A biologizáció lehetővé teszi a jövő ökológiai innovációit

Automatizálási technológiájával a Festo célja, hogy éghajlatbarát megoldásokat kínáljon, és ezáltal hozzájáruljon a jelen és a jövő generációk életminőségének javításához. Ezért a vállalat intenzíven dolgozik azon, hogyan lehet a folyamatokat kevesebb anyagfelhasználással és több újrahasznosítással végezni, és milyen alternatív anyagokat lehet felhasználni. Az automatizálás tevékenységi körébe bevont biológiai fejlesztések különösen ígéretesek. A jövő legkisebb gyára egy biológiai sejtben lesz megtalálható.

Az automatizálással a természetben hosszú időt igénylő biológiai folyamatok felgyorsíthatók, nagyobb méretekben végezhetők és gazdaságilag életképessé tehetők. Sokéves tapasztalatával és magasan fejlett technológiájával a Festo ezen a területen is vezető szerepet játszik, bemutatva, hogy mi minden lehetséges az automatizálás kifinomult vezérlési és szabályozási technológiájával a biológia területén. A „PhotoBionicCell" (2022) és a „BionicCellFactory" (2023) bioreaktorok után, amelyek az algák tenyésztésére összpontosítottak, a Festo jelenlegi „BionicHydrogenBattery" projektje a jövő egyik energiaforrásával, a hidrogénnel foglalkozik.

BionicHydrogenBattery: a hidrogén biztonságos tárolása és szállítása baktériumok segítségével

A hidrogént jelenleg csak olyan eljárásokkal lehet biztonságosan és helytakarékosan tárolni és szállítani, amelyek rendkívül magas vagy alacsony hőmérsékletet és nagy, 150-700 bar nyomást igényelnek, ezért rengeteg energiát használnak fel. A Festo a teljesen automatizált „BionicHydrogenBattery" biotechnológiai rendszerrel egy teljesen új megközelítést mutat be: az illékony anyagot baktériumok segítségével alacsony kockázattal és energiatakarékosan – viszonylag alacsony, 65 Celsius-fok körüli hőmérsékleten és 1,5 bar nyomáson – hangyasavvá alakítják. A sav könnyen tárolható és szállítható. A célállomáson ugyanazok a baktériumok megfordítják a folyamatot, és a savat újra szén-dioxidra és hidrogénre bontják. Míg az utóbbit villamosenergia-termelésre lehet felhasználni, a nagy tisztaságú szén-dioxidot újra lehet hasznosítani és például az italiparban lehet felhasználni. A kiállításon a körforgásos gazdaság és az újrahasznosítás jegyében ismét hangyasav előállítására használták fel.

A biológiai folyamat középpontjában a Thermoanaerobacter kivui (T. kivui) baktérium áll. Ez a baktérium egy speciális enzimet termel, amely lehetővé teszi, hogy a hidrogént és a szén-dioxidot hangyasavvá alakítsa. Ennek a folyamatnak felfedezése és alapkutatása a frankfurti Goethe Egyetem Molekuláris Mikrobiológiai és Bioenergetikai Tanszékének nevéhez fűződik. A csapat vezetője Prof. Dr. Volker Müller, akivel a Festo szakemberei szorosan együttműködik a projektben. „A jövő egyik energiaforrása a hidrogén, amely többek között a tiszta áram előállításában is fontos szerepet fog játszani" – mondja Dr. Michael Sinsbeck, a Festo Bionikai Projektek felelős vezetője. „Koncepciónkkal segítünk abban, hogy ez a lehetőség gazdaságosan kihasználható legyen."

BioTech Automation: reaktorok algák és baktériumok számára

A biofolyamatok egyre fontosabbá válnak az ipar számára, mivel fenntartható alternatívákat kínálnak a hagyományos módon előállított termékekkel szemben. „Az algákon kívül más szervezeteket is használhatunk, amelyek megújuló erőforrásokból például élelmiszert, bioüzemanyagot vagy bioműanyagot állítanak elő" – mondja Dr. Elias Knubben, a Festo kutatási és innovációs vezetője. A Festo ezért a Hannoveri Vásáron a kiválasztott tenyésztési eljárások segítségével áttekintést adott a már elérhető komponensekről és megoldásokról, amelyeket két bioreaktorban mutatnak be: egy algareaktorban a Chlorella vulgaris példáján, valamint egy rozsdamentes acél reaktorban, amely mikroorganizmusok, például E. coli tenyésztésére szolgál.

„Termékportfóliónkkal már most számos területen ki tudjuk szolgálni a növekvő biotechnológiai piacot, különösen a gázosítás, a folyadékkezelés és a bioreaktorok holisztikus automatizálása terén" – mondja Ralf Kapfhamer, a Biotech és Folyamatautomatizálás magas szintű fejlesztéséért felelős vezető. Az egyik legfontosabb termék itt az új VTUX szelepterminál, amely lehetővé teszi a bioreaktorok pneumatikus vezérlésű szelepeinek működtetését.

Az egyedi komponensek mellett a Festo egyedi rendszermegoldásokat is kínál bioreaktorokhoz. Az egyedi automatizálási megoldásokat válogatott egységekből fejlesztik ki, például komplett vezérlőszekrények formájában. Ügyfélspecifikus szoftverek is létrehozhatók, a vezérlőrendszertől a felhőig. A rendszerek zökkenőmentes integrációja és az adatok valós idejű elemzése lehetővé teszi a hatékony és átlátható folyamatirányítást.

Biologizáció mint tanulási terület: új képzési modul és szakirány

Egy biotechnológiai folyamat működtetéséhez az elektrotechnika, a mechanika, az informatika és a biotechnológia területéről származó ismeretekre van szükség. Egy új munkaköri profil van kialakulóban: a biomechatronikai technikus. Ezt a tudást moduláris képzési koncepció keretében az oktatóreaktorban, hardver és szoftver kombinációjával tanítják.

A Festo nem csak műszaki szempontból felel meg a biológia területén jelentkező új kihívásoknak, hanem a műszaki alap- és továbbképzés piacvezetőjeként a jövőben szükséges képesítéseket is szem előtt tartja. A saját szakképzési területén ezért a Festo a Stuttgarti Regionális Ipari és Kereskedelmi Kamarával közösen elindította a „Klímavédelem és fenntartható fejlődés" kiegészítő szakképesítést. Ez számos szakmai képzést céloz meg, köztük „A biológiai átalakítás automatizálása" modult, különösen az ipari-műszaki és kereskedelmi szakmunkástanulók számára. A Festo saját képzési központjában a téma egyes részeit saját gyakornokaival kezdi. A Festo a leendő biomechatronikai mérnökök számára egy moduláris oktatási koncepciót is kidolgozott, amely az ismeretek, különösen a műszaki alapok átadására használható.

A Festónak konkrét tervei vannak a felsőoktatással kapcsolatban is: „A jövő szakembereit képezzük, ezért jelenleg a Reutlingeni Egyetemmel közösen dolgozunk egy új biomechatronikai kurzus megtervezésén, amely a biológiai és műszaki tartalmakat ötvözi, és a sejtre, mint a világ legkisebb gyárára összpontosít" – mondja Stefan Dietl, a Festo képzési vezetője. „A hallgatók elsősorban műszaki ismereteket tanulhatnak majd nálunk." Az új oktatóreaktort itt is használni fogják.