Erfahre mehr über das Projekt des Aquariums in der MINTworld.
Das Forschungsaquarium soll die Schönheit der Aquaristik mit der Komplexizität der biochemischen und physikalischen Prozesse im Aquarium mit der MINT-Forschungswelt verbinden.
Pflanzenbestand 🌱
Die vielen Pflanzen in unserem Aquarium sehen schön aus und dienen den Algenputzern als Nahrungsgrundlage, indem sie die Algen von den Pflanzen fressen. Auch absterbende Pflanzen sind für die Alagenputzer eine Leckerein.
Für die Mikroskoskopie verwenden wir die dünnen Blätter der Wasserpest. Sie können ohne Vorbereitung mikroskopiert werden.
Wasserreinigung
Die Wasserreinigung wird über einen Kombinationsfilter durchgeführt. Über verschiedene Filter werden Schwebeteilchen aus dem Wasser herausgefiltert. Bakterien beseitigen Schadstoffe wie Ammoniak oder Nitrit durch Oxidation zu Nitrat, das den Pflanzen als Dünger dient.
pH-Regelung
Zur pH-Regelung wird über eine pH-Elektrode der pH-Wert kontinuierlich gemessen. Bei einem SET-Point von pH 7.2 wird mit einer Hysterese von +/- 0.1 pH der pH durch automatische Zugabe von Kohlendioxid (mittleres Bild) gesenkt. Ohne diese Ansäuerung würde der pH-Wert auf fischtoxische Werte über pH8 steigen. Das kleine pH-Messgerät an der Aquariumswand enthält Universalindikatorlösung, die im Sauren rot ist, im Alkalischen blau und im Neutralen grün. Sie funktioniert durch das Henry-Gesetz des im Wasser gelösten Kohlendioxids.
Messtechnik
Durch eine grosszügige Unterstützung von Endress & Hauser konnte das Aquarium mit handelsüblichen Online-Sensoren ausgestattet werden. Neben Wassertemperatur und pH-Wert wird der gelöste Sauerstoff, die Leitfähigkeit und das Redoxpotential gemessen.
Nitrit und Nitrat werden über die eingetauchte Transmissionssonde photometrisch bei 214 nm (Referenzwert: 254 nm) als Summenwert alle 10 Sekunden gemessen.
Das atline-Labor bestimmt alle vier Stunden den Nitritwert als Farbreaktion, die photometrisch gemessen wird. Durch Differenzbildung Summenwert – Nitritgehalt wird der Nitratgehalt errechnet.
Sämtliche Messwerte werden an den Endress & Hauser Transmittern angezeigt
Die Messwerte werden im Industriestandard 4-20 mA auf eine sogenannte PI-Box übertragen. Die Kabel stecken in der PI-Box an Buchsen mit der entsprechenden TAG-Bezeichnung des Messwerts. Die PI-Box skaliert die 4-20 mA-Signale in 0-32 000 Bit Signale, die auf den Lonza-OSI-PI-Server übertragen werden.
Mittels Rückskalierung werden die Daten vom OSI-PI-Server ausgewertet. Mit der WEB-basierten Software werden die Trendlinien mit den TAG-Bezeichnungen übersichtlich auf dem Monitor über dem Aquarium angezeigt.
Laufende Forschungsarbeit
Statistische uni- und multivariate Datenauswertung von Aquariumsmesswerten:
Da sich die Messwerte durch das tägliche An- und Abschalten vom Licht wiederholen, wird untersucht, ob sie mit Produktionsdaten vergleichbar sind. Dazu wird aus einem Zeitraum, in dem alle Messwerte optimal sind, ein Batchmodel erstellt. Dieses soll dann auf die aktuell gemessenen Daten angewendet werden, um bei Abweichungen eine Alarmierung auszulösen.