La nostra terra sta cambiando a un ritmo senza precedenti. La popolazione mondiale sta crescendo, le conseguenze del cambiamento climatico sono evidenti. Possiamo mantenere un futuro dignitoso solo se l'umanità, il mondo animale e quello vegetale convivono in un equilibrio armonioso. Ecco perché noi di Festo consideriamo la bioeconomia come il sistema economico del futuro. La nostra pretesa è dare un contributo decisivo al miglioramento della qualità della vita delle generazioni presenti e future, coltivando la biomassa su larga scala attraverso la nostra tecnologia di automazione.
Se riusciamo a operare in cicli, riusciamo anche a creare spazi di innovazione di cui beneficiano allo stesso tempo le persone e l'ambiente. Economia circolare significa produrre in modo neutrale dal punto di vista dell'anidride carbonica, utilizzando il minor numero possibile di risorse. L'idea è quella di coltivare la materia vivente come base biologica in modo efficiente dal punto di vista energetico, in modo da poterne estrarre le materie prime e trasformarle in prodotti. Questi ultimi devono, alla fine, essere restituiti al ciclo naturale.
Festo, un'azienda che apprende, considera da decenni la biologia una fonte di ispirazione e di insegnamento. Nel corso degli anni, i nostri esperti di bionica hanno creato e sviluppato una moltitudine di innovazioni tecnologiche. L'esperienza che abbiamo acquisito nel processo, la nostra tecnologia di automazione e il nostro know-how nell'ingegneria di controllo ci rendono un partner ottimale per la coltivazione di biomassa su scala industriale.
Con il sistema biotecnologico BionicHydrogenBattery, Festo presenta una soluzione completamente nuova e automatizzata per lo stoccaggio ad alta efficienza energetica e il trasporto a basso rischio di una delle fonti energetiche del futuro: l'idrogeno. Questo viene convertito in acido formico con l'aiuto di batteri e, rispetto ai processi precedenti, a temperature miti e a bassa pressione.
Lo stoccaggio dell'idrogeno, efficiente dal punto di vista energetico e a basso rischio, offre un grande potenziale. Ci permette di produrre e immagazzinare idrogeno nel momento in cui è disponibile una quantità sufficiente di energia generata in modo sostenibile, ad esempio in estate o nei paesi ventosi e soleggiati, e di recuperarlo quando è necessario per la produzione energetica.
Un esempio di biologizzazione industriale è il nostro fotobioreattore sviluppato nel 2022. Con l'esperienza, il know-how e i componenti Festo, le biomasse di diverse specie di alghe, possono essere coltivate in un ciclo chiuso: altamente efficiente, a risparmio di risorse, automatizzato. Nella loro fotosintesi, le cellule delle alghe vegetali convertono la luce del giorno e l'anidride carbonica dell'aria ambiente in vettori chimici di energia o sostanze organiche preziose.
Le sostanze risultanti possono poi essere utilizzate come materiali di partenza per prodotti farmaceutici, imballaggi, cibo, carburanti o cosmetici e infine riciclate in modo neutrale per il clima. Questo perché, a differenza dei prodotti a base di petrolio, per esempio, rilasciano solo l'anidride carbonica che è stata precedentemente estratta dall'aria e legata nel bioreattore.
Con la BionicCellFactory mostriamo un bioprocesso completo scalato a 80 litri, dalla coltivazione ottimizzata delle alghe, con monitoraggio e analisi permanenti, passando per la raccolta fino all'ulteriore lavorazione e alla raffinazione di vari componenti, senza temperature e pressioni elevate o sostanze tossiche.
La BionicCellFactory, come fabbrica modello, è la versione universale per i sistemi di produzione olistica del futuro. Grazie alla nostra tecnica dell'automazione, può essere ampliata a qualsiasi dimensione, per soddisfare la futura domanda di materie prime rinnovabili.
I bioprocessi stanno diventando sempre più importanti per l'industria, in quanto rappresentano alternative sostenibili ai processi di produzione convenzionali e consentono la fabbricazione di nuovi prodotti.
Con BioTech Automation, Festo presenta una panoramica di componenti e soluzioni già disponibili basati su processi di coltivazione selezionati, i quali vengono illustrati in due bioreattori: un reattore di alghe che utilizza l'esempio di Chlorella vulgaris e un reattore in acciaio inox per la coltivazione di microrganismi come E. coli. Inoltre, viene mostrato un sistema didattico modulare, un reattore didattico.
Compagni indispensabili della trasformazione biologica sono la digitalizzazione, l'intelligenza artificiale e la tecnologia dei sensori quantistici. Con l'aiuto di questi metodi, i dati dei bioreattori possono essere ottimizzati in pochissimo tempo. Solo quando la coltivazione automatizzata della biomassa sarà affidabile, economica e di qualità impeccabile, la sua bioproduzione diventerà commerciabile su larga scala e sarà in grado di ottenere gli effetti ambientali desiderati. A tal fine, conduciamo ricerche in collaborazione con altre aziende e istituti.
Una grande sfida nella biotecnologia è la misurazione esatta della biomassa. Essa è importante per regolare in modo ottimale l'alimentazione e la gassificazione dei microrganismi. Festo sta conducendo ricerche insieme a partner del mondo scientifico e industriale, su un computer a basso costo per determinare la biomassa in tempo reale. La soluzione di Festo è un sensore morbido per la stima della biomassa. A partire dai dati di misurazione esistenti come la temperatura, la pressione, il valore del pH, questo sensore fornisce informazioni importanti sullo stato della biomassa in tempo reale. Da qui gli esperti possono dedurre, ad esempio, quando dovrebbero nutrire o raccogliere i microrganismi.
Festo fa anche parte del Biointelligence Competence Centre. Questa alleanza tra le più importanti istituzioni di ricerca e alcune aziende pioniere, vuole plasmare la trasformazione biologica verso ecosistemi sostenibili. Vogliamo portare questo approccio interdisciplinare dalla regione di Stoccarda al mondo.
Tuttavia, il personale tecnico e i biotecnologi altamente qualificati per un gran numero di bioreattori non sono disponibili ovunque. In questo contesto, supportiamo da un lato i gestori degli impianti con diagnosi, manutenzione e controllo da remoto, nell'ambito di soluzioni cloud.
Dall'altro lato, analizziamo i nuovi requisiti di conoscenza per definire collegamenti interdisciplinari e istituire professioni formative innovative, corsi di studio e qualifiche aggiuntive nei campi della biomeccatronica, della biointelligenza e della sostenibilità. Il cambiamento di paradigma riguarda in egual misura i campi di attività orientati al futuro e i requisiti professionali.
Per questo motivo stiamo già tracciando la strada per la trasformazione biologica dell'economia, verso un'economia circolare rispettosa dell'ambiente. La formazione è l'unico modo di affrontare responsabimente le sfide globali del XXI secolo.