المنتج الحيوي
المنتجات الحيوية أو المنتجات القائمة على المواد الحيوية هي مواد وكيميائيات وطاقة مشتقة من مواد بيولوجية متجددة. [1] [2] [3 ]
الموارد الحيوية
تشمل الموارد البيولوجية الزراعة والغابات والنفايات المشتقة بيولوجيًا ، وهناك العديد من الأمثلة الأخرى للموارد البيولوجية المتجددة .
مثال
أحد الأمثلة على الموارد الحيوية المتجددة هو الليجنوسليولوز . الأنسجة الليجنوسليولوزية هي موارد طبيعية مشتقة بيولوجيًا تحتوي على بعض المكونات الرئيسية للعالم الطبيعي. [4]
- الهولوسليلوز هو جزء الكربوهيدرات من الليجنوسليولوز الذي يشمل السليلوز ، وهو كتلة بناء شائعة مصنوعة من السكر ( الجلوكوز ) وهو البوليمر الحيوي الأكثر وفرة، بالإضافة إلى الهيميسليلوز . وقد اجتذبت التطورات الأخيرة في التحويل التحفيزي للمواد الكيميائية الأساسية من جزء الكتلة الحيوية هذا الصناعة والأوساط الأكاديمية على حد سواء. [5]
- اللجنين هو ثاني أكثر البوليمرات الحيوية وفرة. السليلوز واللجنين هما اثنان من البوليمرات الطبيعية الأساسية التي تستخدمها النباتات لتخزين الطاقة وكذلك لإعطاء القوة، كما هو الحال في أنسجة النباتات الخشبية. تشمل المواد الكيميائية الأخرى لتخزين الطاقة في النباتات الزيوت والشمع والدهون وما إلى ذلك، ولأن هذه المركبات النباتية الأخرى لها خصائص مميزة، فإنها توفر إمكانات لمجموعة من المنتجات الحيوية المختلفة. [ 6 ] [ 7 ]
التصنيف
المنتجات الحيوية التقليدية والمنتجات الحيوية الناشئة هما فئتان عريضتان تستخدمان لتصنيف المنتجات الحيوية. تشمل أمثلة المنتجات الحيوية التقليدية مواد البناء واللب والورق ومنتجات الغابات . تشمل أمثلة المنتجات الحيوية الناشئة أو المنتجات الحيوية الوقود الحيوي والطاقة الحيوية والإيثانول القائم على النشا والسليلوز والمواد اللاصقة الحيوية والمواد الكيميائية الحيوية والبلاستيك الحيوي وما إلى ذلك. [8] [9] المنتجات الحيوية الناشئة هي مواضيع نشطة للبحث والتطوير، وقد تطورت هذه الجهود بشكل كبير منذ مطلع القرن العشرين/الحادي والعشرين، ويرجع ذلك جزئيًا إلى سعر المنتجات التقليدية القائمة على البترول، والتأثير البيئي لاستخدام البترول ، والاهتمام في العديد من البلدان بالاستقلال عن مصادر النفط الأجنبية. يمكن للمنتجات الحيوية المشتقة من الموارد الحيوية أن تحل محل الكثير من الوقود والمواد الكيميائية والبلاستيك وما إلى ذلك التي يتم استخلاصها حاليًا من البترول [10]
هندسة المنتجات الحيوية
تشير هندسة المنتجات الحيوية (المعروفة أيضًا باسم هندسة العمليات الحيوية ) إلى هندسة المنتجات الحيوية من الموارد الحيوية المتجددة. ويتعلق هذا بتصميم وتطوير وتنفيذ العمليات والتقنيات اللازمة للتصنيع المستدام للمواد والمواد الكيميائية والطاقة من الموارد البيولوجية المتجددة.
تعريفات بديلة
- هندسة العمليات الحيوية هي تخصص من تخصصات التكنولوجيا الحيوية أو الهندسة الكيميائية أو الهندسة البيولوجية أو الهندسة الزراعية. وهي تتعامل مع تصميم وتطوير المعدات والعمليات اللازمة لتصنيع المنتجات مثل الأغذية والأعلاف والمستحضرات الصيدلانية والمكملات الغذائية والمواد الكيميائية والبوليمرات والورق من المواد البيولوجية. هندسة العمليات الحيوية هي تكتل من الرياضيات وعلم الأحياء والتصميم الصناعي، وتتكون من أطياف مختلفة مثل تصميم المخمرات ودراسة المخمرات (طريقة التشغيل وما إلى ذلك). كما تتعامل مع دراسة العمليات التكنولوجية الحيوية المختلفة المستخدمة في الصناعات لإنتاج المنتجات البيولوجية على نطاق واسع لتحسين العائد في المنتج النهائي وجودة المنتج النهائي. قد تشمل هندسة العمليات الحيوية عمل المهندسين الميكانيكيين والكهربائيين والصناعيين لتطبيق مبادئ تخصصاتهم على العمليات القائمة على استخدام الخلايا الحية أو المكونات الفرعية لهذه الخلايا [11]
- ترتبط هندسة الموارد الحيوية بتطبيقات الهندسة البيولوجية والهندسة الكيميائية والهندسة الزراعية التي تعتمد عادةً على المواد الخام البيولوجية و/أو الزراعية. هندسة الموارد الحيوية أكثر عمومية وتشمل مجموعة أوسع من التقنيات والعناصر المختلفة مثل الكتلة الحيوية ومعالجة النفايات البيولوجية والطاقة الحيوية والتحولات الحيوية وتحليل أنظمة الموارد الحيوية والتقنيات المرتبطة بتقنيات التحويل الحراري الكيميائي: الاحتراق والتحلل الحراري والتغويز والتحفيز وما إلى ذلك. تقنيات التحويل الكيميائي الحيوي: الطرق الهوائية والهضم اللاهوائي وعمليات النمو الميكروبية والطرق الأنزيمية والتسميد المنتجات: الألياف والوقود والمواد الخام والأسمدة ومواد البناء والبوليمرات وغيرها من المنتجات الصناعية الإدارة: النمذجة وتحليل الأنظمة واتخاذ القرارات وأنظمة الدعم. إن تأثير التحضر والطلب المتزايد على الأراضي والغذاء والمياه يفرض على المهندسين في عالم يواجه تحديات خطيرة. لم يتم إيلاء سوى القليل من الاهتمام للواجهة بين العالم البيولوجي والهندسة التقليدية في الماضي. ومن وظيفة مهندسي الموارد الحيوية سد هذه الفجوة. يقوم مهندسو الزراعة والموارد الحيوية بتطوير أساليب فعالة وصديقة للبيئة لإنتاج الغذاء والألياف والأخشاب والمنتجات البيولوجية ومصادر الطاقة المتجددة لعدد سكان العالم المتزايد باستمرار.
انظر أيضا
مراجع
- ^ سينغ، إس بي؛ إيكانيم، إي؛ ويكفيلد، تي. جونيور؛ كومير إس. (2003). "الأهمية الناشئة للمنتجات القائمة على المواد الحيوية والطاقة الحيوية في الاقتصاد الأمريكي: نشر المعلومات وتدريب الطلاب" (ملف PDF) . مراجعة إدارة الأغذية والأعمال الزراعية الدولية . 5 (3).
- ^ مبادرة البحث والتطوير في مجال الكتلة الحيوية، 2006: رؤية للطاقة الحيوية والمنتجات الحيوية في الولايات المتحدة – الاقتصاد الحيوي من أجل مستقبل مستدام 2006 "نسخة مؤرشفة" (PDF) . مؤرشفة من الأصل (PDF) في 2009-12-29 . تم الاسترجاع في 2009-01-02 .
{{cite web}}:CS1 maint: نسخة مؤرشفة كعنوان ( رابط ) - ^ المجلس القومي للبحوث (16 فبراير 2000). المنتجات الصناعية القائمة على المواد البيولوجية: أولويات البحث والتسويق . مطبعة الأكاديمية الوطنية، واشنطن العاصمة. doi :10.17226/5295. ISBN 978-0-309-05392-1. PMID 25121336.
- ^ تشن، قوانكون؛ ويسيلاك، راندال؛ سينجر، ستايسي، محررون (2018). المنتجات البيولوجية النباتية. نيويورك: سبرينغر فيرلاغ. رقم ISBN 978-1-4939-8614-9.
- ^ جوميز ميلان، جيراردو؛ هيلستن، صنعاء؛ يوركا، جوردي؛ لوكي، رافائيل. سيكستا، هربرت؛ بالو ، ألينا (21 فبراير 2019). “التطورات الحديثة في الإنتاج الحفزي للمواد الكيميائية الأساسية من الكتلة الحيوية السليولوزية”. كيم كاتتشيم . 11 (8): 2022-2042 . دوى :10.1002/cctc.201801843. اتش دي ال : 2117/172794 . S2CID 104334256.
- ^ بوير، جيه إل، راماسوامي، إس، 2005: "إعادة تعريف التعليم الجامعي للقرن الحادي والعشرين: مينيسوتا تتحرك بقوة لتعزيز البرنامج" مجلة منتجات الغابات، يوليو-أغسطس 2005، 55 (7-8): 4-10)
- ^ راماسوامي، س.، تشيرنر، يو.، تشين، واي.، 2007: "تحويل المناهج الأكاديمية: اللب والورق إلى منتجات حيوية - توفير التدريب التعليمي والبحثي لصناعة المنتجات الحيوية التقليدية والناشئة والاقتصاد الحيوي" سلسلة ندوات الجمعية الكيميائية الأمريكية، الفصل 4، القسم 1، المواد والمواد الكيميائية والطاقة من الكتلة الحيوية للغابات، تحرير أرجيروبولوس.
- ^ بوير، جيه إل، راماسوامي، إس، 2005: "إعادة تعريف التعليم الجامعي للقرن الحادي والعشرين: مينيسوتا تتحرك بقوة لتعزيز البرنامج" مجلة منتجات الغابات، يوليو-أغسطس 2005، 55 (7-8): 4-10)
- ^ راماسوامي، س.، تشيرنر، يو.، تشين، واي.، 2007: "تحويل المناهج الأكاديمية: اللب والورق إلى منتجات حيوية - توفير التدريب التعليمي والبحثي لصناعة المنتجات الحيوية التقليدية والناشئة والاقتصاد الحيوي" سلسلة ندوات الجمعية الكيميائية الأمريكية، الفصل 4، القسم 1، المواد والمواد الكيميائية والطاقة من الكتلة الحيوية للغابات، تحرير أرجيروبولوس.
- ^ "NREL: Learning - Bioproducts". مؤرشف من الأصل في 2009-08-26 . تم الاسترجاع في 2009-01-02 .
- ^ هندسة العمليات الحيوية- المفاهيم الأساسية؛ شولار، مايكل أ.، كارجي، فكرت، برنتيس هول من الهند، 2005
قراءة إضافية
- دنفورد، نورهان (2012). المنتجات الحيوية الغذائية والصناعية والمعالجة الحيوية . تشيتشيستر، غرب ساسكس، المملكة المتحدة هوبوكين: وايلي بلاكويل. ISBN 978-0-8138-2105-4. OCLC 784124288.
- جونزاليس، مونيكا (2020). التطورات في المنتجات الحيوية الغذائية وتقنيات المعالجة الحيوية . بوكا راتون، فلوريدا: مطبعة سي آر سي، مجموعة تايلور وفرانسيس. رقم ISBN 978-1-000-68293-9. OCLC 1104922947.
روابط خارجية
- برنامج وزارة الزراعة الأمريكية BioPreferred
- تعزيز الثورة الاقتصادية الحيوية في المنتجات القائمة على المواد الحيوية والطاقة الحيوية، المختبر الوطني للطاقة المتجددة
- برنامج الكتلة الحيوية لوزارة الطاقة الأمريكية
| الخشب / الأخشاب | |
|---|---|
الخشب الهندسي | |
| حطب الوقود | |
| الألياف | |
| المشتقات | |
| المنتجات الثانوية | |
| تاريخي | |
| انظر أيضا | |
| |
