Биопродукт

Биопродукты или продукты на биологической основе — это материалы , химикаты и энергия, полученные из возобновляемого биологического материала. [1] [2] [3]

Биоресурсы

Биологические ресурсы включают сельское хозяйство , лесное хозяйство и биологически полученные отходы , а также существует множество других примеров возобновляемых биоресурсов.

Пример

Одним из примеров возобновляемых биоресурсов является лигноцеллюлоза . Лигноцеллюлозные ткани — это биологически полученные природные ресурсы , содержащие некоторые из основных компонентов природного мира. [4]

  1. Холоцеллюлоза — это углеводная фракция лигноцеллюлозы, которая включает целлюлозу , общий строительный блок из сахара ( глюкозы ), который является наиболее распространенным биополимером, а также гемицеллюлозу . Недавние достижения в каталитической конверсии платформенных химикатов из этой фракции биомассы привлекли как промышленность, так и академические круги. [5]
  2. Лигнин является вторым наиболее распространенным биополимером. Целлюлоза и лигнин являются двумя основными природными полимерами, используемыми растениями для хранения энергии, а также для придания прочности, как в случае с древесными растительными тканями. Другие химические вещества для хранения энергии в растениях включают масла , воски , жиры и т. д., и поскольку эти другие растительные соединения обладают различными свойствами, они предлагают потенциал для множества различных биопродуктов. [6] [7]

Категоризация

Обычные биопродукты и новые биопродукты — это две широкие категории, используемые для классификации биопродуктов. Примерами обычных биопродуктов являются строительные материалы, целлюлоза и бумага , а также лесная продукция . Примерами новых биопродуктов или биопродуктов являются биотопливо , биоэнергия , этанол на основе крахмала и целлюлозы , биоклеи, биохимикаты, биопластики и т. д. [8] [9] Новые биопродукты являются активными объектами исследований и разработок, и эти усилия значительно развились с начала 20/21 века, отчасти из-за цены на традиционные продукты на основе нефти, воздействия на окружающую среду использования нефти и интереса многих стран к независимости от иностранных источников нефти. Биопродукты, полученные из биоресурсов, могут заменить большую часть топлива, химикатов, пластика и т. д., которые в настоящее время производятся из нефти [10]

Биопродуктовая инженерия

Инженерия биопродуктов (также называемая инженерией биопроцессов ) относится к инженерии биопродуктов из возобновляемых биоресурсов. Это относится к проектированию, разработке и внедрению процессов, технологий для устойчивого производства материалов, химикатов и энергии из возобновляемых биологических ресурсов.

Альтернативные определения

  • Биотехнологическая инженерия является специализацией биотехнологии, химической инженерии или биологической инженерии или сельскохозяйственной инженерии. Она занимается проектированием и разработкой оборудования и процессов для производства таких продуктов, как продукты питания, корма, фармацевтические препараты, нутрицевтики , химикаты, полимеры и бумага из биологических материалов. Биотехнологическая инженерия является конгломератом математики, биологии и промышленного дизайна и состоит из различных спектров, таких как проектирование ферментеров, изучение ферментеров (режим работы и т. д.). Она также занимается изучением различных биотехнологических процессов, используемых в промышленности для крупномасштабного производства биологического продукта для оптимизации выхода конечного продукта и качества конечного продукта. Биотехнологическая инженерия может включать работу инженеров-механиков, электротехников и промышленных инженеров по применению принципов своих дисциплин к процессам, основанным на использовании живых клеток или субкомпонентов таких клеток [11]
  • Биоресурсная инженерия связана с приложениями биологической инженерии, химической инженерии и сельскохозяйственной инженерии, обычно основанными на биологическом и/или сельскохозяйственном сырье. Биоресурсная инженерия является более общей и охватывает более широкий спектр технологий и различных элементов, таких как биомасса, биологическая переработка отходов, биоэнергетика, биотрансформации и анализ систем биоресурсов, а также технологии, связанные с технологиями термохимического преобразования: сжигание, пиролиз, газификация, катализ и т. д. Биохимические технологии преобразования: аэробные методы, анаэробное сбраживание, процессы микробного роста, ферментативные методы, компостирование Продукция: волокно, топливо, сырье, удобрения, строительные материалы, полимеры и другие промышленные продукты Управление: моделирование, системный анализ, решения, системы поддержки. Влияние урбанизации и растущий спрос на землю, продукты питания и воду ставят перед инженерами в мире серьезные проблемы. В прошлом мало внимания уделялось взаимодействию между биологическим миром и традиционной инженерией. Задача инженеров по биоресурсам — заполнить этот пробел. Инженеры сельского хозяйства и биоресурсов разрабатывают эффективные и экологически безопасные методы производства продуктов питания, волокон, древесины, биопродуктов и возобновляемых источников энергии для постоянно растущего населения мира.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Сингх, С. П.; Эканем, Э.; Уэйкфилд, Т. младший; Комер С. (2003). «Растущая важность биопродуктов и биоэнергии в экономике США: распространение информации и обучение студентов» (PDF) . International Food and Agribusiness Management Review . 5 (3).
  2. ^ Инициатива по исследованию и развитию биомассы, 2006: Видение биоэнергии и биопродуктов в Соединенных Штатах – Биоэкономика для устойчивого будущего 2006 "Архивная копия" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 29-12-2009 . Получено 02-01-2009 .{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )
  3. ↑ Национальный исследовательский совет (16 февраля 2000 г.). Биооснованные промышленные продукты: приоритеты исследований и коммерциализации . National Academy Press, Вашингтон, округ Колумбия. doi : 10.17226/5295. ISBN 978-0-309-05392-1. PMID  25121336.
  4. ^ Чэнь, Гуаньцюнь; Везелэйк, Рэндалл; Сингер, Стейси, ред. (2018). Растительные биопродукты. Нью-Йорк: Springer-Verlag. ISBN 978-1-4939-8614-9.
  5. ^ 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.
  6. ^ Боуер, Дж. Л., Рамасвами, С., 2005: «Переосмысление высшего образования в 21 веке: Миннесота активно усиливает программу» Forest Products Journal, июль-август 2005 г., 55 (7-8): 4-10)
  7. ^ Рамасвами, С., Чирнер, У., Чен, Й., 2007: «Трансформация академических программ: целлюлоза и бумага в биопродукты — предоставление образования и исследовательской подготовки для традиционной и новой индустрии биопродуктов и биоэкономики» Серия симпозиумов ACS Глава 4, Раздел 1, Материалы, химикаты и энергия из лесной биомассы под ред. Аргиропулоса.
  8. ^ Боуер, Дж. Л., Рамасвами, С., 2005: «Переосмысление высшего образования в 21 веке: Миннесота активно усиливает программу» Forest Products Journal, июль-август 2005 г., 55 (7-8): 4-10)
  9. ^ Рамасвами, С., Чирнер, У., Чен, Й., 2007: «Трансформация академических программ: целлюлоза и бумага в биопродукты — предоставление образования и исследовательской подготовки для традиционной и новой индустрии биопродуктов и биоэкономики» Серия симпозиумов ACS Глава 4, Раздел 1, Материалы, химикаты и энергия из лесной биомассы под ред. Аргиропулоса.
  10. ^ "NREL: Learning - Bioproducts". Архивировано из оригинала 2009-08-26 . Получено 2009-01-02 .
  11. ^ Биотехнология — основные понятия; Шулар, Майкл А., Карги, Фикрет, Prentice Hall of India, 2005

Дальнейшее чтение

  • Данфорд, Нурхан (2012). Пищевые и промышленные биопродукты и биопереработка . Чичестер, Западный Сассекс, Великобритания Хобокен: Wiley-Blackwell. ISBN 978-0-8138-2105-4. OCLC  784124288.
  • Гонсалес, Моника (2020). Достижения в области пищевых биопродуктов и технологий биообработки . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press, Taylor & Francis Group. ISBN 978-1-000-68293-9. OCLC  1104922947.
  • Программа USDA BioPreferred
  • Содействие биоэкономической революции в области биопродуктов и биоэнергии, Национальная лаборатория возобновляемой энергии
  • Программа Министерства энергетики США по биомассе
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Биопродукт&oldid=1170664681"