IS BIOECONOMY REALLY BIO?

Transkrypt

1 IS BIOECONOMY REALLY BIO? BASICS OF BIOECONOMY DR MARIUSZ MACIEJCZAK Projekt UDA-POKL /13-00 Program doskonalenia dydaktyki SGGW w dziedzinie bioekonomii oraz utworzenie kwalifikacji zawodowej Młodszy menadżer jakości Projekt jest finansowany z Europejskiego Funduszu Społecznego w ramach Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki , Priorytet IV Szkolnictwo wyższe i nauka, Działanie 4.1. Wzmocnienie i rozwój potencjału dydaktycznego uczelni oraz zwiększenie liczby absolwentów kierunków o kluczowym znaczeniu dla gospodarki opartej na wiedzy, Poddziałanie Wzmocnienie potencjału dydaktycznego uczelni

2 Goals Bio-resources, Bio-processes and Bio-products as a basis for bioeconomy.

3 Learning outcomes 01 - The student is able to explain the essence of bio-economy and exchange key problem areas within its framework 02 - The student has the ability to make decisions in the field of bioeconomy using information known from classes 03 - The student is able to analyze problems in the field of bio-economy and to make their critical and creative assessment and formulate solutions for development 04 - The student has the ability to work with others, be creative and demonstrate the ability to work in a team in different roles

4 Plan Economic system based on bioeconomy. Importance of bioeconomy Forestry as a basis for bioeconomy case study from Sweden

5

6

7

8

9 Long, complex value chains Fertilizer Pesticide Feedstock Staff Tech transfer Jobs - - University/ institute Platform technologies Tech transfer Biorefinery Jobs Projekt UDA-POKL /13-00 Program doskonalenia dydaktyki SGGW w dziedzinie bioekonomiimanufacturing oraz utworzenie kwalifikacji zawodowej Młodszy menadżer Contract R&D, jakości Projekt jest finansowany clusters, z Europejskiego JV s, Funduszu Społecznego w ramach Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki , Priorytet IV Szkolnictwo wyższe i nauka, Działanie 4.1. Wzmocnienie i rozwój potencjału dydaktycznego uczelni oraz zwiększenie Knowledge liczby absolwentów kierunków spinouts o kluczowym znaczeniu dla gospodarki opartej na wiedzy, Poddziałanie Wzmocnienie potencjału dydaktycznego uczelni Customers OECD (2005). Supply and demand chain inhibitors in industrial biotechnology. DSTI/STP/BIO(2005)44.

10 The Business of Bioproducts Projekt UDA-POKL /13-00 Program doskonalenia dydaktyki SGGW w dziedzinie bioekonomii oraz utworzenie kwalifikacji zawodowej Młodszy menadżer jakości Projekt jest finansowany z Europejskiego Funduszu Społecznego w ramach Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki , Priorytet IV Szkolnictwo wyższe i nauka, Działanie 4.1. Wzmocnienie i rozwój potencjału dydaktycznego uczelni oraz zwiększenie liczby absolwentów kierunków o kluczowym znaczeniu dla gospodarki opartej na wiedzy, Poddziałanie Wzmocnienie potencjału dydaktycznego uczelni Industry Canada, 2006

11 Current use of biofibre CHAMBOST, V., MCNUTT,j.. STUART, P.R. Guided tour: Implementing the forest biorefinery (FBR) at existing pulp and paper mills. Pulp & Paper Canada 109(7/8):T83-T9I (July/August 2008).

12 Schematic Model Identifying Main Areas of Activity where Skills are Required Research Biotechnology: a set of enabling technologies Production Initiation Development Bulk production Product finishing Pre-trial Clinical trials Main Requirements for Development Research funding, Research Stars, PhD, IP law Legislation (IP Protection) Regulation, Scientific, Technical and Management Skills, Commercialization Skills, Venture Capital Infrastructure Scientific, Management and General Skills, Quality Control, Private Funding Bulk product Scientific, Management and General Skills, Quality control Forfas Expert Group on Future Skills Needs (2003). The supply and demand for skills in the biotechnology sector

13

14

15 Współczesne procesy biotechnologiczne BIOSYNTEZA BIOTRANSFORMACJA BIODEGRADACJA BIOAKUMULACJA BIOKONWERSJA

16 Biosynteza BIOSYNTEZA wytwarzanie różnych produktów żywnościowych, paszowych, rozpuszczalników, enzymów piorących, antybiotyków, witamin, hormonów itp., odbywająca się w żywym organizmie. Jednym z podstawowych produktów otrzymywanych dziś dzięki biotechnologii są antybiotyki. To dzięki nim, od czasu ich odkrycia, udało się uratować tysiące ludzi. Pierwsze antybiotyki były pochodzenia naturalnego (z pędzlaka). Grzyb ten występuje powszechnie na powierzchni owoców. Wyizolowany i poddany działaniu specjalnego promieniowania wytwarza szczepy, które produkują o wiele więcej antybiotyku niż formy dzikie. Hodując te szczepy (fermentatory), wytwarza się znaczne ilości antybiotyku przy niskich kosztach produkcji. Obecnie otrzymuje się antybiotyki głównie syntetyczne, tzn. produkuje się je na drodze reakcji chemicznych. Poddaje się wielu modyfikacjom chemicznym, mającym na celu zwiększenie ich skuteczności lub zakresu działania. I tak np. z penicyliny, którą podaje się tylko domięśniowo, otrzymuje się ampicylinę, która jest wchłaniana przez przewód pokarmowy i jest lepiej tolerowana przez pacjenta.

17 Biotransformacja Biotransformacja jest to przetwarzanie produktów użyciem enzymów jako katalizatorów. z Proces stosowany jest np. przy produkcji witaminy C oraz leków sterydowych z surowców roślinnych.

18 Biodegradacja to rozkład niepotrzebnych lub zagrażających środowisku substancji, np. ścieków domowych, rolniczych i przemysłowych. W oczyszczalniach ścieków jednym z trzech stopni oczyszczania jest oczyszczanie biologiczne, do którego wykorzystuje się mikroorganizmy tlenowe, rozkładające nagromadzoną materię organiczną na proste związki nieorganiczne. Biodegradację wykorzystuje się między innymi do produkcji biogazu metanu, gazu o dużej wartości opałowej (zdjęcie obok). Biodegradację stosuję się w biofiltrach do oczyszczania powietrza ze szkodliwych węglowodorów, wytwarzanych w różnych procesach technologicznych. Biodegradacja

19 Bioakumulacja Bioakumulacja jest to wykorzystanie organizmów żywych do kumulowania substancji ze środowiska w celu ich późniejszego wykorzystania. Przykładem może być mikrobiologiczna przeróbka rozproszonych rud metali, których zasoby już się kończą albo są trudno dostępne do eksploatacji. Obecnie w metalurgii 15% światowej produkcji miedzi jest oparte na tych procesach.

20 Biokonwersja Biokonwersja jest to zamiana energii fizycznej (słońca) na chemiczną przy użyciu organizmów zdolnych do fotosyntezy. Biokonwersja to również przekształcanie przez zmodyfikowane genetycznie drobnoustroje obcych komórce substancji chemicznych, które są gromadzone poza organizmami drobnoustrojów. Zmodyfikowane genetycznie organizmy mogą w ten sposób wytwarzać paliwo węglowodory gazowe i płynne. Najstarszym przemysłowym procesem biokonwersji jest przekształcanie etanolu do kwasu octowego przy udziale bakterii z rodzaju Acetobacter. Tę metodę wykorzystuje się również do produkcji aminokwasów i antybiotyków.

21 Biotechnologia medyczna Leki białkowe insulina, interferon, cytokiny, Humanizowane przeciwciała monoklonalne i ich koniugaty Terapie genowe Inżynieria tkankowa Diagnostyka

22 Biotechnologia rolnicza GMO Wzbogacane pasze Transgeniczne zwierzęta (produkcja białek rekombinowanych; produkcja organów do ksenotransplantacji)

23 Biotechnologia przemysłowa Enzymy, drobnoustroje i hodowle komórek roślinnych czy zwierzęcych do produkcji i przetwarzania chemikaliów, materiałów i energii Produkcja biodiesla, bioetanolu, biowodoru i ogniw paliwowych Biokatalizatory Przemysł perfumeryjno-kosmetyczny, aromaty spożywcze Witaminy, półsyntetyczne antybiotyki, biodegradowalne rozpuszczalniki Obszary zastosowań przemysł chemiczny, farmaceutyczny, spożywczy, paszowy, celulozowo-papierniczy, włókienniczy, energetyka oraz ochrona środowiska Biotechnologia przemysłowa daje szansę na zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska i zachowanie zanikających zasobów naturalnych, a wszystko to przy zdecydowanie niższych kosztach niż w przypadku procesów przemysłowych syntezy chemicznej.

24 Kutno, 2007 HUMANIZOWANE PRZECIWCIAŁA MONOKLONALNE - lek o roboczej nazwie Mabion CD20 używany w leczeniu nowotworów krwi, chłoniaków i białaczek, jak również w terapii reumatoidalnego zapalenia stawów. - lek o roboczej nazwie Mabion HER2 przeznaczony do terapii raka piesi. Lek jest na etapie rozwoju procesu wytwarzania i metod analitycznych. - rozwój kliniczny dwóch kolejnych przeciwciał, anty VEGF i anty EGFR, jest planowany na lata Komisja DSMB (Data and Safety Monitoring Board) pozytywnie oceniła kolejny etap badań klinicznych leku Mabion CD20

25 ODCZYNNIKI I BIAŁKA REKOMBINOWANE według swojego katalogu oraz na zamówienie USŁUGI NA ZAMÓWIENIE inżynieria białka, analizy białek i peptydów: pomiary stabilności konformacyjnej, oddziaływania między białkami i ich ligandami, kinetyka enzymatyczna wielu układów, pełen proces od sekwencji DNA do białka, analizy bioinformatyczne, consulting SELEKCJA PRZECIWCIAŁ FAGE DISPLAY PROJEKTY BADAWCZE diagnostyka weterynaryjna diagnostyka nowotworów (selekcja aptamrów i przeciwciał)

26

27

28 Swedish Forest Industries Federation Sustainability Report 2012 THE FOREST INDUSTRY - THE DRIVER FOR A SUSTAINABLE BIOECONOMY

29

30

31

32

33 Pytania 1. How bio products are defined in the standard 16575? 2. What is the share of bio-economy in the EU's and Polish GDP? 3. How bio-economy contributes to reducing the problem of CO2 in the economy?

34 Literatura

35 Thank you Projekt UDA-POKL /13-00 Program doskonalenia dydaktyki SGGW w dziedzinie bioekonomii oraz utworzenie kwalifikacji zawodowej Młodszy menadżer jakości Projekt jest finansowany z Europejskiego Funduszu Społecznego w ramach Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki , Priorytet IV Szkolnictwo wyższe i nauka, Działanie 4.1. Wzmocnienie i rozwój potencjału dydaktycznego uczelni oraz zwiększenie liczby absolwentów kierunków o kluczowym znaczeniu dla gospodarki opartej na wiedzy, Poddziałanie Wzmocnienie potencjału dydaktycznego uczelni