バイオ製品

バイオ製品またはバイオベース製品とは、再生可能な生物学的材料から得られる材料、化学物質、エネルギーである。 ^{[1] [2] [3]}

生物資源には、農業、林業、生物由来の廃棄物が含まれ、再生可能な生物資源の例は他にも数多くあります。

再生可能な生物資源の一例としては、リグノセルロースが挙げられます。リグノセルロース組織は、自然界の主要成分の一部を含む生物由来の天然資源です。 ^[4]

1. ホロセルロースは、リグノセルロースの炭水化物部分であり、最も豊富なバイオポリマーである糖（グルコース）でできた一般的な構成要素であるセルロースとヘミセルロースが含まれています。このバイオマス部分からのプラットフォーム化学物質の触媒変換における最近の進歩は、産業界と学界の両方の注目を集めています。^[5]
2. リグニンは2番目に豊富なバイオポリマーです。セルロースとリグニンは、木質植物組織の場合のように、植物がエネルギーを蓄え、強度を与えるために使用する2つの主要な天然ポリマーです。植物に含まれるその他のエネルギー貯蔵化学物質には、油、ワックス、脂肪などがあり、これらの他の植物化合物は独特の特性を持っているため、さまざまなバイオ製品の可能性を秘めています。^{[6] [7]}

従来のバイオ製品と新興バイオ製品は、バイオ製​​品を分類するために使用される2つの大まかなカテゴリです。従来のバイオベース製品の例としては、建築材料、パルプと紙、林産物などがあります。新興バイオ製品またはバイオベース製品の例としては、バイオ燃料、バイオエネルギー、デンプンベースおよびセルロースベースのエタノール、バイオベース接着剤、生化学製品、バイオプラスチックなどがあります。 ^{[8] [9]}新興バイオ製品は研究開発の活発な対象であり、これらの取り組みは20世紀から21世紀への変わり目以降大幅に発展しており、その一因は、従来の石油ベース製品の価格、石油使用の環境への影響、および多くの国が外国の石油源から独立することへの関心にあります。生物資源から得られるバイオ製品は、現在石油から得られている燃料、化学物質、プラスチックなどの多くを置き換えることができます^[10]

バイオ製品工学（バイオプロセス工学とも呼ばれる）は、再生可能な生物資源からのバイオ製品の工学を指します。これは、再生可能な生物資源からの材料、化学物質、エネルギーの持続可能な製造のためのプロセス、技術の設計、開発、実装に関係します。

• バイオプロセス工学は、バイオテクノロジー、化学工学、生物工学、または農業工学の専門分野です。生物材料から食品、飼料、医薬品、栄養補助食品、化学薬品、ポリマー、紙などの製品を製造するための装置とプロセスの設計と開発を扱います。バイオプロセス工学は、数学、生物学、工業デザインの複合体であり、発酵槽の設計、発酵槽の研究（操作モードなど）などのさまざまな分野で構成されています。また、最終製品の収量と最終製品の品質を最適化するために、生物学的製品の大規模生産に使用されるさまざまなバイオテクノロジープロセスの研究も扱います。バイオプロセス工学には、機械、電気、工業エンジニアが、生細胞またはそのような細胞のサブコンポーネントを使用するプロセスに各分野の原理を適用する作業が含まれる場合があります^[11]
• 生物資源工学は、通常、生物および/または農業原料に基づく生物工学、化学工学、農業工学の応用に関連しています。生物資源工学はより一般的で、バイオマス、生物学的廃棄物処理、バイオエネルギー、生体変換、生物資源システム分析、および関連技術など、より広範な技術とさまざまな要素を網羅しています。熱化学変換技術: 燃焼、熱分解、ガス化、触媒など。生化学変換技術: 好気性方法、嫌気性消化、微生物増殖プロセス、酵素法、堆肥化。製品: 繊維、燃料、原料、肥料、建築材料、ポリマー、その他の工業製品。管理: モデリング、システム分析、決定、サポートシステム。都市化の影響と、土地、食料、水に対する需要の増加は、世界中のエンジニアに深刻な課題を提示しています。これまで、生物界と従来の工学とのインターフェースにはほとんど注意が払われていませんでした。そのギャップを埋めるのが生物資源エンジニアの仕事です。農業および生物資源エンジニアは、増え続ける世界人口のために、食品、繊維、木材、バイオベース製品、再生可能エネルギー源を生産するための効率的で環境に配慮した方法を開発します。

• ダンフォード、ヌールハン（2012）。食品および産業バイオ製品とバイオプロセス。チチェスター、ウェストサセックス、イギリス、ホーボーケン：ワイリーブラックウェル。ISBN 978-0-8138-2105-4. OCLC  784124288.
• ゴンザレス、モニカ（2020）。食品バイオ製品とバイオプロセス技術の進歩。フロリダ州ボカラトン：CRCプレス、テイラー＆フランシスグループ。ISBN 978-1-000-68293-9. OCLC  1104922947.

• USDAバイオプリファードプログラム
• バイオベース製品とバイオエネルギーにおけるバイオ経済革命の促進、国立再生可能エネルギー研究所
• 米国エネルギー省バイオマスプログラム