1 2 3 4 5 Klima- und Ressourcenschutz sind zwei der großen Herausforderungen unserer Zeit. Wie können wir der Atmosphäre CO2 entziehen und damit aktiv zum Klimaschutz beitragen? Wie können wir unseren Materialverbrauch senken, mehr Stoffe wiederverwerten und gleichzeitig alternative Rohstoffe erschließen? Wir bei Festo beschäftigen uns seit geraumer Zeit mit diesen Fragen und gehen dabei neue Wege: Wir übertragen unser Know-how aus der Automatisierungstechnik auf biologische Prozesse. Auch hier ist die Natur unser großes Vorbild. Sie lehrt uns Ressourceneffizienz, denn sie kennt weder Verschwendung noch Abfall. Im Zusammenspiel von biologischen und technischen Prozessen skalieren und beschleunigen wir Lösungsansätze aus dem Laborformat und bringen diese zur industriellen Anwendung. Die Zelle als Fabrik Lebende Zellen sind die kleinsten Fabriken der Welt. Mittels Photosynthese wandeln Algenzellen in ihren Chloroplasten Sonnenlicht, Kohlendioxid und Wasser in Sauerstoff und chemische Energieträger bzw. organische Wertstoffe um. Optimierte Wachstumsbedingungen durch Automatisierung Mit unserer Automatisierungstechnik lässt sich die Biomasse im geschlossenen Kreislauf hocheffizient, ressourcenschonend und in großem Maßstab kultivieren. Alles, was wir gegenwärtig unter immensem CO2-Ausstoß aus Erdöl herstellen, können wir auch nachhaltig aus Algen gewinnen. Sie sind kleine Klimaretter, denn sie binden zehnmal mehr CO2 als Landpflanzen. Durch ihre automatisierte Kultivierung in Bioreaktoren lässt sich dieser Wert nochmals um den Faktor zehn steigern. Die gewonnene Biomasse kann in der Chemie-, Lebensmittel-, Kosmetik- oder Pharmaindustrie eingesetzt werden. Ganzheitlicher Prozess bis hin zur Ernte und Veredelung Mit dem Projekt PhotoBionicCell haben wir im Jahr 2022 unseren ersten Bioreaktor zur automatisierten Kultivierung von Algen vorgestellt. Dieses Jahr gehen wir noch weiter. Wir zeigen mit unserer BionicCellFactory einen ganzheitlichen Bioprozess – von der optimierten Kultivierung der Algen in großem Maßstab mit dauerhafter Überwachung und Analyse über die Ernte bis hin zur Weiterverarbeitung und Veredelung verschiedener Bestandteile. Produktionssysteme der Zukunft Die BionicCellFactory ist als Modellfabrik die universelle Blaupause für ganzheitliche Produktionssysteme der Zukunft. Mit unserer Automatisierungstechnik lässt sie sich beliebig skalieren. Um den zukünftigen Bedarf an nachwachsenden Rohstoffen zu decken, werden Bioreaktoren mit einem Fassungsvermögen von mehreren tausend Litern benötigt. Damit die Anlagen zuverlässig die gewünschten Mengen an Biomasse produzieren können, ist Expertise in der Prozessautomation gefragt. Portfolio für die biologische Transformation Festo entwickelt gemeinsam mit seinen Kunden intelligente Schaltschranklösungen für Bioreaktoren und baut sein Portfolio weiter aus. In der Prozesssteuerung sorgen wir für eine stabile und präzise Prozessführung bei höchster Produktivität. Dazu gehören optimierte Begasungs- und Fütterungsstrategien, Regelalgorithmen, Softsensoren zur Biomassebestimmung in Echtzeit sowie Systemkonzepte für biobasierte Produktionsprozesse. Außerdem werden wir Anlagenbetreiber mit Ferndiagnose, -wartung und -steuerung über eine Cloud unterstützen. Wenn in Zukunft weltweit eine Vielzahl modularer Produktionseinheiten zur Rohstoffgewinnung und zur Kohlenstofffixierung aufgebaut und betrieben werden, sind robuste Wertschöpfungsprozesse und eine einfache Bedienbarkeit der Anlagenmodule wichtig. Neue Berufsfelder für neue Technologien Hoch qualifiziertes technisches Personal und Biotechnologen sind aber nicht überall verfügbar. Aus diesem Grund analysieren unsere Experten von Festo Didactic bereits den neuen Wissensbedarf, um interdisziplinäre Verknüpfungen zu definieren und innovative Ausbildungsberufe, Studiengänge sowie Zusatzqualifikationen in den Bereichen Biomechatronik, Biointelligenz und Nachhaltigkeit zu etablieren. Der Paradigmenwechsel betrifft zukunftsweisende Geschäftsfelder und berufliche Anforderungen gleichermaßen. Deshalb stellen wir schon jetzt ganzheitlich die Weichen für die biologische Transformation der Ökonomie hin zur umweltgerechten Kreislaufwirtschaft. Denn nur im Zusammenspiel von Technik und Bildung lassen sich die globalen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts verantwortungsvoll bewältigen. BionicCellFactory Kultivierung von Biomasse im industriellen Maßstab 01: BionicCellFactory: Ganzheitlicher Bioprozess in fünf Modulen. 02: PhotoBionicCell: Unser erster Bio- reaktor mit 10 Liter Fassungsvermö- gen zur automatisierten Kultivierung von Algen. CO2-Collection: Bindung von CO2 aus der Luft Analysis: Überwachung der Zellen mithilfe von Quantensensorik und KI Cultivation: Kontrolliertes Wachstum der Biomasse durch Automatisierung Harvest:Ernte der Zellen mittels Zentrifuge Enzymatic Transformation: Gewinnung und Weiter- verarbeitung der Zell- bestandteile
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