ALGAIR20 : levänilmauslaite

Abstract

Tässä opinnäytetyössä suunniteltiin ja toteutettiin levänilmauslaite, joka mahdollistaa pumpatun ilman määrän säätämisen ja mittaamisen levän kasvatusalustoihin. Työn tavoitteena oli luoda toimiva ja helppokäyttöinen laite, joka toimii niin ilmauksen säätäjänä kuin datan kerääjänä. Kyseessä on siis tilaustyö ja työn taustalla oli tarve kehittää ilmauslaite, joka pystyy säätämään ja lukemaan ilman hiilidioksidipitoisuutta sekä ilmavirtaa. Toimeksiantajana toimi HAMK BIO, Hämeen ammattikorkeakoulun biotuotantotekniikan laboratorio. Keskeinen sisältö koostuu laitteen suunnittelusta, komponenttien valinnasta, laitteen valmistuksesta ja testauksesta. Suunnitteluvaiheessa käytettiin paljon 3D-suunnittelua fyysisten osien prototypointiin ja suunniteltujen osien valmistuksessa hyödynnettiin 3D-tulostusta ja perinteisiä valmistusmenetelmiä. Laitteen toiminnallisuus testattiin laboratorio-olosuhteissa, ja sen suorituskykyä arvioitiin eri kahdella testauskierroksella. Saatujen tulosten perusteella laite osoittautui toimivaksi ja hyödylliseksi tilaajan tarpeisiin. Tutkimustyön tuloksena voidaan todeta, että laite täyttää asetetut vaatimukset ja tarjoaa haluttua hyötyä käyttäjälleen. Esimerkiksi ilman säädöt ja hiilidioksidin sekoitus toimivat moitteettomasti, mutta ohjelmiston kehityksessä koettiin ongelmia, joiden ratkaisemiseen tarvitaan jatkokehitystä.

The aim of this thesis was to design and implement an algae aeration device for regulating and measuring the airflow into algae cultivation substrates. Commissioned by HAMK BIO, the bioproduction technology laboratory of Häme University of Applied Sciences, the project addressed the need for an efficient aeration system capable of adjusting carbon dioxide levels and airflow rates. The core content of the thesis consisted of the background study underscoring the necessity for a versatile aeration device capable of fine-tuning environmental conditions for optimal algae growth. The project aimed to create a user-friendly device serving both as an aeration controller and a data collector. The functional part of the thesis included the design, component selection, manufacturing, and the testing phases of the device, i.e., ALGAIR20. The extensive use of 3D design facilitated the prototyping of physical components, with a combination of 3D printing and traditional manufacturing methods employed for fabrication. In addition, the functionality of the device was tested in laboratory conditions, with performance assessed through iterative, two testing rounds. Based on the results, the device proved to be effective and useful meeting the commissioner’s requirements. For example, airflow adjustments and carbon dioxide mixing operated seamlessly, fulfilling the intended purpose. However, challenges were encountered during the software development. Therefore, further refinement and development for optimal performance are required in the future. In conclusion, the implemented algae aeration device fulfills its intended objectives, providing a valuable tool for algae cultivation. The successful outcome of this project highlights the importance of tailored solutions in bioproduction technology, with implications for research and industrial applications.