Articulo de referencia

Bioproducto

Los bioproductos (o productos de base biológica ) son materiales , productos químicos y energía derivados de material biológico. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Biorrecursos Los recursos biol...

Los bioproductos (o productos de base biológica ) son materiales , productos químicos y energía derivados de material biológico. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

Biorrecursos

Los recursos biológicos incluyen la agricultura , la silvicultura y los residuos de origen biológico , y existen muchos otros ejemplos de biorrecursos renovables .

Ejemplo

Uno de los ejemplos de biorrecursos renovables es la lignocelulosa . Los tejidos lignocelulósicos son recursos naturales de origen biológico que contienen algunos de los principales componentes del mundo natural. [ 4 ]

  1. La holocelulosa es la fracción de carbohidratos de la lignocelulosa que incluye la celulosa , un componente básico común del azúcar ( glucosa ) que es el biopolímero más abundante, así como la hemicelulosa . Los recientes avances en la conversión catalítica de productos químicos básicos a partir de esta fracción de biomasa han atraído tanto a la industria como a la comunidad académica. [ 5 ]
  2. La lignina es el segundo biopolímero más abundante. La celulosa y la lignina son dos de los principales polímeros naturales que utilizan las plantas para almacenar energía y proporcionar resistencia, como ocurre en los tejidos leñosos. Otros compuestos químicos de almacenamiento de energía en las plantas incluyen aceites , ceras , grasas , etc., y debido a que estos otros compuestos vegetales poseen propiedades distintivas, ofrecen potencial para una amplia gama de bioproductos. [ 6 ] [ 7 ]

Categorización

Los bioproductos convencionales y los bioproductos emergentes son dos amplias categorías utilizadas para clasificar los bioproductos. Ejemplos de bioproductos convencionales incluyen materiales de construcción, pulpa y papel , y productos forestales . Ejemplos de bioproductos emergentes o productos de base biológica incluyen biocombustibles , bioenergía , etanol a base de almidón y celulosa , adhesivos de base biológica, productos bioquímicos, bioplásticos , etc. [ 8 ] [ 9 ] Los bioproductos emergentes son objeto de investigación y desarrollo, y estos esfuerzos se han desarrollado significativamente desde principios del siglo XX/XXI, impulsados ​​en parte por el precio de los productos tradicionales derivados del petróleo, por el impacto ambiental del uso del petróleo y por el interés de muchos países en independizarse de las fuentes extranjeras de petróleo. Los bioproductos derivados de biorrecursos pueden reemplazar gran parte de los combustibles, productos químicos, plásticos, etc., que actualmente se derivan del petróleo [ 10 ].

Ingeniería de bioproductos

La ingeniería de bioproductos (también conocida como ingeniería de bioprocesos ) se refiere a la ingeniería de bioproductos a partir de biorrecursos renovables. Esto abarca el diseño, desarrollo e implementación de procesos y tecnologías para la fabricación sostenible de materiales, productos químicos y energía a partir de recursos biológicos renovables.

Definiciones alternativas

  • La ingeniería de bioprocesos es una especialización de la biotecnología, la ingeniería química, la ingeniería biológica o la ingeniería agrícola. Se ocupa del diseño y desarrollo de equipos y procesos para la fabricación de productos como alimentos, piensos, productos farmacéuticos, nutracéuticos , productos químicos, polímeros y papel a partir de materiales biológicos. La ingeniería de bioprocesos es un conglomerado de matemáticas, biología y diseño industrial, y abarca diversos ámbitos como el diseño de fermentadores y el estudio de los mismos (modo de operación, etc.). También se ocupa del estudio de diversos procesos biotecnológicos utilizados en la industria para la producción a gran escala de productos biológicos, con el fin de optimizar el rendimiento y la calidad del producto final. La ingeniería de bioprocesos puede incluir el trabajo de ingenieros mecánicos, eléctricos e industriales para aplicar los principios de sus disciplinas a procesos basados ​​en el uso de células vivas o subcomponentes de dichas células [ 11 ].
  • La ingeniería de biorrecursos se relaciona con las aplicaciones de la ingeniería biológica, la ingeniería química y la ingeniería agrícola, generalmente basadas en materias primas biológicas y/o agrícolas. La ingeniería de biorrecursos es más general y abarca una gama más amplia de tecnologías y diversos elementos como biomasa, tratamiento biológico de residuos, bioenergía, biotransformaciones y análisis de sistemas de biorrecursos, y tecnologías asociadas con tecnologías de conversión termoquímica: combustión, pirólisis, gasificación, catálisis, etc. Tecnologías de conversión bioquímica: métodos aeróbicos, digestión anaeróbica, procesos de crecimiento microbiano, métodos enzimáticos, compostaje Productos: fibra, combustibles, materias primas, fertilizantes, materiales de construcción, polímeros y otros productos industriales Gestión: modelado, análisis de sistemas, decisiones, sistemas de apoyo. El impacto de la urbanización y la creciente demanda de tierra, alimentos y agua presenta a los ingenieros en un mundo con serios desafíos. En el pasado, se ha prestado poca atención a la interfaz entre el mundo biológico y la ingeniería tradicional. Es tarea de los ingenieros de biorrecursos llenar ese vacío. Los ingenieros agrícolas y de biorrecursos desarrollan métodos eficientes y respetuosos con el medio ambiente para producir alimentos, fibras, madera, productos de base biológica y fuentes de energía renovables para una población mundial en constante crecimiento.

Véase también

Referencias

  1. Singh, SP; Ekanem, E.; Wakefield, T. Jr.; Comer S. (2003). "Importancia emergente de los productos de base biológica y la bioenergía en la economía estadounidense: difusión de información y formación de estudiantes" (PDF) . Revista Internacional de Gestión de Alimentos y Agronegocios . 5 (3).
  2. Iniciativa de Investigación y Desarrollo de Biomasa, 2006: Visión para la bioenergía y los bioproductos en los Estados Unidos – Bioeconomía para un futuro sostenible 2006 "Copia archivada" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 29-12-2009 . Recuperado el 02-01-2009 .{{cite web}}: CS1 mantenimiento: copia archivada como título ( enlace )
  3. Consejo Nacional de Investigación (16 de febrero de 2000). Productos industriales de base biológica: prioridades de investigación y comercialización . National Academy Press, Washington D.C. doi : 10.17226/5295 . ISBN 978-0-309-05392-1. PMID 25121336 . 
  4. Chen, Guanqun; Weselake, Randall; Singer, Stacy, eds. (2018). Bioproductos vegetales . Nueva York: Springer-Verlag. ISBN 978-1-4939-8614-9.
  5. Gómez Millán, Gerardo; Hellsten, Sanna; Llorca, Jordi; Luque, Rafael; Sixta, Herbert; Balu, Alina (21 de febrero de 2019). "Avances recientes en la producción catalítica de productos químicos de plataforma a partir de biomasa holocelulósica". ChemCatChem . 11 (8): 2022–2042 . doi : 10.1002/cctc.201801843 . hdl : 2117/172794 . S2CID 104334256 . 
  6. Bowyer, JL, Ramaswamy, S., 2005: “Redefiniendo la educación de pregrado para el siglo XXI: Minnesota avanza agresivamente para fortalecer el programa” Forest Products Journal, julio-agosto de 2005, 55 (7-8): 4-10)
  7. Ramaswamy, S., Tschirner, U., Chen, Y., 2007: “Transformando los planes de estudio académicos: de la pulpa y el papel a los productos de base biológica: proporcionando educación y capacitación en investigación para la industria de productos de base biológica convencionales y emergentes y la bioeconomía” Serie de simposios de la ACS Capítulo 4, Sección 1, Materiales, productos químicos y energía de la biomasa forestal Editado por Argyropoulos.
  8. Bowyer, JL, Ramaswamy, S., 2005: “Redefiniendo la educación de pregrado para el siglo XXI: Minnesota avanza agresivamente para fortalecer el programa” Forest Products Journal, julio-agosto de 2005, 55 (7-8): 4-10)
  9. Ramaswamy, S., Tschirner, U., Chen, Y., 2007: “Transformando los planes de estudio académicos: de la pulpa y el papel a los productos de base biológica: proporcionando educación y capacitación en investigación para la industria de productos de base biológica convencionales y emergentes y la bioeconomía” Serie de simposios de la ACS Capítulo 4, Sección 1, Materiales, productos químicos y energía de la biomasa forestal Editado por Argyropoulos.
  10. "NREL: Aprendizaje - Bioproductos" . Archivado del original el 26 de agosto de 2009. Consultado el 2 de enero de 2009 .
  11. Ingeniería de bioprocesos: conceptos básicos; Shular, Michael A., Kargi, Fikret, Prentice Hall of India, 2005

Lecturas adicionales

  • Dunford, Nurhan (2012). Bioproductos alimentarios e industriales y bioprocesamiento . Chichester, West Sussex, Reino Unido. Hoboken: Wiley-Blackwell. ISBN 978-0-8138-2105-4OCLC 784124288 
  • González, Mónica (2020). Avances en bioproductos alimentarios y tecnologías de bioprocesamiento . Boca Raton, FL: CRC Press, Taylor & Francis Group. ISBN 978-1-000-68293-9OCLC 1104922947 
  • Programa BioPreferred del USDA
  • Fomento de la revolución bioeconómica en productos de base biológica y bioenergía , Laboratorio Nacional de Energías Renovables
  • Programa de Biomasa del Departamento de Energía de EE. UU.