순환형 바이오 경제의 실현은 바이오 정제소에서 재생 가능한 원료의 가치 있는 화학물질로의 전환 효율을 높이는 데 크게 좌우됩니다. 특히 바이오플라스틱 재료는 식품 및 제품 포장, 생물의학 응용 분야 개발, 섬유 생산 방식을 재창조할 수 있는 엄청난 잠재력을 지닌 재료입니다. 연구자들이 지속 가능한 실제 솔루션을 개발하기 위해 노력함에 따라 업계는 대규모 운영이 석유 기반 시스템만큼 수익성이 높으면서도 환경적으로 지속 가능해야 하는 과제에 직면해 있으며, 이러한 목표를 달성하기 위해서는 전환 효율성이 매우 중요합니다.
바이오매스 플라스틱 제조의 핵심 과제는 바이오플라스틱 재료의 수명 주기 환경 영향이 기존 플라스틱보다 낮아야 한다는 점입니다. 원료 작물 재배의 환경적 부담으로 인해 농업 투입량을 계산에 고려해야 하므로 전환 효율이 생산 잠재력을 극대화하는 핵심 요소인데, 원료 재료의 이질성, 에너지 집약적인 전처리 공정, 비효율적인 제품 정제/회수 파이프라인으로 인해 어려움을 겪고 있습니다.
이러한 문제를 극복하기 위해 연구자들은 농업 투입량을 제한하면서 바이오매스 축적을 늘리고, 전환 효율을 높이도록 변형된 유전자 조작 공급 원료를 개발하고, 공급 원료를 처리하는 데 사용되는 전환 방법을 최적화하는 접근 방식에 집중하고 있습니다. CAS 솔루션을 사용하면 이러한 혁신적인 목표를 그 어느 때보다 빠르게 달성할 수 있습니다. 이 세계적 수준의 도구는 문헌 검토를 가속화하고 지적 재산권을 보호하며 맞춤형 디지털 전환 프레임워크를 구축하여 혁신적인 바이오플라스틱 재료를 개발하는 데 도움이 되는 다양한 리소스를 갖추고 있습니다.
유망한 바이오매스 공급 원료에 대한 문헌 검색 간소화
업계 내 기업들이 재생 가능한 바이오매스 플라스틱을 모색함에 따라 끊임없이 변화하는 문헌을 파악하는 것은 필수적입니다. 바이오매스를 유용한 바이오플라스틱 모노머로 전환하는 효율을 높이려면 공급 원료 자체의 전환 잠재력을 극대화하고 전환을 담당하는 바이오 정제 공정을 최적화하는 두 가지 접근 방식이 필요하며, 연구자들은 여러 분야에 정통해야 성공을 거둘 수 있습니다.
바이오 정제소는 재생 가능한 바이오매스의 사용을 강조하면서 다양한 공급 원료를 사용하여 바이오 플라스틱 폴리머를 제조합니다. CAS SciFinder®를 사용하면 간행물 동향에 대한 최신 정보를 얻고 개발 중인 기술에 대한 중요한 통찰력을 수집할 수 있습니다. 문헌 검토 프로세스를 간소화하여 연구를 간소화하고 특정 응용 부문에 가장 적합한 원료를 파악하여 아이디어에서 혁신으로의 전환을 앞당길 수 있습니다.
현재 공급 원료는 생물학적 기원과 용도에 따라 4세대로 분류되며, 각 세대는 생물학적 기원과 용도에 따라 구분됩니다.
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공급 원료 |
기원 |
용도 |
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1세대 |
- 폴리락트산(PLA) 생산 - PLA 및 바이오폴리에틸렌 생산을 위한 발효성 당류 공급 - 생분해성 플라스틱용 전분 |
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2세대 |
- 바이오플라스틱 소재의 구성 요소로 사용되는 바이오 기반 폴리머 및 화학물질 생산 |
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3세대 |
- 생체 내 생산 다양한 탄소원 또는 폐기물 유출물로부터의 폴리하이드록시알카노에이트 (PHA) |
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4세대 |
- 바이오플라스틱 전구체 생산 증대 또는 원료의 난분해성 저감을 위해 설계됨 |
지난 25년간 학술지 및 특허 출판 동향을 살펴보면 바이오플라스틱 원료에 대한 관심이 증가하고 있음을 알 수 있습니다. 지속 가능한 플라스틱 솔루션에 대한 요구와 기업 및 벤처 캐피털의 자금 지원 급증으로 인해 바이오플라스틱 시장은 2028년까지 290억 달러 규모에 이를 것으로 예상됩니다. 빠르게 성장하는 분야에서 수많은 기회가 있는 만큼, 연구자들이 글로벌 문헌에 최신 정보를 접근할 수 있도록 하는 것이 필수적입니다.
CAS SciFinder가 제공하는 정교한 기능과 필터링 옵션을 통해 개념별로 검색 범위를 좁혀 바이오플라스틱 연구에 가장 적합한 출판물을 찾아낼 수 있습니다. 이를 통해 혁신적인 노력에 필요한 인사이트를 신속하게 발견할 수 있습니다. 이 간소화된 전략을 채택하면 친환경 바이오플라스틱 재료를 빠르게 개발하고 바이오매스 플라스틱의 폐쇄 루프 생산의 선두주자로 자리매김할 수 있습니다.
차세대 최첨단 바이오 정제 전환 파이프라인 개발
적절한 공급 원료를 선택했더라도 바이오매스를 유용한 화학 물질로 최적으로 전환하는 바이오 정제 전략을 파악하고 개발하는 것은 매우 중요합니다. 공급 원료 바이오매스의 가변성으로 인해 전환 효율을 극대화하려면 올바른 정제 방법과 반응이 필요합니다. 현재 공급 원료인 바이오매스를 바이오플라스틱 소재 모노머로 전환하는 생화학 및 열화학 공정은 다음과 같이 여러 가지가 있습니다.
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방법 |
응용 |
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미생물을 활용하여 바이오매스 당을 유기산, 알코올 및 기타 화합물로 전환하여 PLA 및 PHA를 포함한 바이오플라스틱 모노머로 전환합니다. |
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바이오매스를 합성가스로 전환하는 열화학 공정으로, 이를 다시 바이오 플라스틱 소재 생산의 전구체 역할을 하는 여러 화학물질로 가공합니다. |
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다양한 공급 원료에 적용하여 바이오 오일, 합성 가스 및 바이오 숯을 생산할 수 있는 다목적 공정으로, 바이오매스 플라스틱 생산에 사용되는 화학 물질로 정제할 수 있습니다. |
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산 가수분해와 효소 가수분해는 셀룰로오스와 같은 바이오매스의 복잡한 탄수화물을 당 모노머로 분해하여 바이오플라스틱 전구체로 발효시키는 데 사용됩니다. |
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바이오매스 지질을 에스테르와 글리세롤로 전환하는 데 사용되는 화학 공정입니다. 에스테르는 특히 바이오 폴리에스테르 생산과 관련된 바이오 플라스틱 생산용 모노머로 사용됩니다. |
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촉매제를 사용하여 수소화, 산화 및 탈수를 통해 바이오 알코올 및 유기산과 같은 중간 바이오매스 화학 물질을 원하는 바이오 플라스틱 모노머로 전환합니다. |
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효소 또는 살아있는 세포를 사용하여 바이오매스를 모노머로 전환하는 촉매 역할을 합니다. 더 온화한 조건을 필요로 하여 에너지 사용과 환경 영향을 줄일 수 있습니다. |
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간접적인 방법으로 유기 폐기물을 메탄으로 전환합니다. 이렇게 얻은 메탄은 메탄올을 생산하는 데 사용하거나 다른 바이오플라스틱 생산 공정의 에너지원으로 사용할 수 있습니다. |
최적의 전환을 위해서는 여러 공정의 조합이 필요한 경우가 많기 때문에 공정 간의 상호 작용을 이해하는 것이 중요합니다.
효율적인 전환 파이프라인을 개발하려면 올바른 공급 원료와 전환 프로세스를 선택하는 것 이상을 포함하는 엄격한 연구와 테스트가 필요합니다. 이러한 공정을 어떻게 연결하여 원료 바이오매스를 기능성 바이오플라스틱 재료로 전환할 수 있는지에 대한 이해가 필요합니다.
CAS SciFinder®는 바이오매스 전환 효율성 최적화를 위한 여정을 가속화하는 데 도움이 되는 풍부한 도구를 제공합니다. CAS SciFinder 인터페이스에서 종합적인 물질 컬렉션인 CAS Registry®에 직접 접근하여 다양한 바이오플라스틱 모노머의 구조적 성질과 잠재적 응용 부문을 살펴보세요.
또한 CAS Reactions 컬렉션을 통해 포도당과 같은 바이오매스 성분의 다양한 전환 과정에 대한 새로운 인사이트를 발견할 수 있습니다. CAS SciFinder는 수율, 반응 단계 수, 비참여 작용기 등의 개념을 기준으로 반응 검색을 세분화할 수 있는 강력한 컬렉션을 제공합니다. 이러한 집중 전략을 통해 차세대 혁신적인 바이오플라스틱 재료 솔루션을 위한 최적의 전환 방식을 정확히 찾아낼 수 있습니다.
CAS REGISTRY 및 CAS Reactions 컬렉션에 대해 자세히 알아보기
새로운 바이오플라스틱 생산의 돌파구 확보
글로벌 바이오플라스틱 및 바이오폴리머 시장은 2027년까지 273억 달러에 달할 것으로 예상되며, 연평균 누적 성장률은 18.9%입니다. 전 세계적으로 지속 가능한 대체 바이오플라스틱 재료에 대한 수요가 증가함에 따라 글로벌 리더들이 바이오플라스틱 생산 시설에 대한 투자를 늘리고 있습니다. 여기에는 다양한 바이오폴리머를 생산하는 조지아 바이오플라스틱 공장에 7억 달러를 투자한 Danimer Scientific과 브라질 시설에서 바이오 기반 에틸렌 생산을 늘리기 위해 8,700만 달러를 투자한 Braskem이 포함됩니다.
이 끊임없이 변화하는 동향에서, CAS STNext®는 혁신을 보호하고자 하는 연구자들에게 중요한 리소스입니다. 맞춤형 알림을 구성할 수 있는 기능과 함께 풍부한 특허 및 혁신 정보를 포함하여 지속 가능한 바이오플라스틱 재료 생산 및 바이오 정제 공정을 둘러싼 지적 재산(IP) 환경에 대한 자세한 보기를 제공합니다. 이러한 기능을 활용하여 바이오플라스틱 제품을 위한 새로운 바이오 정제 공정 및 애플리케이션의 독점적 권리를 보호하세요.
AI 및 디지털 솔루션으로 바이오매스 전환 효율성 최적화
향후 몇 년간 바이오플라스틱 재료 시장이 크게 성장할 것으로 예상되는 가운데, AI가 중심적인 역할을 할 수 있는 기회는 충분합니다. 바이오플라스틱 생산에는 농업, 바이오매스 처리, 바이오 정제 파이프라인 등 복잡한 연구 분야 네트워크를 아우르는 학제 간 접근 방식이 필요합니다. AI는 이미 이러한 분야에 성공적으로 도입되어 전환 효율을 최적화하는 데 유용함을 입증하고 있습니다. 볏짚 원료의 리그노셀룰로스 성분을 해독하기 위해 인공 신경망(ANN)이 사용되었으며, 해조류 바이오매스 생산을 관리하기 위해 AI와 결합된 사물 인터넷이 배치되었습니다. 바이오 정제 워크플로도 AI와 머신러닝(ML)을 사용하여 최적화되었습니다.
인공지능(AI)이 계속해서 연구를 재편함에 따라 철저한 디지털 혁신 전략을 채택하는 것이 경쟁력을 유지하기 위한 중요한 단계가 되고 있습니다. CAS Custom Services℠ 팀은 공급 원료 개발 및 바이오 정제 공정을 발전시킬 뿐만 아니라 혁신 속도를 높이고 R&D 비용을 절감하는 혁신적인 AI 워크플로를 개발할 수 있도록 지원합니다.
디지털 지식 관리에 대한 전문 지식을 활용하여 CAS Custom Services 팀은 바이오플라스틱 재료 연구 목표를 위한 효율적인 파이프라인을 설계할 수 있도록 안내합니다. 여기에는 데이터를 CAS Content CollectionTM 및 외부 데이터 세트와 병합하는 작업 지원과 함께 AI, 인공신경망, 머신러닝과 같은 고급 디지털 기술을 활용한 맞춤형 지원이 포함됩니다.
CAS Custom Services에 대해 자세히 알아보기
바이오매스 전환 효율 개선 및 미래의 바이오플라스틱 재료 개발
바이오매스 공급 원료의 전환 효율을 높이는 데는 수많은 장애물이 있지만, 이 분야의 연구자들이 혁신적인 돌파구를 개발할 수 있는 기회는 풍부합니다. 문헌 및 화학 데이터 분석을 간소화하고 지적 재산을 보호하며 디지털 혁신 이니셔티브를 안내하는 CAS 지원으로 바이오플라스틱 R&D 노력을 강화하세요. 지금 바로 CAS 도구를 연구 워크플로에 통합하여 바이오매스 전환 최적화의 과제를 극복하고 미래의 첨단 바이오플라스틱 기술을 빠르게 개발할 수 있습니다.