La creación de una bioeconomía circular depende en gran medida del aumento de la eficiencia de conversión de las materias primas renovables en productos químicos valiosos en las biorrefinerías. Es algo especialmente cierto en el caso de los materiales bioplásticos, que tienen un enorme potencial para reinventar la forma en de envasar alimentos y productos, desarrollar aplicaciones biomédicas y fabricar textiles. Mientras los investigadores se esfuerzan por crear soluciones sostenibles y viables, la industria se enfrenta al reto de garantizar que las operaciones a gran escala sean tan rentables como los sistemas basados en el petróleo, sin dejar de ser sostenibles desde el punto de vista medioambiental, por lo que la eficiencia de la conversión es fundamental para alcanzar estos objetivos.
Un obstáculo clave para la fabricación de plástico a partir de biomasa es garantizar que el impacto medioambiental del ciclo de vida de los materiales bioplásticos sea menor que el de los plásticos convencionales. Debido a la carga medioambiental que supone el cultivo de materias primas, los suministros agrícolas deben tenerse en cuenta en los cálculos. Esto hace que la eficiencia de conversión sea clave para maximizar el potencial de producción, aspecto que se ve dificultado por la heterogeneidad de las materias primas, los procesos de pretratamiento que consumen mucha energía y las ineficientes líneas de purificación/recuperación de productos.
Para superar estos retos, los investigadores se centran en enfoques que aumentan la acumulación de biomasa al tiempo que limitan los insumos agrícolas, desarrollan materias primas modificadas genéticamente para aumentar la eficiencia de conversión y optimizan los métodos de conversión utilizados para procesar las materias primas. Con CAS Solutions, puede alcanzar estos objetivos transformadores más rápido que nunca. Estas herramientas de primera clase cuentan con diversos recursos que ayudan a desarrollar materiales bioplásticos innovadores, ya que aceleran la revisión de la bibliografía, garantizan la protección de la propiedad intelectual y construyen marcos de transformación digital personalizados.
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Optimice su búsqueda bibliográfica sobre materias primas de biomasa prometedoras
A medida que las empresas del sector exploran los plásticos de biomasa renovable, es imprescindible mantenerse al día de la bibliografía en constante evolución. Aumentar la eficiencia de conversión de la biomasa en monómeros bioplásticos útiles requiere un enfoque de dos vertientes: maximizar el potencial de conversión de la propia materia prima y optimizar los procesos de biorrefinería responsables de la conversión. Esta estrategia exige que los investigadores estén bien versados en múltiples campos para impulsar el éxito.
Las biorrefinerías emplean diversas materias primas para fabricar polímeros bioplásticos y hacen hincapié en el uso de biomasa renovable. Con CAS SciFinder® puede mantenerse al día de las tendencias de publicación y recopilar información crítica sobre las tecnologías en desarrollo. Optimice su investigación e identifique las materias primas más adecuadas para su aplicación específica mediante un proceso de revisión de la bibliografía simplificado, lo que acelerará la transición de la idea a la innovación.
Las materias primas actuales se clasifican en cuatro generaciones, cada una de las cuales se distingue por su origen biológico y su uso.
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Materia prima |
Origen |
Usos |
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Primera generación |
- Producción de ácido poliláctico (PLA) - Proporcionar azúcares fermentables para PLA y producción de biopolietileno - Almidón para plásticos biodegradables |
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Segunda generación |
- Producción de polímeros de base biológica y productos químicos utilizados para fabricar materiales bioplásticos |
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Tercera generación |
- Producción in vivo de polihidroxialcanoatos (PHA) a partir de diversas fuentes de carbono o flujos de residuos |
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Cuarta generación |
- Diseñados para aumentar la producción de precursores de bioplásticos o reducir la recalcitrancia de las materias primas |
Las tendencias en las publicaciones de revistas y patentes durante los últimos 25 años revelan un interés creciente por las materias primas para bioplásticos. El impulso de soluciones plásticas sostenibles y el auge de la financiación corporativa y de capital riesgo allanan el camino para un mercado de bioplásticos que alcanzará los 29 000 millones en 2028. Con tantas oportunidades en un campo de rápido crecimiento, es esencial que los investigadores tengan acceso actualizado a la bibliografía mundial.
Las sofisticadas funciones y opciones de filtrado que ofrece CAS SciFinder le permiten acotar su búsqueda por concepto para identificar las publicaciones más pertinentes para su investigación sobre bioplásticos. De esta manera puede descubrir rápidamente los conocimientos necesarios para sus iniciativas innovadoras. Al adoptar esta estrategia optimizada, puede acelerar su progreso en la creación de materiales bioplásticos respetuosos con el medio ambiente y posicionarse como líder en la producción de plástico de biomasa en circuito cerrado.
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Desarrolle su próxima línea de conversión de biorrefinería de vanguardia
Incluso con la materia prima adecuada seleccionada, es fundamental identificar y desarrollar estrategias de biorrefinado que conviertan de forma óptima la biomasa en productos químicos útiles. Debido a la variabilidad de la biomasa de materia prima, para maximizar la eficiencia de la conversión se requieren métodos de refinado y reacciones correctos. Actualmente existen numerosos procesos bioquímicos y termoquímicos para la conversión de la biomasa de materia prima en monómeros de material bioplástico, entre los que se incluyen:
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Método |
Aplicación |
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Utiliza microorganismos para convertir los azúcares de la biomasa en ácidos orgánicos, alcoholes y otros compuestos para su conversión en monómeros bioplásticos, incluidos el PLA y los PHA. |
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Proceso termoquímico para convertir la biomasa en gas de síntesis, que se procesa posteriormente para obtener muchos productos químicos que sirven como precursores para la producción de material bioplástico. |
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Proceso versátil que se puede aplicar a numerosas materias primas para producir bioaceite, gas de síntesis y biocarbón, que se pueden refinar para obtener productos químicos utilizados en la producción de plástico a partir de biomasa. |
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La hidrólisis ácida y la hidrólisis enzimática se utilizan para descomponer los carbohidratos complejos de la biomasa, como la celulosa, en monómeros de azúcar para su fermentación en precursores de bioplásticos. |
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Proceso químico utilizado para convertir los lípidos de la biomasa en ésteres y glicerol. Los ésteres se utilizan como monómeros para la producción de bioplásticos, especialmente adecuados para la producción de biopoliéster. |
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Utiliza catalizadores para convertir productos químicos intermedios de la biomasa, como bioalcoholes y ácidos orgánicos, en monómeros de bioplástico deseados mediante hidrogenación, oxidación y deshidratación. |
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Utiliza enzimas o células vivas para catalizar la conversión de la biomasa en monómeros. Requiere condiciones más suaves, lo que puede reducir el consumo de energía y el impacto medioambiental. |
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Método indirecto para convertir los residuos orgánicos en metano. El metano puede utilizarse para producir metanol o como fuente de energía para otros procesos de producción de bioplásticos. |
A menudo se requiere una combinación de procesos para lograr una conversión óptima, por lo que es fundamental comprender la interacción entre ellos.
El desarrollo de procesos de conversión eficientes requiere una investigación y unas pruebas rigurosas que abarquen más que la simple elección de la materia prima y el proceso de conversión adecuados. Requiere comprender cómo se pueden vincular estos procesos para transformar la biomasa bruta en materiales bioplásticos funcionales.
CAS SciFinder proporciona una gran cantidad de herramientas para acelerar su búsqueda de la optimización de la eficiencia de la conversión de la biomasa. Explore las propiedades estructurales y las posibles aplicaciones de diferentes monómeros de bioplástico con acceso directo a CAS REGISTRY®, nuestra completa colección de sustancias, en la interfaz de CAS SciFinder.
Además, puede descubrir nuevos conocimientos sobre diversos procesos de conversión de componentes de biomasa, como la dextrosa, con la colección de reacciones CAS. CAS SciFinder proporciona una colección de potentes filtros que refinan su búsqueda de reacciones por conceptos como el rendimiento, el número de pasos de reacción y los grupos funcionales no participantes. Esta estrategia específica le permite identificar el esquema de conversión óptimo para su próxima solución innovadora de materiales bioplásticos.
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Asegure su novedoso avance en la producción de bioplásticos
Se espera que el mercado mundial de bioplásticos y biopolímeros alcance los 27 300 millones en 2027, con una tasa de crecimiento anual acumulada del 18,9 %. La creciente demanda de materiales bioplásticos alternativos y sostenibles se observa en todo el mundo, y los líderes mundiales aumentan sus compromisos e inversiones en instalaciones de producción de bioplásticos. Se incluye una inversión de 700 millones de dólares por parte de Danimer Scientific en su planta de bioplásticos de Georgia, que produce una variedad de biopolímeros, así como Brasken, que invirtió 87 millones de dólares para aumentar la producción de etileno de origen biológico en sus instalaciones de Brasil.
En este panorama en constante evolución, CAS STNext® es un recurso crucial para los investigadores que desean proteger sus innovaciones. Ofrece una visión detallada del panorama de la propiedad intelectual (PI) en torno a la producción de materiales bioplásticos sostenibles y los procesos de biorrefinería, incluida una gran cantidad de información sobre patentes e innovaciones, con la posibilidad de configurar alertas personalizadas. Aproveche estas capacidades para garantizar la protección de los derechos de propiedad de sus novedosos procesos de biorrefinería y aplicaciones para sus productos bioplásticos.
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Optimice la eficacia de la conversión de biomasa con IA y soluciones digitales
Con el mercado de los materiales bioplásticos preparado para un crecimiento masivo en los próximos años, hay muchas oportunidades para que la IA desempeñe un papel central. La producción de bioplásticos requiere un enfoque interdisciplinario que abarque una compleja red de sectores de investigación, incluidos la agricultura, el procesamiento de biomasa y los procesos de biorrefinería. La IA ya se ha implementado con éxito en estos sectores y ha demostrado su utilidad para optimizar la eficiencia de la conversión. Se han utilizado redes neuronales artificiales (RNA) para descifrar la composición lignocelulósica de las materias primas de paja de arroz, mientras que se ha implementado el Internet de las cosas junto con la IA para gestionar la producción de biomasa de algas. Incluso los flujos de trabajo de las biorrefinerías se han optimizado mediante la IA y el aprendizaje automático (ML).
A medida que la inteligencia artificial (IA) sigue transformando la investigación, la adopción de una estrategia de transformación digital exhaustiva se convierte en un paso crucial para mantener la competitividad. Nuestro equipo de CAS Custom Services está preparado para ayudarle a desarrollar flujos de trabajo innovadores de IA que no solo impulsen el desarrollo de materias primas y los procesos de biorrefinería, sino que también aceleren la innovación y reduzcan los gastos de I+D.
Aprovechando su experiencia en la gestión del conocimiento digital, nuestro equipo de CAS Custom Services puede guiarle en el diseño de procesos eficientes para los objetivos de investigación de materiales bioplásticos. Esto incluye el apoyo a los esfuerzos para fusionar sus datos con CAS Content CollectionTM y conjuntos de datos externos, junto con asistencia personalizada mediante tecnologías digitales avanzadas como IA, ANN y ML.
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Mejore la eficiencia de la conversión de biomasa y desarrolle los materiales bioplásticos del futuro
A pesar de los numerosos obstáculos que existen para mejorar la eficiencia de la conversión de las materias primas de biomasa, los investigadores de este sector tienen ante sí un sinfín de oportunidades para desarrollar avances innovadores. Impulse sus esfuerzos de I+D en bioplásticos con el apoyo de CAS para optimizar su análisis de bibliografía y datos químicos, proteger su propiedad intelectual y orientar sus iniciativas de transformación digital. Incorpore hoy mismo las herramientas de CAS a su flujo de trabajo de investigación para superar el reto de la optimización de la conversión de biomasa y acelerar sus tecnologías avanzadas de bioplásticos del futuro.