Нашият свят се променя с безпрецедентна скорост. Глобалното население нараства с бързи темпове, а климатичните промени ясно очертават своя отпечатък върху лицето на Земята. За да подобрят качеството на живот и да осигурят устойчиво бъдеще за поколенията, водещи специалисти като тези на Festo вярват, че биоикономиката ще бъде движещата сила на утрешния ден. Поради тази причина утвърдената компания в областта на техниката и технологиите за автоматизация от десетилетия черпи вдъхновение за своите бионични проекти именно от биологични, природни модели. Една от нейните най-нови разработки е PhotoBionicCell, чиято идея е подчинена на култивирането на живата материя по енергийно ефективен начин. Това означава суровините, генерирани в процеса, да могат да бъдат извлечени, използвани за производство на различни промишлени стоки и впоследствие рециклирани, създавайки климатично неутрална система. 

„Водораслите са малките борци срещу климатичните изменения. Дори в естествената си среда, те са изключително високоефективни фотосинтезиращи организми, абсорбирайки десет пъти повече въглероден диоксид (CO₂) от растенията в почвата. Отглеждани в биореактори, оборудвани с подходящи сензори и автоматизирани технологии за контрол и управление, ефективността на водораслите може да бъде повишена до сто пъти спрямо тази на сухоземните растения. С изследователския проект PhotoBionicCell Festo представя потенциален подход за бъдеща индустриална биологизация“, съобщиха за читателите на ДигиталнаИндустрия.bg от Фесто ЕООД.

Ефективна фотосинтеза във високотехнологичен биореактор

Автоматизираното култивиране на водорасли протича с помощта на биореактори, които контролират растежа на биомасата. Комбинирайки изпитани отворени и затворени системи за контрол и управление с най-съвременни решения за автоматизация, изследователският екип на Festo осигурява най-добрите възможни условия за микроорганизмите.

„Течността от водораслите се изпомпва към колектори на повърхността, където се разпределя в равномерен поток, който се връща обратно към култиватора. По време на тази циркулация клетките на водораслите, чрез процес на фотосинтеза, поглъщат слънчевата светлина, въглеродния диоксид и водата и ги превръщат в кислород и химически енергийни носители, или органични рециклируеми материали. Така биомасата се култивира в затворен цикъл, който е високоефективен и пести ресурси“, разясниха от компанията.

Прецизни клетъчни измервания с квантов сензор на Q.ANT

Основно предизвикателство в проекта се явява начинът, по който най-точно да бъде определен обемът на биомасата. За целта разработчиците на Festo прилагат сензорна квантова технология от стартъп компанията Q.ANT, изцяло собственост на високотехнологичния лидер Trumpf. „Нашите квантово базирани сензори отварят врата към нови процеси, приложения и индустриални продукти. Използването на тази технология за индустриална фотосинтеза е чудесен начин да се разкрие пълният потенциал, който тя предлага“, коментираха от Q.ANT.

„Квантовият сензор предоставя точна информация в реално време за растежа на организмите. За генерирането на тази информация спомагат специални микрофлуидици на Festo, които автоматично и непрекъснато подават водорасли към сензора. Така, с изключителна прецизност той е в състояние да анализира оптически отделни клетки, за да определи точно количеството биомаса. В допълнение, с помощта на изкуствен интелект, устройството проследява и жизнеността на клетките“, уточниха още те.

Биоразградими материали за създаването на крайни екологични продукти

В зависимост от хранителните вещества, подавани към водораслите, продуктите, които се образуват като част от метаболитните процеси, представляват мастни киселини, цветни пигменти и повърхностноактивни вещества.

„Те могат да се използват като изходни материали за производството на лекарства, хранителни стоки, изделия от пластмаса, козметика или горива. За разлика от продуктите на петролна основа, био продуктите обикновено са изцяло рециклируеми и в подкрепа на цялостната кръгова икономика“, поясниха от Фесто.

Изкуствен интелект и дигитални близнаци в PhotoBionicCell 

Разработчиците на Festo използват изкуствен интелект за оценка на данните. Благодарение на това биореакторът може да бъде оптимизиран при процеса на размножаване на културите от водорасли или при поддържане на определени параметри на растеж с минимално вложена енергия. „Изкуственият интелект спомага още и за прогнозиране на експлоатационния живот на някои от компонентите на PhotoBionicCell“, уточниха специалистите. „Би било възможно и използването на дигитални близнаци, създадени с помощта на изкуствен интелект. Те могат да се използват в бъдеще за симулиране на пълни жизнени цикли на биореакторите и за предоставяне на виртуални изображения. Очакваният клетъчен растеж на различни микроорганизми също е възможно да бъде планиран с голяма точност преди физическото създаване на реалната система“, допълниха още те.

Повече информация за Фесто ЕООД, марките, продуктите и услугите, които предлага у нас, реализации и актуални промоционални кампании, бихте могли да намерите в микросайта на фирмата в Борса.bg! Разберете още кои са активните постоянни и стажантски позиции на компанията, както и подробности за технологичните възможности и бъдещите ѝ планове за развитие от ТУК!

Повече информация за Фесто Производство ЕООД, марките, продуктите и услугите, които предлага у нас, реализации и актуални промоционални кампании, бихте могли да намерите в микросайта на фирмата в Борса.bg!

Разберете още кои са активните постоянни и стажантски позиции на компанията, както и подробности за технологичните възможности и бъдещите ѝ планове за развитие от ТУК!

Източник на снимковия материал: Festo, Фесто ЕООД, Trumpf