バイオマニュファクチャリング：生物学がどのように製造業を未来へと駆り立てているか

バイオマニュファクチャリングは、今日上昇している最も興味深いテクノロジーの1つです。特に、それが少しパラドックスを示しているためです。バイオマニュファクチャリングは、信じられないほど前例のない技術の進歩を推進しています。これはすべて、発酵、酵素、微生物などの自然ベースのツールによって支えられています。これは、私たちが知っている最も古く、最も基本的なプロセスの一部です。

バイオテクノロジー製造では、プラスチック、ゴム、ナイロンなどの製品を作成するために使用される従来の合成のエネルギー集約型プロセスの代わりにこれらのプロセスを使用します。この部分の残りの部分では、バイオ製​​造プロセスをより詳細に見ていきます。影響を与える可能性のある製造機能と産業、およびバイオテクノロジー製造の利点。

詳細：バイオ製造プロセスの詳細

バイオマニュファクチャリングは、自然に発生するプロセスと反応に依存して、通常は合成プロセスで生成される出力（材料、製品、化学物質など）を生成します。広い意味で、ほとんどすべての製造は、何かの形を変えるために、熱などのエネルギーの使用に基づいています。自然反応による生産を優先して、このエネルギー要件を大幅に削減します。

信じられないことに、ほぼすべてのバイオマニュファクチャリングの基礎となる生物学的プロセスは、かなり一般的なもの、つまり発酵です。発酵は、天然に存在する微生物と酵素を利用して反応を行います。これは、パンやビールなど、最も普及している食品の供給源です。このプロセスは何千年もの間使用されてきたため、発酵の機能と能力は秘密ではありませんでした。

しかし、製造業者が利益率を高め、持続可能性を高め、生産性を革新する方法を模索しているため、研究者やエンジニアは、発酵を製造に使用する新しい創造的な方法を特定しました。

バイオマニュファクチャリングが関与する可能性のあるプロセスのいくつかは次のとおりです。

• プラスチック、紙、繊維などの原材料の生産
• 化学製品、石鹸、洗剤などを開発するための発酵を使用
• エネルギー生産、バイオマスからの発電
• 添加物や防腐剤ではなく、自然のプロセスによる食品の強化と強化

次のセクションでは、これらの機能によって影響を受ける業界についてより広い視野を持って説明します。

業界全体のバイオマニュファクチャリング

上記の例に基づいて、バイオマニュファクチャリングはすでに幅広い業界に影響を与えています。その影響は拡大するのに適した位置にあります。

これらの業界には次のものが含まれます：

• 構築と構築： 上記の発酵例に加えて、建設業界では主に2つの方法で使用されます。
  • バイオセメント： 微生物を使用してセメントを強化します
  • バイオレメディエーション： 微生物を使用して、有毒物質を安全に処分できる物質に分解します

• 電子機器： フレキシブルプリント回路やタッチセンサー、内部および外部のハウジングコンポーネントなど、電子部品製造におけるエキサイティングな可能性を示します。 Biotechは、従来の材料の数分の1のエネルギーコストで、紙のように薄くて柔軟なプラスチックのような材料と回路を製造することができ、電子機器製造の大きな革新に拍車をかけています。
• 消費者向け製品： 美容用品、プラスチック製品およびコンポーネント、ナイロン、テキスタイル、紙など、あらゆる種類の消費財の生産に使用されます。これらの分野でのバイオテクノロジープロセスの使用は、コストと廃棄物の削減に大きなメリットをもたらす可能性があります。
• 食品製造： 発酵プロセスの基礎である酵素と微生物の反応は、食品製造全体で拡大し続ける一連の用途を発見しました。これには以下が含まれます：
  • ビタミンとアミノ酸の強化
  • 消化を改善するための変更
  • 人工保存料なしで食品の貯蔵寿命と安全性を延ばすことができる抗菌剤
• 医薬品： 製薬および医療分野は、バイオテクノロジーに自然に適合しています。業界は、医薬品やワクチンの製造、抗菌剤、制御されたオンデマンドの分子製造など、数多くのアプリケーションで対応してきました。おそらく最もエキサイティングなのは、「3D印刷」のようなプロセスを通じてオンデマンドの組織や臓器を作成し、個々の患者に最適なカスタムフィットを作成できる可能性です。

バイオマニュファクチャリングのメリット

結論として、バイオマニュファクチャリングが提供する主なメリットのいくつかを、現在および将来について検討します。

• エネルギー使用量の削減： この記事全体で述べたように、バイオマニュファクチャリングは、エネルギーを大量に消費するプロセスを、太陽光と制御された環境のみを開始する必要がある自然発生のプロセスに置き換えます。継続的なバイオマニュファクチャリング（最初の触媒作用の後にプロセスが継続的に発生する）などのプロセスは、最小限の監視でエネルギーをさらに増加させます。エネルギー使用量とコストの削減は、環境だけでなく、製造業者や消費者にもメリットをもたらします。
• イノベーションの増加： 私たちが目にしている進歩は、私たちのポケットの中の電子機器から世界の公衆衛生に影響を与える可能性のある医療開発に至るまで、エキサイティングな新しいフロンティアを表しています。このテクノロジーの可能性は、研究とテストに必要な最小限のエネルギー使用とともに、多くの業界と用途にわたって革新するための理想的な出発点を私たちの最高の心に提供しています。
• 持続可能性： エネルギー使用量の削減に加えて、バイオテクノロジーによって作成された材料や製品は、リサイクルや廃棄がより簡単で安全です。バイオマニュファクチャリングの長期的な持続可能性は、廃棄物処理と有毒物質の現在の問題の多くを解決できる可能性があります。

バイオマニュファクチャリングは、今日の製造業で最もエキサイティングな開発の1つであり、その多くの用途と利点が明らかです。前進し続ける準備ができているだけです。