Definição
A biotecnologia industrial faz uso de recursos sustentáveis para reduzir as emissões de efeito estufa e diminuir o impacto negativo da manufatura no meio ambiente.
A biotecnologia industrial utiliza enzimas e microrganismos para fabricar produtos de base biológica em setores como produtos químicos, alimentos e rações, detergentes, papel e celulose, têxteis e bioenergia (como biocombustíveis).
A primeira expressão de aplicações industriais da biotecnologia foi encontrada na produção de cerveja, vinho, queijo, pão e outros produtos fermentados.
Ao longo dos anos, essas aplicações foram expandidas para incluir uma ampla gama de produtos nas indústrias alimentícia, química e farmacêutica.
A engenharia genética e a biologia molecular provaram ser inestimáveis não apenas para o desenvolvimento de uma série de produtos, mas também para a introdução de novos e mais eficazes bioprocessos.
O que é biotecnologia industrial?
A biotecnologia industrial representa um afastamento da forte dependência da indústria de recursos não renováveis, voltando-se para o uso de biomassa sustentável como recurso.
Em vez de usar combustíveis fósseis e minerais, a biotecnologia industrial utiliza biomassa de culturas e resíduos.
Os resíduos municipais, agrícolas e florestais, além de culturas especializadas, são os insumos na produção de tudo, de plástico a combustível.
Juntamente com essa mudança nas matérias-primas, a biotecnologia utiliza processos biológicos, e não apenas químicos, nos setores de manufatura e energia.
Ao confiar em recursos sustentáveis, a biotecnologia industrial reduz as emissões de gases de efeito estufa e diminui o impacto negativo da manufatura no meio ambiente.
Simbolizando a mudança para a sustentabilidade e o menor impacto ambiental, a biotecnologia industrial também é chamada de biotecnologia branca.
É promovido como um método de reduzir a dependência de combustíveis fósseis, aumentando assim a segurança energética.
O uso de enzimas em baixas temperaturas, em vez de catalisadores químicos em altas temperaturas durante a fabricação, traz benefícios ambientais, energéticos e à saúde humana.
Esses métodos são utilizados na fabricação de produtos químicos, na produção de têxteis e papel e na fabricação de bioenergia.
A biotecnologia industrial é adequada para regiões com abundantes recursos de biomassa.
Como uma tecnologia relativamente nova e em expansão, está em andamento uma pesquisa contínua para refinar e melhorar todos os seus aspectos.
Culturas disponíveis localmente e produtos residuais estão sendo estudados quanto à sua adequação como recursos.
A integração de engenharia, bioquímica, microbiologia e outros campos levou a avanços na fabricação de biotecnologia. Certos fatores regionais, como a adequação da área à produção de biomassa de uso industrial e sistemas de transporte adequados, influenciam o potencial de desenvolvimento da biotecnologia industrial.
Os conflitos que envolvem a concorrência no uso da terra com as culturas alimentares estão mudando parte da ênfase das culturas especializadas de biomassa para vários resíduos e resíduos.
A pesquisa sobre a conversão de biomassa em energia e produtos concentra-se na eficiência, possíveis saídas múltiplas e viabilidade comercial. Os métodos incluem conversão biológica, térmica e química.
O uso da fermentação para quebrar a biomassa em componentes utilizáveis é uma das primeiras formas de conversão biológica. A conversão térmica de biomassa em energia também é uma tecnologia antiga.
A pesquisa na moderna tecnologia de combustão se concentra no aumento da eficiência, redução de emissões e novas fontes de combustível de biomassa.
A biotecnologia industrial é uma das três esferas, às vezes sobrepostas, de pesquisa, desenvolvimento e aplicação biotecnológica.
A biotecnologia verde envolve o desenvolvimento de produtos agrícolas utilizando essa ciência. Os usos médicos e farmacêuticos são denominados biotecnologia vermelha, empregando micro-organismos e materiais celulares para aplicações diagnósticas e terapêuticas.
O uso industrial da biotecnologia é conhecido como biotecnologia branca. Pesquisas e avanços em uma área geralmente levam a novos desenvolvimentos nas outras áreas da biotecnologia.
Resumo
A biotecnologia industrial é uma das novas abordagens mais promissoras para prevenção de poluição, conservação de recursos e redução de custos.
É frequentemente referida como a terceira onda na biotecnologia.
Se desenvolvida em todo o seu potencial, a biotecnologia industrial pode ter um impacto maior no mundo do que os cuidados de saúde e a biotecnologia agrícola.
Oferece às empresas uma maneira de reduzir custos e criar novos mercados, protegendo o meio ambiente.
Além disso, como muitos de seus produtos não exigem os longos períodos de revisão pelos quais os medicamentos devem passar, é um caminho mais rápido e fácil para o mercado.
Hoje, novos processos industriais podem ser retirados do estudo de laboratório para aplicação comercial em dois a cinco anos, em comparação a até uma década para medicamentos.
A aplicação da biotecnologia aos processos industriais não está apenas transformando a maneira como fabricamos produtos, mas também fornecendo novos produtos que nem sequer podiam ser imaginados alguns anos atrás.
Como a biotecnologia industrial é tão nova, seus benefícios ainda não são bem conhecidos ou compreendidos pela indústria, formuladores de políticas ou consumidores.
Desde o início, a biotecnologia industrial integrou melhorias de produtos à prevenção da poluição. Nada ilustra isso melhor do que a maneira como a biotecnologia industrial resolveu os problemas de poluição da água do fosfato na década de 1970 causados pelo uso de fosfatos no detergente para a roupa.
As empresas de biotecnologia desenvolveram enzimas que removeram melhor as manchas das roupas do que os fosfatos, permitindo assim a substituição de um material poluente por um aditivo de base não poluente, além de melhorar o desempenho do produto final. Essa inovação reduziu drasticamente a proliferação de algas relacionadas ao fosfato nas águas superficiais em todo o mundo e simultaneamente permitiu que os consumidores limpassem suas roupas com temperaturas mais baixas da água de lavagem e economia de energia concomitante.
A biotecnologia industrial rudimentar na verdade remonta a pelo menos 6000 a.C. quando as culturas neolíticas fermentavam uvas para fazer vinho, e os babilônios usavam leveduras microbianas para fazer cerveja.
Com o tempo, o conhecimento da humanidade sobre fermentação aumentou, permitindo a produção de queijo, iogurte, vinagre e outros produtos alimentares.
Nos anos 1800, Louis Pasteur provou que a fermentação era o resultado da atividade microbiana.
Então, em 1928, Sir Alexander Fleming extraiu a penicilina do molde. Na década de 1940, técnicas de fermentação em larga escala foram desenvolvidas para produzir quantidades industriais dessa droga maravilhosa.
Só depois da Segunda Guerra Mundial, porém, começou a revolução da biotecnologia, dando origem à moderna biotecnologia industrial.
Desde então, a biotecnologia industrial produz enzimas para uso em nossas vidas diárias e para o setor manufatureiro.
Por exemplo, o amaciante de carne é uma enzima e alguns fluidos de limpeza de lentes de contato contêm enzimas para remover depósitos pegajosos de proteínas. Em geral, a biotecnologia industrial envolve a produção microbiana de enzimas, que são proteínas especializadas.
Essas enzimas evoluíram na natureza para se tornarem biocatalisadores de alto desempenho que facilitam e aceleram reações bioquímicas complexas.
Esses incríveis catalisadores de enzimas são o que faz da biotecnologia industrial uma nova tecnologia poderosa.
A biotecnologia industrial envolve trabalhar com a natureza para maximizar e otimizar as vias bioquímicas existentes que podem ser usadas na fabricação.
A revolução da biotecnologia industrial segue uma série de desenvolvimentos relacionados em três campos de estudo de informações detalhadas derivadas da célula: genômica, proteômica e bioinformática.
Como resultado, os cientistas podem aplicar novas técnicas a um grande número de micro-organismos que variam de bactérias, leveduras e fungos a diatomáceas e protozoários marinhos.
As empresas de biotecnologia industrial usam muitas técnicas especializadas para encontrar e melhorar as enzimas da natureza.
As informações de estudos genômicos sobre microrganismos estão ajudando os pesquisadores a capitalizar sobre a riqueza da diversidade genética em populações microbianas.
Os pesquisadores primeiro buscam micro-organismos produtores de enzimas no ambiente natural e depois usam sondas de DNA para pesquisar no nível molecular genes que produzem enzimas com capacidades biocatalíticas específicas. Uma vez isoladas, essas enzimas podem ser identificadas e caracterizadas por sua capacidade de funcionar em processos industriais específicos. Se necessário, eles podem ser aprimorados com técnicas de biotecnologia.
Muitas ferramentas biocatalíticas estão rapidamente se tornando disponíveis para aplicações industriais devido aos recentes e dramáticos avanços nas técnicas de biotecnologia.
Em muitos casos, os biocatalisadores ou processos de células inteiras são tão novos que muitos engenheiros químicos e especialistas em desenvolvimento de produtos no setor privado ainda não sabem que estão disponíveis para implantação.
Este é um bom exemplo de uma “lacuna tecnológica” em que há um atraso entre a disponibilidade e o uso generalizado de uma nova tecnologia.
Essa lacuna deve ser superada para acelerar o progresso no desenvolvimento de processos de fabricação mais econômicos e sustentáveis através da integração da biotecnologia.
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