Automation of Bioreactor

In the realm of addressing pressing concerns surrounding climate change and environmental sustainability, innovative solutions are paramount to mitigate carbon dioxide (CO₂) emissions while bolstering oxygen (O₂) production. Photobioreactors have emerged as a promising avenue in this quest, leveraging the photosynthetic capabilities of microorganisms such as algae and cyanobacteria. This abstract provides insights into the programming of a PLC (Programmable Logic Controller) for a bioreactor designed to efficiently convert CO₂ into oxygen. The photobioreactor, functioning as a closed-loop system, offers meticulous control over environmental parameters such as light intensity, temperature, and nutrient supply, thereby ensuring optimal conditions for the growth and photosynthetic activity of the selected microorganisms. A notable attribute of this bioreactor is its adept utilization of solar energy or artificial light sources to drive photosynthesis, facilitating the absorption of CO₂ and subsequent generation of biomass and oxygen. This sustainable process not only aids in diminishing atmospheric CO₂ levels but also yields a valuable oxygen byproduct. This paper delves into the intricacies of PLC programming tailored for the bioreactor, elucidating the design, implementation, and functionality of the programmed logic crucial for its operation and efficiency. This thesis was developed on the basic project developed by the engineer Ernesto Granelli (C.F. GRNRST44T08B817C) and by Prof. Stefano Farné (C.F. FRNSFN66E26F205I). Therefore, the industrial and intellectual property remains exclusive to Engineer Granelli and Prof. Farné. Any other claim is henceforth to be considered inapplicable.

Nel contesto dell’affrontare le urgenti problematiche legate al cambiamento climatico e alla sostenibilità ambientale, soluzioni innovative sono fondamentali per mitigare le emissioni di anidride carbonica (CO₂) e al contempo incrementare la produzione di ossigeno (O₂). I fotobioreattori si sono affermati come una promettente via in questa direzione, sfruttando le capacità fotosintetiche di microrganismi come alghe e cianobatteri. Questo abstract presenta approfondimenti sulla programmazione di un PLC (Programmable Logic Controller) per un bioreattore progettato al fine di convertire in modo efficiente la CO₂ in ossigeno. Il fotobioreattore, operando come un sistema a circuito chiuso, consente un controllo accurato dei parametri ambientali quali intensità luminosa, temperatura e apporto di nutrienti, garantendo così condizioni ottimali per la crescita e l’attività fotosintetica dei microrganismi selezionati. Una caratteristica rilevante di questo bioreattore è la capacità di sfruttare l’energia solare o fonti di luce artificiale per alimentare la fotosintesi, favorendo l’assorbimento della CO₂ e la conseguente produzione di biomassa e ossigeno. Questo processo sostenibile non solo contribuisce alla riduzione dei livelli atmosferici di CO₂, ma fornisce anche un prezioso sottoprodotto di ossigeno. Questo elaborato approfondisce le specificità della programmazione PLC adattata al bioreattore, illustrando la progettazione, l’implementazione e le funzionalità della logica programmata, fondamentali per il suo funzionamento e la sua efficienza. La presente tesi è stata sviluppata a partire dal progetto di base realizzato dall’ingegnere Ernesto Granelli (C.F. GRNRST44T08B817C) e dal Prof. Stefano Farné (C.F. FRNSFN66E26F205I). Pertanto, la proprietà industriale e intellettuale rimane esclusiva dell’ingegnere Granelli e del Prof. Farné. Qualsiasi altra rivendicazione è da considerarsi inapplicabile.