Klima- und Ressourcenschutz sind zwei der großen Herausforderungen unserer Zeit. Festo beschäftigt sich seit geraumer Zeit mit diesen Fragen: »Wir übertragen unser Know-how der Automatisierungstechnik auf biologische Prozesse. Auch hier ist die Natur unser großes Vorbild. Sie lehrt uns Ressourceneffizienz, da sie keine Verschwendung und keinen Abfall kennt. Im Zusammenspiel biologischer und technischer Prozesse skalieren und beschleunigen wir Lösungsansätze aus dem Laborformat und bringen diese zur industriellen Anwendung«, erklärt Dr. Elias Knubben, Vice President Corporate Research and Innovation.

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 beziehungsweise organische Wertstoffe um. Mit Automatisierungstechnik lässt sich die Biomasse im geschlossenen Kreislauf effizient, ressourcenschonend und im großen Maßstab kultivieren. Alles, was gegenwärtig unter immensem CO2-Ausstoß aus Erdöl hergestellt wird, lässt sich laut Festo auch nachhaltig aus Algen gewinnen. Sie gelten als ‚kleine Klimaretter‘, da sie zehnmal mehr CO2 binden als Landpflanzen. Durch ihre automatisierte Kultivierung in Bioreaktoren lässt sich dieser Wert nochmals um den Faktor 10 steigern. Die gewonnene Biomasse ist in der Chemie-, Lebensmittel- oder Pharmaindustrie einsetzbar.

Mit dem Projekt ‚PhotoBionicCell‘ hat Festo 2022 einen ersten Bioreaktor zur automatisierten Kultivierung von Algen vorgestellt. In diesem Jahr zeigt das interdisziplinäre Bionik-Team mit der ‚BionicCellFactory‘ einen ganzheitlichen Bioprozess – von der optimierten Kultivierung der Algen im großen Maßstab mit dauerhafter Überwachung und Analyse über die Ernte bis zur Weiterverarbeitung und Veredelung verschiedener Bestandteile - im Gegensatz zu chemischen Prozessen ganz ohne hohe Temperaturen, hohe Drücke und Giftstoffe.

Produktionssysteme der Zukunft

Festo sieht die BionicCellFactory als Modellfabrik und als universelle Blaupause für ganzheitliche Produktionssysteme der Zukunft. Mithilfe der Automatisierungstechnik von Festo lässt sie sich beliebig groß skalieren. Um den zukünftigen Bedarf an nachwachsenden Rohstoffen zu decken, braucht es Bioreaktoren mit einem Fassungsvermögen von mehreren tausend Litern. Festo entwickelt mit Kunden intelligente Schaltschranklösungen für Bioreaktoren und baut das Portfolio weiter aus. In der Prozesssteuerung sorgt der Automatisierungs-Anbieter für eine stabile und präzise Prozessführung - dazu zählen Begasungs- und Fütterungsstrategien, Regelalgorithmen, Softsensoren zur Biomassebestimmung in Echtzeit sowie Systemkonzepte für biobasierte Produktionsprozesse. Zudem wird das Unternehmen Anlagenbetreiber mit Diagnose, Wartung und Steuerung aus der Ferne über die Cloud unterstützen.