Biomassza automatizált termesztése
A Festo PhotoBionicCell bioreaktora lehetővé teszi az algák hatékony és nagyszabású fotoszintézisét. Ez a kutatási projekt a jövő ipari biotechnológiájának egy lehetséges megközelítését mutatja be.

 

Az algák kis éghajlatmentők. Már természetes állapotukban is rendkívül hatékony fotoszintetizátorok, és tízszer több szén-dioxidot (CO₂) nyelnek el, mint a szárazföldi növények. Megfelelő érzékelőkkel és irányítástechnikával automatizált bioreaktorokban az algák hatékonysága a szárazföldi növények hatékonyságának százszorosára növelhető. Ez azt mutatja, hogy jelentős potenciállal rendelkeznek az éghajlatsemleges körforgásos gazdaságban.

 

A bioreaktorral az algák automatikusan termeszthetők és növekedésük szabályozható

 

Világunk soha nem látott mértékben változik. A világ népessége növekszik és az éghajlatváltozás következményei már most érezhetők. Csak akkor lesz élhető jövőnk, ha az emberek, az állatok és a növényvilág harmóniában élnek. A Festo ezért tekinti a jövő gazdasági rendszerének a biogazdaságot. "Célunk, hogy a biomassza nagyüzemi termesztésével, az általunk kifejlesztett automata technológiával jelentősen hozzájáruljunk a mai és a jövő generációk életminőségének javításához" – mondja Dr. Elias Knubben, a vállalati kutatás és innováció alelnöke.

A biológia mint inspiráció

A bionikai csapat most a fotoszintézist is alaposabban megvizsgálja. A 2022-es Hannover Messe kiállításon a Festo a PhotoBionicCell projektet az ipari biológia példájaként mutatja be. Az innovatív fotobioreaktorral az algák automatikusan termeszthetők és növekedésük szabályozható.

 

Az olyan, megfelelő érzékelőkkel és vezérlési technológiával automatizált bioreaktorokban, mint a PhotoBionicCell, az algák hatékonysága százszorosára növelhető a szárazföldi növényekéhez képest

 

Az algasejtek a kloroplasztiszukban zajló fotoszintézis révén a napfényt, szén-dioxidot és vizet oxigénné és kémiai energiahordozóvá vagy újrahasznosítható szerves anyagokká alakítják. A Festo automatizálási technológiájával, például az ellenőrzött, optimális gázosítással és keveréssel, az algák százszor több szén-dioxidot képesek megkötni, mint a szárazföldi növények, például a fák vagy a kukorica.

Biológiai újrahasznosítható anyagok az éghajlatsemleges végtermékekhez

Az algák anyagcsere-folyamataik részeként zsírsavakat, színpigmenteket és felületaktív anyagokat termelnek. Ezek felhasználhatók gyógyszerek, élelmiszerek, műanyagok vagy kozmetikumok előállításához szükséges nyersanyagként. A kőolaj-alapú termékekkel ellentétben a bioalapú végtermékek általában biológiailag lebonthatók, és az általános körforgásos gazdasággal összhangban mindig klímasemleges módon újrahasznosíthatók.

 

Optimális folyamatstabilitás: 24 órás működés több fotobioreaktor összes lényeges adatának nyomon követésével
 

 

Például egy samponos flakon előállításához körülbelül egy liter kőolajra van szükség. Ha ezt a flakont használat után elégetik, további három kilogramm CO₂ szabadul fel, így CO₂-mérlege negatív lesz. Ha ehelyett algaalapú bioműanyagot használnak, három kilogramm CO₂-t nyelnek el, amely a flakon ártalmatlanításakor ismét felszabadul. Így a körforgás egyensúlyban van.

Hatékony fotoszintézis a csúcstechnológiás bioreaktorban

A PhotoBionicCell-en végzett munkájuk során a kutatók a Synechocystis kék-zöld alga tenyésztésére összpontosítottak. Ezek színpigmenteket, omega-3 zsírsavakat és polihidroxibutirátot (PHB) termelnek. Ha ezt a PHB-t kivonják, más anyagok hozzáadásával feldolgozható, és például a 3D nyomtatásban felhasználható. A bioreaktorok egyik legnagyobb kihívása, hogy hogyan lehet pontosan meghatározni a biomassza mennyiségét.

 

 

A Festo ehhez a Q.ANT start-up cég által szállított kvantumtechnológiai érzékelőre támaszkodik. Ez valós időben pontos információkat szolgáltat a szervezetek növekedéséről. A mikrofluidika – például a folyadék apró mennyiségeit pontosan szabályozó szivattyúk – alkalmazásával az algákat automatikusan és folyamatosan pumpálják a kvantumszenzorba. A kvantumszenzor képes optikailag elemezni az egyes sejteket, így a biomassza mennyisége pontosan meghatározható. Emellett mesterséges intelligenciát (AI) használ a sejtek életképességének vizsgálatára. Csak ezután lehetséges a folyamat eseményeit előre jelezni, azokra reagálni, valamint ellenőrzött módon beavatkozni.

Szoftveres megoldások a digitalizált laboratóriumhoz

Számos laboratóriumi elemzést eddig kézzel végeztek. Ez lassú és hibákat eredményezhet. Az ilyen laboratóriumi rendszerek automatizálása a jövőben lehetővé teszi, hogy minden szükséges adatot közvetlenül és valós időben lehessen leolvasni. Ennek eléréséhez a PhotoBionicCell saját fejlesztésű szoftvert használ.

A kezelő felület lehetővé teszi több fotobioreaktor megjelenítését az aktuális adathelyzettel és élő képekkel. A paraméterek módosításai és a megfelelő kiértékelések éjjel-nappal és akár távolról is elvégezhetők. A felhasználók így bármikor reagálhatnak a bioreaktorban bekövetkező változásokra, így például az optimális időpontban megkezdhetik a „termés” betakarítását.

Mesterséges intelligencia a további optimalizáláshoz

A Festo fejlesztői mesterséges intelligenciát alkalmaznak az adatok kiértékeléséhez is. Ez lehetővé teszi a bioreaktor optimalizálását az algakultúrák szaporítására vagy a meghatározott növekedési paraméterek fenntartására minimális energiabefektetéssel.

(Képek: Festo)

A BMW Group legnagyobb napelemparkja épül fel Debrecenben
Április 10-én egy több, mint 50 hektáros területen elterülő napelempark kialakítására vonatkozó szerződést írtak alá a BMW Manufacturing Hungary Kft. és az E.ON Hungária Csoport képviselői.
Az Electrosub kiváló lehetőséget kínál üzleti kapcsolatainak frissítésére!
Az idén 5 éves fennállását ünneplő Electrosub szakkiállítás és konferencia koncepcióját a szervezők a piac igényeihez igazodva 2021-ben frissítették. A nyitva tartás két naposra váltott, és bevezették a kkv-k számára is könnyen elérhető, költséghatékony megjelenést biztosító ECO standot.
Magyar tudósok, akik nélkül ma teljesen más lenne az űrkutatás
1961. április 12-én indult útjára a Jurij Gagarin repülő őrnagyot szállító űrhajó, aki így első emberként jutott el a világűrbe. Habár ez már önmagában is óriási evolúciós ugrás volt a történelemben, az azóta eltelt 60 évben is rengeteg jelentős előrelépés történt az űrkutatás területén, melyben a magyaroknak is nagy szerepük volt.
Minőségi ugrást hoz a mesterséges intelligencia a minőségellenőrzésben
A cégek egyre nagyobb arányban helyezik át a fókuszt a mennyiségről a minőségre a szoftverek esetében is. Ehhez viszont hatékony minőségellenőrzési folyamatokra van szükség, amiben meghatározó segítséget jelentenek az olyan fejlett technológiák, mint például az automatizálás és a mesterséges intelligencia.
Az elektronikai ipar legnagyobb hazai rendezvénye – InnoElectro 2024
A Magyarországi Elektronikai Társaság idén kiemelten színes konferenciával várja látogatóit 2024. április 23–25-ig a Budapesti Olimpiai Központ A-csarnokában. 3500 m2-en több mint 100 kiállító és 100 előadás várja a látogatókat, számtalan izgalmas kerekasztal beszélgetéssel, égető témákat érintve.