13 12 Im Körper des Bioreaktors PhotoBionicCell von Festo ist Leben. Mikroorganismen produzieren in höchster Effizienz die gewünschte Biomasse. Damit dies im Sinne einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft geschieht, ist der Bioreaktor mit einer Reihe zukunftsfähiger Technologien und technischer Finessen ausge- stattet. Die Methodik, wie die Spezialisten das System mit lebenden Zellen automatisieren, ist innovativ und industriell einsetzbar. In vielen gegenwärtigen Reaktoren wird das Wachstum der Mikroorganismen noch durch aufwändiges und fehleranfälliges Probenziehen per Hand bestimmt. Die intelligente Kombination von Sensorik, Software, Komponenten und Technologien gewährleistet im neuen Photobioreaktor eine automatisierte 24-Stunden-Überwachung und -Steuerung für eine maximale Produktausbeute. Die Entwicklungen rund um den Hightech-Bioreaktor erfolgen im interdisziplinären Team, wobei auf Wissen aus der Bionik, Biologie, Automatisierungs- und Verfahrenstechnik zurückgegriffen wird. Seit Jahrzehnten orientiert sich Festo als offenes Lernunternehmen am Vorbild der Natur und hat bereits eine Vielzahl bionischer Projekte, Produkte und Future Concepts auf den Weg gebracht. Auch der PhotoBionicCell mit seinen biologischen Kulturen steht für innovative Lernwege: Die Experten gewinnen mehr und mehr Erkennt- nisse, wie sich Mikroorganismen energieeffizient und ressourcenschonend auf kompaktem Raum züchten lassen. Ihr Ziel ist die Realisierung dezentral einsetzbarer Bioproduktionsstätten, die in großem Maßstab Biomasse kultivieren. Die Zelle selbst wird sozusagen zur Fabrik der Zukunft. In unterschiedlichsten Grüntönen leuchten die Algenkulturen im Inneren des PhotoBionicCell. Eine stabile Leichtbaustruktur trägt seinen Körper aus Acrylglas; er hat ein Fassungsvermögen von 15 Litern. Darüber schwebt wie ein atmendes Segel eine weitere Leichtbaustruktur: Flächenkollektoren, die über transparente Röhren für den Licht-, Wärme- und Stoffaustausch mit der Umgebung sorgen. Viele der zum Bioreaktor gehörigen Strukturen sind im 3D-Verfahren gedruckt, für die auf wiederverwertbare Biomaterialien zurückgegriffen werden kann. Das System ist zudem mit Einzelkomponenten bestückt, die aufeinander abgestimmt zusammenarbeiten – Miniaturpumpen, Ventile, Filter, Sensoren, Controller und viele mehr. Sowohl in der Struktur als auch im Sockel des Exponats befindet sich die Automatisierung mit ihrer Elektrik und Elektronik. Im PhotoBionicCell findet eine Kreislaufbewegung statt. Die grüne Algen- flüssigkeit wird nach oben in die Flächenkollektoren gepumpt, wo sie sich in gleichmäßiger Strömung verteilt und schließlich wieder herabfällt. Bei dieser Zirkulation werden die natürlich vorhandenen Ressourcen Sonnenlicht und Kohlendioxid aus der Umgebung aufgenommen, während Sauerstoff in die Luft entweicht. Die große Oberfläche der Kollektoren dient zugleich der Regulierung des Wärmehaushalts. Sensoren detektieren die relevanten Messwerte, etwa Füllstand, Lichtmenge, pH-Wert, Temperatur und Kohlendioxidgehalt. So „weiß“ der Photobioreaktor, ob das Kohlendioxid der Luft für seine Algenkultur genügt oder aus einer Gaskartusche zudosiert werden muss. Reicht das Tageslicht nicht mehr aus, kommen spezielle UV-Lampen zum Einsatz. PhotoBionicCell – Der Photobioreaktor Welches Know-how steckt im PhotoBionicCell? Mikroorganismen als Fabriken Grün und transparent Dynamisches Innen- und Außenleben
RkJQdWJsaXNoZXIy NzczNDE0