Biofabricação:Como a biologia está conduzindo a fabricação para o futuro

A biofabricação é uma das tecnologias mais intrigantes em ascensão atualmente, até porque apresenta um certo paradoxo:a biofabricação está impulsionando avanços tecnológicos incríveis e sem precedentes. Tudo isso enquanto é alimentado por ferramentas baseadas na natureza, como fermentação, enzimas e microorganismos - alguns dos processos mais antigos e elementares que conhecemos.

A manufatura biotecnológica usa esses processos no lugar dos processos sintéticos tradicionais, que consomem muita energia, que são usados ​​para criar produtos, incluindo plástico, borracha, náilon, etc. No restante desta peça, examinaremos o processo de biofabricação em mais detalhes - incluindo específicos funções de manufatura e indústrias que podem impactar, bem como os benefícios da manufatura biotecnológica.

Uma análise mais detalhada:detalhes do processo de biomanufatura

A biomanufatura depende de processos e reações que ocorrem naturalmente para produzir uma saída - como um material, produto ou produto químico, para citar alguns - que normalmente seria produzida por meio de um processo sintético. Em um sentido amplo, quase toda a fabricação é baseada no uso de energia, como o calor, para mudar a forma de algo. Ele reduz enormemente essa necessidade de energia em favor da produção por meio de reações naturais.

Incrivelmente, o processo biológico no qual quase toda a biofabricação se baseia é bastante comum - a fermentação. A fermentação utiliza microrganismos e enzimas naturais para realizar as reações. É a fonte de alguns de nossos produtos alimentícios mais difundidos, como pão e cerveja. As funções e capacidades da fermentação não são segredo, pois o processo é usado há milhares de anos.

Enquanto os fabricantes buscam maneiras de aumentar as margens, impulsionar a sustentabilidade e inovar em produtividade, no entanto, pesquisadores e engenheiros identificaram maneiras novas e criativas de usar a fermentação para a fabricação.

Alguns dos processos nos quais a biofabricação pode estar envolvida são os seguintes:

• Produção de matéria-prima, incluindo plásticos, papel e têxteis
• Produção química, usando fermentação para desenvolver sabões, detergentes e muito mais
• Produção de energia, geração de energia a partir de biomassa
• Fortificação e aprimoramento de alimentos por meio de processos naturais, em oposição a aditivos e conservantes

Na próxima seção, teremos uma visão mais ampla dos setores que são impactados por essas funções.

Biofabricação em todas as indústrias

Com base nos exemplos descritos acima, a biofabricação já está impactando uma ampla gama de indústrias; esse impacto está bem posicionado para se expandir.

Algumas dessas indústrias incluem:

• Prédio e construção: Além dos exemplos de fermentação descritos acima, é usado na indústria da construção de duas maneiras principais:
  • Biocimentação: Usa microorganismos para tornar o cimento mais forte
  • Biorremediação: Usa microorganismos para quebrar substâncias tóxicas naquelas que são seguras para descartar

• Eletrônicos: Apresenta possibilidades empolgantes na fabricação de componentes eletrônicos - incluindo circuitos impressos flexíveis e sensores de toque, bem como componentes internos e externos da caixa. A biotecnologia é capaz de produzir circuitos e materiais semelhantes a plásticos flexíveis e finos como papel por uma fração do custo de energia dos materiais tradicionais - estimulando grandes inovações na fabricação de eletrônicos.
• Produtos de consumo: Usado para produzir todos os tipos de bens de consumo - por exemplo, suprimentos de beleza, produtos e componentes de plástico, náilon, têxteis, papel e muito mais. O uso de processos de biotecnologia nesses campos pode gerar grandes benefícios na redução de custos e resíduos.
• Fabricação de alimentos: A base do processo de fermentação - reação de enzimas e microorganismos - encontrou um conjunto cada vez maior de utilizações em toda a fabricação de alimentos. Isso inclui:
  • fortificação de vitaminas e aminoácidos
  • Modificações para melhorias na digestão
  • Antimicrobianos que podem estender a vida útil e a segurança de produtos alimentícios sem conservantes artificiais
• Farmacêutico: Os campos farmacêutico e médico são ajustes naturais para a biotecnologia. A indústria respondeu com inúmeras aplicações, como produção de medicamentos e vacinas, antibacterianos e produção controlada de moléculas sob demanda. Talvez o mais empolgante seja o potencial de produzir tecidos sob demanda e até mesmo órgãos por meio de um processo semelhante a "impressão 3D", criando ajustes personalizados perfeitos para pacientes individuais.

Benefícios da biofabricação

Para concluir, exploraremos alguns dos principais benefícios que a biofabricação oferece - agora e no futuro:

• Redução do uso de energia: Conforme mencionado ao longo desta peça, a biofabricação substitui os processos que consomem muita energia por processos que ocorrem naturalmente que geralmente requerem apenas luz solar e um ambiente controlado para serem iniciados. Processos como a biofabricação contínua - onde os processos ocorrem continuamente após uma catalisação inicial - aumentam ainda mais a energia com um mínimo de monitoramento. Menores custos e uso de energia beneficiam o meio ambiente, bem como os fabricantes e consumidores.
• Maior inovação: Os avanços que estamos vendo representam novas fronteiras empolgantes - em todos os lugares, desde a eletrônica em nossos bolsos até os desenvolvimentos médicos que podem impactar a saúde pública mundial. As possibilidades dessa tecnologia - junto com o uso mínimo de energia necessário para pesquisas e testes - estão fornecendo às nossas melhores mentes o ponto de partida ideal para inovar em vários setores e usos.
• Sustentabilidade: Além de reduzir o uso de energia, os materiais e produtos criados por meio da biotecnologia são mais fáceis e seguros de reciclar e descartar. A sustentabilidade de longo prazo da biofabricação pode resolver muitos dos problemas atuais de eliminação de resíduos e materiais tóxicos.

A biofabricação é realmente um dos desenvolvimentos mais empolgantes na fabricação de hoje, com seus muitos usos e benefícios aparentes. Ele está pronto para continuar avançando.