masukkan tabung yang lebih besar melalui botol juga dan epoksi di tempatnya. Perhatikan bahwa tabung besar berakhir tepat setelah memasuki botol. Ini karena ini adalah asupan udara dan Anda tidak ingin air terciprat ke dalamnya. dia.

Manfaat memiliki sistem tertutup ini berarti uap air tidak akan keluar dan ruangan Anda tidak akan berbau seperti ganggang.

Langkah 4: LED

LED dikenal hemat energi dan jauh lebih dingin (dari segi suhu) daripada lampu pijar atau lampu neon biasa. Namun, mereka masih menghasilkan panas dan dapat dengan mudah diperhatikan jika dihidupkan saat masih digulung. Saat kami menggunakan strip dalam proyek ini, mereka tidak akan begitu berkelompok. Setiap panas ekstra mudah terpancar atau diserap oleh larutan air ganggang.

Tergantung pada spesies alga, mereka akan membutuhkan lebih banyak atau lebih sedikit cahaya dan panas. Misalnya, jenis alga bioluminescent yang saya sebutkan sebelumnya membutuhkan lebih banyak cahaya. Aturan praktis yang saya gunakan adalah menyimpannya pada pengaturan terendah dan perlahan-lahan meningkatkannya satu atau dua tingkat kecerahan saat ganggang tumbuh.

Bagaimanapun, untuk mengatur sistem LED, cukup bungkus strip di sekitar botol beberapa kali dengan masing-masing bungkus muncul sekitar 1 inci. Botol saya memiliki tonjolan di dalamnya sehingga LED dapat dipasang dengan nyaman. Saya hanya menggunakan sedikit selotip untuk menahannya. Jika Anda menggunakan dua botol seperti saya, cukup bungkus setengah di sekitar satu botol dan setengah di sekitar yang lain.

Sekarang Anda mungkin bertanya-tanya mengapa strip LED saya tidak membungkus sampai ke bagian atas fotobioreaktor saya. Saya melakukan ini dengan sengaja karena saya membutuhkan ruang untuk udara dan sensor. Meskipun botolnya memiliki volume 4,2 galon, saya hanya menggunakan setengahnya untuk menumbuhkan ganggang. Juga, jika reaktor saya mengalami kebocoran kecil, maka tekanan volume akan turun kurang drastis karena volume udara yang keluar adalah persentase yang lebih kecil dari jumlah total udara di dalam botol. Ada garis tipis yang saya harus berada di mana ganggang akan memiliki cukup karbon dioksida untuk tumbuh, tetapi pada saat yang sama harus ada lebih sedikit udara sehingga karbon dioksida yang diserap ganggang berdampak pada komposisi keseluruhan udara, memungkinkan saya untuk merekam data.

Misalnya, jika Anda bernapas dalam kantong kertas, itu akan diisi dengan persentase karbon dioksida yang tinggi. Tetapi jika Anda hanya bernapas di atmosfer terbuka, komposisi udara secara keseluruhan akan tetap sama dan tidak mungkin untuk mendeteksi perubahan apa pun.

Langkah 5: Koneksi Protoboard

Di sinilah pengaturan fotobioreaktor Anda selesai jika Anda tidak ingin menambahkan pengumpulan data dan sensor arduino. Anda bisa langsung melompat ke langkah tentang menumbuhkan ganggang.

Namun, jika Anda tertarik, Anda perlu mengeluarkan elektronik untuk pengujian awal sebelum memasukkannya ke dalam botol. Pertama, sambungkan pelindung kartu SD di atas arduino. Pin apa pun yang biasanya Anda gunakan pada arduino yang digunakan oleh pelindung kartu SD masih tersedia; cukup sambungkan kabel jumper ke lubang langsung di atas.

Saya telah melampirkan gambar konfigurasi pin arduino ke langkah ini yang dapat Anda rujuk. Kabel hijau digunakan untuk menghubungkan 5V ke arduino 5V, oranye untuk menghubungkan GND ke ground Arduino, dan kuning untuk menghubungkan SIG1 ke Arduino A2 dan A5. Perhatikan bahwa ada banyak koneksi tambahan ke sensor yang dapat dibuat, tetapi tidak diperlukan untuk pengumpulan data dan hanya membantu perpustakaan Vernier melakukan fungsi tertentu (seperti mengidentifikasi sensor yang digunakan)

Berikut adalah ikhtisar singkat tentang apa yang dilakukan pin protoboard:

1. SIG2 - Sinyal keluaran 10V hanya digunakan oleh beberapa sensor vernier. Kami tidak akan membutuhkannya.
2. GND - terhubung ke ground arduino
3. Vres - sensor vernier yang berbeda memiliki resistor yang berbeda di dalamnya. memasok tegangan dan membaca keluaran arus dari pin ini membantu mengidentifikasi sensor, tetapi tidak berhasil untuk saya. Saya juga tahu sensor apa yang saya gunakan sebelumnya jadi saya mengkodekan program itu dengan keras.
4. ID - juga membantu mengidentifikasi sensor, tetapi tidak diperlukan di sini
5. 5V - memberikan daya 5 volt ke sensor. Terhubung ke arduino 5V
6. SIG1 - keluaran untuk sensor dari skala 0 hingga 5 volt. Saya tidak akan menjelaskan persamaan kalibrasi dan semuanya untuk mengubah keluaran sensor menjadi data aktual, tetapi anggaplah sensor CO2 bekerja seperti ini: semakin banyak CO2 yang dirasakan, semakin besar tegangan yang dikembalikan pada SIG2.

Sayangnya, perpustakaan sensor Vernier hanya bekerja dengan satu sensor dan jika kita perlu menggunakan dua, maka kita perlu membaca tegangan mentah yang dikeluarkan oleh sensor. Saya telah memberikan kode sebagai file.ino pada langkah berikutnya.

Saat Anda memasang kabel jumper ke papan tempat memotong roti, ingatlah bahwa deretan lubang terhubung. Ini adalah bagaimana kami menghubungkan adaptor protoboard ke arduino. Juga, beberapa pin mungkin digunakan oleh pembaca kartu SD, tetapi saya memastikan bahwa mereka tidak saling mengganggu. (Biasanya pin digital 4)

Langkah 6: Kode dan Uji

Unduh perangkat lunak arduino ke komputer Anda jika Anda belum menginstalnya.

Selanjutnya, sambungkan sensor ke adaptor dan pastikan semua kabel baik-baik saja (Periksa untuk memastikan bahwa sensor berada pada pengaturan rendah dari 0 - 10.000 ppm). Masukkan kartu SD ke dalam slot dan sambungkan arduino ke komputer Anda melalui kabel USB. Kemudian buka file SDTest.ino yang telah saya berikan pada langkah ini dan klik tombol unggah. Anda perlu mengunduh perpustakaan SD sebagai file.zip dan menambahkannya juga.

Setelah kode berhasil diunggah, klik alat dan pilih monitor serial. Anda akan melihat informasi tentang pembacaan sensor yang dicetak ke layar. Setelah menjalankan kode untuk sementara waktu, Anda dapat mencabut arduino dan mengeluarkan kartu SD.

Bagaimanapun, jika Anda memasukkan kartu SD ke laptop Anda, Anda akan melihat file DATALOG. TXT. Buka dan pastikan ada data di dalamnya. Saya telah menambahkan beberapa fungsi ke tes SD yang akan menyimpan file setelah setiap penulisan. Itu berarti bahkan jika Anda mengeluarkan kartu SD di tengah program, itu akan memiliki semua data hingga titik itu. File AlgaeLogger.ino saya bahkan lebih kompleks dengan penundaan untuk membuatnya berjalan selama seminggu. Selain itu, saya menambahkan fungsi yang akan memulai file datalog.txt baru jika sudah ada. Itu tidak diperlukan agar kode berfungsi, tetapi saya hanya ingin semua data yang dikumpulkan Arduino pada file yang berbeda daripada harus memilah-milahnya berdasarkan jam yang ditampilkan. Saya juga dapat memasang arduino sebelum memulai eksperimen saya dan hanya mengatur ulang kode dengan mengklik tombol merah ketika saya siap untuk memulai.

Jika kode pengujian berhasil, maka Anda dapat mengunduh file AlgaeLogger.ino yang saya berikan dan mengunggahnya ke arduino. Ketika Anda siap untuk memulai pengumpulan data Anda, hidupkan arduino, masukkan kartu SD, dan klik tombol merah pada arduino untuk memulai kembali program. Kode akan melakukan pengukuran pada interval satu jam selama 1 minggu. (168 kumpulan data)

Langkah 7: Memasang Sensor Ke dalam Fotobioreaktor

Oh ya, bagaimana aku bisa lupa?

Anda perlu memasang sensor ke dalam fotobioreaktor sebelum mencoba mengumpulkan data. Saya hanya memiliki langkah untuk menguji sensor dan kode sebelum yang satu ini sehingga jika salah satu sensor Anda rusak, maka Anda bisa mendapatkan yang lain segera sebelum mengintegrasikannya ke dalam fotobioreaktor. Harus melepas sensor setelah langkah ini akan sulit, tetapi itu mungkin. Petunjuk tentang cara melakukannya ada di langkah Tips dan Pikiran Akhir.

Bagaimanapun, saya akan mengintegrasikan sensor di tutup botol saya karena itu adalah yang terjauh dari air dan saya tidak ingin itu basah. Juga, saya perhatikan semua uap air mengembun di dekat bagian bawah dan dinding tipis botol sehingga penempatan ini akan mencegah uap air merusak sensor.

Untuk memulai, geser tabung heat shrink di atas sensor, tetapi pastikan untuk tidak menutupi semua lubang. Selanjutnya, kecilkan tabung menggunakan api kecil. Warna tidak masalah tetapi saya menggunakan warna merah untuk visibilitas.

Selanjutnya bor lubang 1 di tengah tutupnya dan gunakan amplas untuk menghaluskan plastik di sekitarnya. Ini akan membantu ikatan epoksi dengan baik.

Terakhir, tambahkan beberapa epoksi ke tabung dan geser sensor pada tutupnya. Tambahkan beberapa epoksi lagi di bagian luar dan dalam tutup di mana tutup memenuhi panas menyusut dan biarkan mengering. Sekarang seharusnya kedap udara, tetapi kita perlu mengujinya dengan tekanan agar aman.

Langkah 8: Uji Tekanan Dengan Sensor

Karena fotobioreaktor sudah kami uji sebelumnya dengan katup sepeda, kami hanya perlu repot dengan tutupnya di sini. Seperti terakhir kali, perlahan-lahan tambahkan tekanan dan dengarkan kebocorannya. Jika Anda menemukannya, tambahkan beberapa epoksi ke bagian dalam tutup dan di bagian luar.

Gunakan juga air sabun untuk menemukan kebocoran jika Anda mau, tetapi jangan masukkan apa pun ke dalam sensor.

Sangat penting bahwa tidak ada udara yang keluar dari fotobioreaktor. Pembacaan sensor CO2 dipengaruhi oleh konstanta yang berhubungan langsung dengan tekanan. Mengetahui tekanan akan memungkinkan Anda untuk memecahkan konsentrasi karbon dioksida yang sebenarnya untuk pengumpulan dan analisis data.

Langkah 9: Kultur dan Nutrisi Alga

Untuk menumbuhkan ganggang, isi wadah tepat di atas LED dengan air. Seharusnya sekitar 2 galon memberi atau mengambil beberapa cangkir. Kemudian, tambahkan pupuk tanaman larut sesuai petunjuk pada kotak. Saya menambahkan sedikit lebih banyak sebenarnya untuk meningkatkan pertumbuhan alga. Terakhir, tambahkan kultur starter alga. Saya awalnya menggunakan 2 sendok makan untuk seluruh 2 galon, tetapi saya akan menggunakan 2 cangkir selama percobaan saya untuk membuat ganggang tumbuh lebih cepat.

Atur LED ke pengaturan terendah dan tingkatkan nanti jika air menjadi terlalu gelap. Nyalakan bubbler dan biarkan reaktor selama seminggu atau lebih agar ganggang tumbuh. Anda perlu mengaduk-aduk air beberapa kali untuk mencegah alga mengendap di dasar.

Juga, fotosintesis menyerap terutama cahaya merah dan biru, itulah sebabnya daun berwarna hijau. Untuk memberi ganggang cahaya yang mereka butuhkan tanpa memanaskannya terlalu banyak, saya menggunakan cahaya ungu.

Dalam gambar terlampir, saya hanya menumbuhkan 2 sendok makan starter asli yang saya miliki menjadi sekitar 40 cangkir untuk percobaan saya yang sebenarnya. Anda dapat mengatakan bahwa ganggang tumbuh banyak mengingat airnya sangat jernih sebelumnya.

Langkah 10: Tips dan Pemikiran Terakhir

Saya belajar banyak saat membangun proyek ini dan saya senang menjawab pertanyaan di komentar dengan kemampuan terbaik saya. Sementara itu, berikut adalah beberapa tips yang saya miliki:

1. Gunakan pita busa dua sisi untuk mengamankan barang-barang di tempatnya. Itu juga mengurangi getaran dari bubbler.
2. Gunakan soket ekstensi untuk melindungi semua bagian serta memiliki ruang untuk menyambungkan.
3. Gunakan pompa sepeda dengan pengukur tekanan, dan jangan menambah tekanan tanpa mengisi botol dengan air. Ini karena dua alasan. Pertama, tekanan akan meningkat lebih cepat, dan kedua, berat air akan mencegah bagian bawah botol terbalik.
4. Putar ganggang sesekali untuk mendapatkan solusi yang merata.
5. Untuk melepas sensor: gunakan pisau tajam untuk memotong pipa dari sensor dan sobek sebanyak mungkin. Kemudian, tarik keluar sensor dengan lembut.

Saya akan menambahkan lebih banyak tips ketika mereka datang ke pikiran.

Akhirnya, saya ingin mengakhiri dengan mengatakan beberapa hal. Tujuan dari proyek ini adalah untuk melihat apakah alga dapat tumbuh lebih cepat untuk produksi biofuel. Meskipun ini adalah fotobioreaktor yang berfungsi, saya tidak dapat menjamin bahwa tekanan akan membuat perbedaan sampai semua percobaan saya selesai. Saat itu, saya akan mengedit di sini dan menunjukkan hasilnya (Cari sekitar pertengahan Maret).

Jika Anda merasa instruksi ini berpotensi berguna dan dokumentasinya bagus, tinggalkan saya suka atau komentar. Saya juga telah mengikuti kontes LED, Arduino, dan Epilog jadi pilih saya jika saya pantas mendapatkannya.

Sampai saat itu, selamat membuat DIY semuanya

EDIT:

Eksperimen saya berhasil dan saya juga bisa menghadiri pameran sains negara bagian! Setelah membandingkan grafik sensor karbon dioksida, saya juga menjalankan uji ANOVA (Analysis of Variance). Pada dasarnya apa yang dilakukan tes ini adalah menentukan kemungkinan hasil yang diberikan terjadi secara alami. Semakin dekat nilai probabilitas ke 0, semakin kecil kemungkinan untuk melihat hasil yang diberikan, yang berarti variabel independen apa pun yang diubah sebenarnya berpengaruh pada hasil. Bagi saya, nilai probabilitas (alias nilai-p) sangat rendah, sekitar 10 dinaikkan menjadi -23…. pada dasarnya 0. Ini berarti bahwa peningkatan tekanan dalam reaktor memungkinkan alga tumbuh lebih baik dan menyerap lebih banyak CO2 seperti yang saya prediksi.

Dalam pengujian saya, saya memiliki kelompok kontrol tanpa tekanan yang ditambahkan, 650 cm kubik udara, 1300 cm kubik udara, dan 1950 cm kubik udara ditambahkan. Sensor berhenti bekerja dengan baik pada jejak tekanan tertinggi, jadi saya mengecualikannya sebagai outlier. Meski begitu, nilai P tidak banyak berubah dan masih mudah dibulatkan ke 0. Dalam percobaan mendatang, saya akan mencoba dan menemukan cara yang dapat diandalkan untuk mengukur penyerapan CO2 tanpa sensor mahal, dan mungkin meningkatkan reaktor sehingga dapat menangani lebih tinggi dengan aman. tekanan.

Runner Up di Lomba LED 2017