Nachhaltigkeit war das große Thema bei den Festo TechTalks zur Hannover Messe 2023. Das Unternehmen hat hier den Blick nicht nur auf die eigenen Produktionsprozesse, sondern auch auf Produkte und Lösungen für seine Kunden. Ein Beispiel ist die Kultivierung von Biomasse im industriellen Maßstab.
Mit den Technologiefeldern Pneumatik, Elektrische Automation, Prozessautomatisierung, Digitalisierung und Künstliche Intelligenz ermöglicht Festo die Transformation der industriellen Produktion in eine effiziente und klimaschonendere Art der Herstellung. Außerdem will das Unternehmen selbst seinen CO2-Fußabdruck in den nächsten Jahren massiv verringern. „Ab 2023 sind alle unsere Gebäude in Deutschland sowie unsere weltweiten Produktions- und Logistikstandorte bezüglich Scope 1 und 2 CO2-neutral, erklärte Christian Österle, Leiter Corporate Communication und Nachhaltigkeit bei Festo. Ab 2026 wird die gesamte Festo Gruppe CO2-neutral sein.
Festo hat auch große Fortschritte bei wichtigen Neuheiten gemacht, wie bei der digitalen und intelligenten Pneumatik, die je nach Anwendung deutliche Vorteile in der energieeffizienten Nutzung gegenüber der herkömmlichen Pneumatik bietet. „Mit unseren energiesparenden Produkten sind wir für unsere Kunden der richtige Partner für einen energieeffizienten und nachhaltigen Produktionsbetrieb“, sagt Österle.
Wandel zur Kreislaufwirtschaft
Den nächsten Entwicklungsschub für die industrielle Produktion sieht Festo im Wandel in Richtung einer Kreislaufwirtschaft. Das Bionic Learning Network von Festo forscht daher zur automatisierten Kultivierung von Biomasse. Beispielsweise bieten Algen großes Potenzial und eine Alternative zu Erdöl: Sie binden wesentlich mehr CO2 als Landpflanzen und verstoffwechseln durch Photosynthese Bestandteile, die für die Herstellung von Medikamenten, Kosmetika und Bio-Kunststoffen genutzt werden können. 2022 hat Festo den Bioreaktor „PhotoBionicCell“ vorgestellt, der Algen durch Automatisierungstechnik besonders effizient kultiviert. Auf der diesjährigen Hannover Messe wird eine Skalierung des Systems und damit die Vorstufe zur Industrialisierung zu sehen sein.
Kultivierung von Biomasse im industriellen Maßstab
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. Algen können zehnmal mehr CO2 binden als Landpflanzen. Durch ihre automatisierte Kultivierung in Bioreaktoren lässt sich dieser Wert auf den Faktor hundert steigern. „Wir bei Festo übertragen unser Know-how der Automatisierungstechnik auf biologische Prozesse. Die Natur ist 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“, erklärte Dr. Elias Knubben, Vice President Corporate Research and Innovation.
Die BionicCellFactory umfasst einen ganzheitlichen Bioprozess – von der optimierten Kultivierung der Algen im großen Maßstab mit dauerhafter Überwachung und Analyse über die Ernte bis hin zur Weiterverarbeitung und Veredelung verschiedener Bestandteile. Mit Festo-Automatisierungstechnik lässt sich die Biomasse im geschlossenen Kreislauf hocheffizient, ressourcenschonend und im großen Maßstab kultivieren.
Die PhotoBionicCell-Anlage besteht aus fünf Modulen.
- In Modul 1 wird CO2 aus der Umgebung aufgenommen und aufkonzentriert, sodass die Algen mit einer entsprechend hohen CO2-Menge versorgt werden können
- Modul 2 dient der Analyse der Algenmasse, bestimmt wrden beispielsweise Größe Aund Anzahl der Zellen, ein Quantensensor trifft Aussagen über Qualität des Algenwachstums
- Modul 3 ist das Herzstück der Anlage. Hier werden die Algen kultiviert und die perfekten Wachstumsbedingungen eingeregelt. Die Pilotanlage hat aktuell ein Volumen von 100 l, ist aber so aufgebaut, dass sie problemlos skaliert werden kann.
- In Modul 4 wird geerntet, enn der richtige Zeitpunkt erreicht ist. Zentrifugen trennen Wasser und Algenmasse. Das Wasser wird anschließend in den Prozess zurückgeführt
- In Modul 5 wird die Algenpaste veredelt. Das endprodukt ist ein hochreines Algenöl. Es kann in der Chemie-, Lebensmittel- oder Pharmaindustrie eingesetzt werden.
Mithilfe der Automatisierungstechnik von Festo lässt sich die BionicCellFactory beliebig groß skalieren. Um den zukünftigen Bedarf an nachwachsenden Rohstoffen zu decken, braucht es Bioreaktoren mit einem Fassungsvermögen von mehreren tausend Litern.
