Bioproducto

Los bioproductos o productos de base biológica son materiales , productos químicos y energía derivados de material biológico renovable. ^{[1] [2] [3]}

Biorrecursos

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

Ejemplo

Uno de los ejemplos de recursos biológicos 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 celulosa , un componente básico común hecho de azúcar ( glucosa ) que es el biopolímero más abundante, así como hemicelulosa . Los avances recientes en la conversión catalítica de productos químicos de plataforma a partir de esta fracción de biomasa han atraído tanto a la industria como a la academia. ^[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 dar resistencia, como es el caso de los tejidos vegetales leñosos. Otros productos químicos que almacenan energía en las plantas son los aceites , las ceras , las grasas , etc., y como estos otros compuestos vegetales tienen propiedades distintas, ofrecen potencial para una gran cantidad de bioproductos diferentes. ^{[6] [7]}

Categorización

Los bioproductos convencionales y los bioproductos emergentes son dos categorías amplias que se utilizan para categorizar los bioproductos. Entre los ejemplos de bioproductos convencionales se incluyen los materiales de construcción, la pulpa y el papel y los productos forestales . Entre los ejemplos de bioproductos emergentes o productos de base biológica se incluyen los biocombustibles , la bioenergía , el etanol a base de almidón y celulosa , los adhesivos de base biológica, los bioquímicos, los bioplásticos , etc. ^{[8] [9]} Los bioproductos emergentes son temas activos de investigación y desarrollo, y estos esfuerzos se han desarrollado significativamente desde principios del siglo XX/XXI, en parte impulsados ​​por el precio de los productos tradicionales a base de petróleo, por el impacto ambiental del uso del petróleo y por el interés de muchos países de independizarse de las fuentes extranjeras de petróleo. Los bioproductos derivados de los recursos biológicos 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 denominada ingeniería de bioprocesos ) se refiere a la ingeniería de bioproductos a partir de recursos biológicos renovables. Se refiere al diseño, desarrollo e implementación de procesos y tecnologías para la fabricación sustentable 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 consta de varios espectros como el diseño de fermentadores, el estudio de fermentadores (modo de operaciones, etc.). También se ocupa del estudio de varios procesos biotecnológicos utilizados en industrias para la producción a gran escala de productos biológicos para la optimización del rendimiento en el producto final 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 está relacionada 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 varios elementos como biomasa, tratamiento de residuos biológicos, 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 soporte. El impacto de la urbanización y la creciente demanda de tierra, alimentos y agua presenta a los ingenieros en un mundo con serios desafíos. Se ha prestado poca atención a la interfaz entre el mundo biológico y la ingeniería tradicional en el pasado. Es el trabajo de los ingenieros de biorrecursos llenar ese vacío. Los ingenieros agrícolas y de recursos biológicos desarrollan métodos eficientes y respetuosos con el medio ambiente para producir alimentos, fibras, madera, productos de origen biológico y fuentes de energía renovables para una población mundial en constante aumento.

Véase también

• Portal del medio ambiente
• Portal de ecología
• Portal de ciencias de la tierra
• Portal de biología

• Biofacto (biología)
• Biomasa
• Biomasa (ecología)
• Bioproceso
• Bosque
• Esquema de la silvicultura
• Biogás
• Biorrefinación
• Bioenergía
• Biocombustibles
• Productos bioquímicos
• Ingeniería de bioprocesos
• Ingeniería de biorrecursos
• Productos forestales no maderables
• Asociación Europea de Biomasa

Referencias

1. Singh, SP; Ekanem, E.; Wakefield, T. Jr.; Comer S. (2003). "Importancia emergente de los productos de origen biológico y la bioenergía en la economía estadounidense: difusión de información y capacitación de estudiantes" (PDF) . Revista Internacional de Gestión de Alimentos y Agronegocios . 5 (3).
2. Iniciativa de investigación y desarrollo de biomasa, 2006: Visión de la bioenergía y los bioproductos en los Estados Unidos – Bioeconomía para un futuro sostenible 2006 «Copia archivada» (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 29 de diciembre de 2009 . Consultado el 2 de enero de 2009 .{{cite web}}: CS1 maint: 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 DC. doi :10.17226/5295. ISBN 978-0-309-05392-1. Número de identificación personal  25121336.
4. Chen, Guanqun; Weselake, Randall; Singer, Stacy, eds. (2018). Plant Bioproducts. 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 universitaria 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 pulpa y papel a productos de base biológica - Brindando capacitación en educación e 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 a partir de biomasa forestal, Ed. por Argyropoulos.
8. Bowyer, JL, Ramaswamy, S., 2005: “Redefiniendo la educación universitaria 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 pulpa y papel a productos de base biológica - Brindando capacitación en educación e 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 a partir de biomasa forestal, Ed. por Argyropoulos.
10. "NREL: Aprendizaje - Bioproductos". Archivado desde el 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

Lectura adicional

• Dunford, Nurhan (2012). Alimentos y bioproductos industriales y bioprocesamiento . Chichester, West Sussex, Reino Unido Hoboken: Wiley-Blackwell. ISBN 978-0-8138-2105-4.OCLC 784124288  .
• González, Mónica (2020). Avances en bioproductos alimentarios y tecnologías de bioprocesamiento . Boca Raton, FL: CRC Press, Taylor & Francis Group. ISBN 978-1-000-68293-9.OCLC 1104922947  .

Enlaces externos

• Programa BioPreferred del USDA
• Fomento de la revolución bioeconómica en productos de origen biológico y bioenergía, Laboratorio Nacional de Energías Renovables
• Programa de biomasa del Departamento de Energía de EE. UU.