Biomanufaktur:Bagaimana Biologi Mendorong Manufaktur Menuju Masa Depan

Biomanufaktur adalah salah satu teknologi paling menarik yang sedang berkembang saat ini, paling tidak karena menghadirkan sedikit paradoks:Biomanufaktur mendorong kemajuan teknologi yang luar biasa dan belum pernah terjadi sebelumnya. Semua ini didorong oleh alat berbasis alam seperti fermentasi, enzim, dan mikroorganisme — beberapa proses tertua dan paling mendasar yang kita ketahui.

Manufaktur biotek menggunakan proses ini sebagai pengganti sintetis tradisional, proses intensif energi yang digunakan untuk membuat produk termasuk plastik, karet, nilon, dll. Sepanjang sisa bagian ini, kita akan melihat proses biomanufaktur secara lebih rinci — termasuk spesifik fungsi manufaktur dan industri yang mungkin terpengaruh, serta manfaat manufaktur biotek.

Melihat Lebih Dekat:Detail Proses Biomanufaktur

Biomanufaktur bergantung pada proses dan reaksi yang terjadi secara alami untuk menghasilkan output - seperti bahan, produk atau bahan kimia, untuk beberapa nama - yang biasanya akan diproduksi melalui proses sintetis. Dalam arti luas, hampir semua manufaktur didasarkan pada penggunaan energi, seperti panas, untuk mengubah bentuk sesuatu. Ini sangat mengurangi kebutuhan energi ini demi produksi melalui reaksi alami.

Hebatnya, proses biologis yang menjadi dasar hampir semua biomanufaktur adalah proses yang cukup umum — fermentasi. Fermentasi memanfaatkan mikroorganisme dan enzim alami untuk melakukan reaksi. Ini adalah sumber dari beberapa produk makanan kami yang paling tersebar luas, seperti roti dan bir. Fungsi dan kemampuan fermentasi sudah bukan rahasia lagi, karena prosesnya telah digunakan selama ribuan tahun.

Namun, saat produsen mencari cara untuk meningkatkan margin, meningkatkan keberlanjutan, dan berinovasi dalam produktivitas, para peneliti dan insinyur telah mengidentifikasi cara baru dan kreatif untuk menggunakan fermentasi untuk manufaktur.

Beberapa proses di mana biomanufaktur dapat terlibat adalah sebagai berikut:

• Produksi bahan mentah, termasuk plastik, kertas, dan tekstil
• Produksi kimia, menggunakan fermentasi untuk mengembangkan sabun, deterjen, dan lainnya
• Produksi energi, pembangkit listrik dari biomassa
• Fortifikasi dan peningkatan makanan melalui proses alami, bukan bahan tambahan dan pengawet

Di bagian berikutnya, kita akan melihat secara lebih luas industri yang dipengaruhi oleh fungsi-fungsi ini.

Biomanufaktur Lintas Industri

Berdasarkan contoh yang dijelaskan di atas, biomanufaktur telah berdampak pada berbagai industri; dampak tersebut berada pada posisi yang tepat untuk berkembang.

Beberapa industri tersebut antara lain:

• Bangunan dan konstruksi: Di luar contoh fermentasi yang dijelaskan di atas, ini digunakan dalam industri konstruksi dalam dua cara utama:
  • Biomentasi: Menggunakan mikroorganisme untuk membuat semen lebih kuat
  • Bioremediasi: Menggunakan mikroorganisme untuk memecah zat beracun menjadi zat yang aman untuk dibuang

• Elektronik: Menghadirkan kemungkinan menarik dalam pembuatan komponen elektronik — termasuk sirkuit cetak fleksibel dan sensor sentuh serta komponen rumah internal dan eksternal. Biotech mampu memproduksi bahan dan sirkuit tipis seperti plastik yang fleksibel dengan biaya energi yang lebih murah dari bahan tradisional — memacu inovasi besar dalam manufaktur elektronik.
• Produk konsumen: Digunakan untuk memproduksi segala macam barang konsumsi — misalnya, perlengkapan kecantikan, produk dan komponen plastik, nilon, tekstil, kertas, dan banyak lagi. Penggunaan proses biotek di bidang ini dapat menghasilkan manfaat besar dalam pengurangan biaya dan limbah.
• Manufaktur makanan: Dasar dari proses fermentasi — reaksi enzim dan mikroorganisme — telah menemukan rangkaian penggunaan yang terus berkembang di seluruh manufaktur makanan. Ini termasuk:
  • Fortifikasi vitamin dan asam amino
  • Modifikasi untuk perbaikan pencernaan
  • Antimikroba yang dapat memperpanjang umur simpan dan keamanan produk makanan tanpa pengawet buatan
• Farmasi: Bidang farmasi dan medis cocok untuk bioteknologi. Industri telah merespons dengan berbagai aplikasi seperti produksi obat dan vaksin, antibakteri, dan produksi molekul sesuai permintaan yang terkontrol. Mungkin yang paling menarik adalah potensi untuk memproduksi jaringan dan bahkan organ sesuai permintaan melalui proses seperti “pencetakan 3D”, menciptakan kesesuaian yang sempurna untuk setiap pasien.

Manfaat Biomanufaktur

Sebagai penutup, kami akan mengeksplorasi beberapa manfaat utama yang ditawarkan biomanufaktur — sekarang dan di masa depan:

• Pengurangan penggunaan energi: Seperti disebutkan di seluruh bagian ini, biomanufaktur menggantikan proses intensif energi dengan proses yang terjadi secara alami yang seringkali hanya membutuhkan sinar matahari dan lingkungan yang terkendali untuk dimulai. Proses seperti biomanufaktur berkelanjutan — di mana proses terjadi secara berkelanjutan setelah katalis awal — semakin meningkatkan energi dengan pemantauan minimum. Penggunaan energi dan biaya yang lebih rendah bermanfaat bagi lingkungan, serta produsen dan konsumen.
• Peningkatan inovasi: Kemajuan yang kita lihat mewakili batas baru yang menarik — di mana-mana mulai dari elektronik di kantong kita hingga perkembangan medis yang dapat memengaruhi kesehatan masyarakat bagi dunia. Kemungkinan teknologi ini — bersama dengan penggunaan energi minimal yang diperlukan untuk penelitian dan pengujian — memberikan pemikiran terbaik kami titik awal yang ideal untuk berinovasi di berbagai industri dan penggunaan.
• Keberlanjutan: Selain penggunaan energi yang lebih rendah, bahan dan produk yang dibuat melalui bioteknologi lebih mudah dan lebih aman untuk didaur ulang dan dibuang. Keberlanjutan biomanufaktur jangka panjang mungkin dapat memecahkan banyak masalah pembuangan limbah dan bahan beracun saat ini.

Biomanufaktur benar-benar salah satu perkembangan paling menarik di bidang manufaktur saat ini, dengan banyak kegunaan dan manfaatnya yang nyata. Itu hanya siap untuk terus maju.