Биопродукт
Биопродукты или продукты на биологической основе — это материалы , химические вещества и энергия, полученные из возобновляемого биологического материала. [1] [2] [3]
Биоресурсы
[ редактировать ]Биологические ресурсы включают сельское хозяйство , лесное хозяйство и отходы биологического происхождения , а также существует множество других примеров возобновляемых биоресурсов.
Пример
[ редактировать ]Одним из примеров возобновляемых биоресурсов является лигноцеллюлоза . биологического происхождения, Лигноцеллюлозные ткани представляют собой природные ресурсы содержащие некоторые из основных компонентов природного мира. [4]
- Голоцеллюлоза — это углеводная фракция лигноцеллюлозы, которая включает целлюлозу , обычный строительный блок, состоящий из сахара ( глюкозы ), который является наиболее распространенным биополимером, а также гемицеллюлозу . Недавние достижения в области каталитической конверсии платформенных химикатов из этой фракции биомассы привлекли внимание как промышленности, так и научных кругов. [5]
- Лигнин — второй по распространенности биополимер. Целлюлоза и лигнин являются двумя основными природными полимерами, используемыми растениями для хранения энергии, а также для придания прочности, как в случае с тканями древесных растений. Другие химические вещества, запасающие энергию в растениях, включают масла , воски , жиры и т. д., и поскольку эти другие растительные соединения имеют особые свойства, они предлагают потенциал для множества различных биопродуктов. [6] [7]
Категоризация
[ редактировать ]Обычные биопродукты и новые биопродукты представляют собой две широкие категории, используемые для классификации биопродуктов. Примеры традиционных продуктов на биологической основе включают строительные материалы, целлюлозу и бумагу , а также лесную продукцию . Примеры новых биопродуктов или продуктов на биологической основе включают биотопливо , биоэнергетику на основе крахмала и целлюлозы , этанол , клеи на биологической основе, биохимические вещества, биопластики и т. д. [8] [9] Новые биопродукты являются активными объектами исследований и разработок, и эти усилия значительно расширились с начала 20-го и 21-го веков, отчасти благодаря ценам на традиционные продукты на основе нефти, экологическим воздействием использования нефти , а также заинтересованность многих стран стать независимыми от иностранных источников нефти. Биопродукты, полученные из биоресурсов, могут заменить большую часть топлива, химикатов, пластмасс и т. д., которые в настоящее время производятся из нефти. [10]
Биопродукты инженерия
[ редактировать ]Инженерия биопродуктов (также называемая биотехнологической инженерией ) относится к разработке биопродуктов из возобновляемых биоресурсов. Это относится к проектированию, разработке и внедрению процессов и технологий устойчивого производства материалов, химикатов и энергии из возобновляемых биологических ресурсов.
Альтернативные определения
[ редактировать ]- Биотехнологическая инженерия — это специализация в области биотехнологии, химической инженерии, биологической инженерии или сельскохозяйственной инженерии. Он занимается проектированием и разработкой оборудования и процессов для производства таких продуктов, как продукты питания, корма, фармацевтические препараты, нутрицевтики , химикаты, а также полимеры и бумага из биологических материалов. Биотехнологическая инженерия представляет собой конгломерат математики, биологии и промышленного дизайна и состоит из различных спектров, таких как проектирование ферментеров, исследование ферментеров (режимов работы и т. д.). Он также занимается изучением различных биотехнологических процессов, используемых в отраслях крупнотоннажного производства биопрепаратов для оптимизации выхода конечного продукта и качества конечного продукта. Биотехнология может включать в себя работу инженеров-механиков, электриков и промышленных инженеров по применению принципов своих дисциплин к процессам, основанным на использовании живых клеток или субкомпонентов таких клеток. [11]
- Биоресурсная инженерия связана с применением биологической инженерии, химической инженерии и сельскохозяйственной инженерии, обычно основанной на биологическом и/или сельскохозяйственном сырье. Биоресурсная инженерия носит более общий характер и охватывает более широкий спектр технологий и различных элементов, таких как биомасса, биологическая обработка отходов, биоэнергетика, биотрансформация и анализ биоресурсных систем, а также технологии, связанные с технологиями термохимической конверсии: сжигание, пиролиз, газификация, катализ и т. д. Биохимическая инженерия конверсионные технологии: аэробные методы, анаэробное сбраживание, процессы роста микробов, ферментативные методы, компостирование. Продукты: волокно, топливо, сырье, удобрения, строительные материалы, полимеры и другие промышленные продукты. Управление: моделирование, системный анализ, решения, системы поддержки. Влияние урбанизации и растущего спроса на землю, продукты питания и воду ставят инженеров в этом мире перед серьезными проблемами. В прошлом интерфейсу между биологическим миром и традиционной инженерией уделялось мало внимания. Задача инженеров по биоресурсам — восполнить этот пробел. Инженеры сельского хозяйства и биоресурсов разрабатывают эффективные и экологически чувствительные методы производства продуктов питания, волокна, древесины, продуктов биологического происхождения и возобновляемых источников энергии для постоянно растущего населения мира.
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Сингх, СП; Эканем, Э.; Уэйкфилд, Т. младший; Комер С. (2003). «Растущая важность продуктов биологического происхождения и биоэнергетики в экономике США: распространение информации и обучение студентов» (PDF) . Международный обзор управления продовольственным и агробизнесом . 5 (3).
- ^ Инициатива по исследованиям и разработкам биомассы, 2006 г.: Видение биоэнергетики и биопродуктов в США - Биоэкономика для устойчивого будущего, 2006 г. «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 29 декабря 2009 г. Проверено 2 января 2009 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Национальный исследовательский совет (16 февраля 2000 г.). Промышленные продукты на основе биоматериалов: приоритеты исследований и коммерциализации . Издательство Национальной академии, Вашингтон, округ Колумбия. дои : 10.17226/5295 . ISBN 978-0-309-05392-1 . ПМИД 25121336 .
- ^ Чен, Гуаньцюнь; Веселаке, Рэндалл; Певица, Стейси, ред. (2018). Растительные биопродукты . Нью-Йорк: Springer-Verlag. ISBN 978-1-4939-8614-9 .
- ^ Гомес Миллан, Херардо; Хеллстен, Санна; Лорка, Хорди; Луке, Рафаэль; Сикста, Герберт; Балу, Алина (21 февраля 2019 г.). «Последние достижения в каталитическом производстве платформенных химикатов из голоцеллюлозной биомассы». ChemCatChem . 11 (8): 2022–2042. дои : 10.1002/cctc.201801843 . hdl : 2117/172794 . S2CID 104334256 .
- ^ Бойер, Дж. Л., Рамасвами, С., 2005: «Переосмысление высшего образования в 21 веке: Миннесота активно продвигает программу» Forest Products Journal, июль-август 2005 г., 55 (7-8): 4-10).
- ^ Рамасвами, С., Чирнер, У., Чен, Ю., 2007: «Преобразование академических учебных программ: целлюлозно-бумажная продукция в продукты биологического происхождения - обеспечение образования и исследовательской подготовки для традиционной и развивающейся промышленности продуктов биологического происхождения и биоэкономики» Серия симпозиумов ACS Глава 4, раздел 1, Материалы, химикаты и энергия из лесной биомассы Под ред. Аргиропулоса.
- ^ Бойер, Дж. Л., Рамасвами, С., 2005: «Переосмысление высшего образования в 21 веке: Миннесота активно продвигает программу» Forest Products Journal, июль-август 2005 г., 55 (7-8): 4-10).
- ^ Рамасвами, С., Чирнер, У., Чен, Ю., 2007: «Преобразование академических учебных программ: целлюлозно-бумажная продукция в продукты биологического происхождения - обеспечение образования и исследовательской подготовки для традиционной и развивающейся промышленности продуктов биологического происхождения и биоэкономики» Серия симпозиумов ACS Глава 4, раздел 1, Материалы, химикаты и энергия из лесной биомассы Под ред. Аргиропулоса.
- ^ «NREL: Обучение – Биопродукты» . Архивировано из оригинала 26 августа 2009 г. Проверено 2 января 2009 г.
- ^ Биотехнологическая инженерия - Основные понятия; Шулар, Майкл А., Карги, Фикрет, Прентис Холл, Индия, 2005 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Данфорд, Нурхан (2012). Пищевые и промышленные биопродукты и биопереработка . Чичестер, Западный Суссекс, Великобритания Хобокен: Уайли-Блэквелл. ISBN 978-0-8138-2105-4 . OCLC 784124288 .
- Гонсалес, Моника (2020). Достижения в области пищевых биопродуктов и технологий биопереработки . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press, Taylor & Francisco Group. ISBN 978-1-000-68293-9 . OCLC 1104922947 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Программа биопредпочтений Министерства сельского хозяйства США
- Содействие биоэкономической революции в биопродуктах и биоэнергетике , Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии
- Программа Министерства энергетики США по биомассе
