26 آوریل 2024- لورا پوتر-جک استار، رئیس بخش تولید BioMADE، درباره چالش‌های این صنعت می‌گوید: «من در مبارزه زندگی کرده‌ام.
جک استار که بیش از ربع قرن در زمینه تحقیق و تولید برای غول مواد غذایی و کشاورزی کارگیل کار می کرد، چالش های تلاش برای افزایش نوآوری را از نزدیک دید. پروژه ها متوقف یا لغو شدند زیرا تجهیزات و امکانات تخصصی در ایالات متحده در دسترس نبود.
استار 15 سال را به عنوان مدیر تحقیق و توسعه در Cargill گذراند و روی کنترل فرآیند و شبیه سازی و تجزیه و تحلیل پیشرفته کار کرد. بعداً، به عنوان یک رهبر در برنامه تولید هوشمند Cargill، او تیم‌های بین رشته‌ای را در حال توسعه و استقرار فناوری‌های جدید برای کارگیل و کارخانه‌های شریک اجرا کرد. او همچنین یک تلاش برای توسعه فرآیند در پلاستیک‌های زیستی برای NatureWorks، یک سرمایه‌گذاری مشترک کارگیل با PTT Chemical مستقر در تایلند، رهبری کرد. این تلاش منجر به ساخت کارخانه اسید لاکتیک برای تامین مواد خام برای تولید پلاستیک های تجدیدپذیر شد.
آماده برای یک چالش جدید، اوایل سال جاری، استار بخش خصوصی را ترک کرد تا نقش اصلی تولید را در BioMADE، یک موسسه تولیدی جدید که هدف آن پر کردن شکاف نوآوری، تشویق دوباره سازی و ایجاد یک زنجیره تامین زیستی انعطاف‌پذیرتر است، به عهده بگیرد. در آنجا، او وظیفه نظارت بر انتخاب سایت، طراحی، ساخت و عملیات برای شبکه ای از تأسیسات تولید زیستی آزمایشی تا متوسط در سراسر کشور را بر عهده دارد که با اولین سایت در مینه سوتا شروع می شود.
Starr با IndustryWeek در مورد موانع تولید زیستی در ایالات متحده و اینکه چگونه BioMADE قصد دارد معادله را تغییر دهد صحبت کرد.
IndustryWeek: شما رئیس بخش تحقیق و توسعه در Cargill بودید و همچنین فضای مهندسی فرآیند را برای تحقیق و توسعه رهبری کرده اید. چه شد که تصمیم به ترک و ایفای نقش بیشتر در بخش دولتی گرفتید؟
جک استار: این نقش شامل بسیاری از کارهایی بود که من در گذشته در زمینه هدایتگر به علاوه تیم سازی و ایجاد قابلیت ها انجام داده ام. اما به این معنا که BioMADE دیدگاه بسیار جامعی دارد، من را مجذوب خود کرد. این به نیاز به مقیاس امکانات در ایالات متحده و همچنین ایده کل آموزش و توسعه نیروی کار در آن می پردازد – اینکه ما یک پایگاه فناوری و نوآوری قوی داریم که به دنبال چگونگی موثرتر و کارآمدتر بودن در پردازش زیستی است . ایمنی، امنیت، پایداری و مسئولیت اجتماعی در راس اهداف ما هستند. ما جنبه پایداری را در طیف گسترده ای از محصولاتی که به بازار می آیند می بینیم.
آیا از مشکلات افزایش مقیاس زمانی که در کارگیل بودید آگاه بودید؟
بله. فقدان امکانات توسعه مقیاس و فرآیند در ایالات متحده احتمالاً مانع رشد کلی صنعت شده است. من شخصاً زمانی که با تجارت NatureWorks درگیر بودم، از این طریق زندگی کردم. NatureWorks یک سرمایه گذاری مشترک کارگیل است که اسید [پلی لاکتیک] تولید می کند. برای انجام این کار، شما از قند ذرت برای تولید اسید لاکتیک استفاده می‌کنید و سپس آن اسید لاکتیک برای تولید PLA پلیمریزه می‌شود.
من قبل از ساخت کارخانه به شدت درگیر توسعه فرآیند و پایلوت بودم. ما با دو شرکت بسیار بزرگ در جوینت ونچر کار می کردیم. ما برای یافتن تجهیزات مناسب در سراسر ایالات متحده تلاش کردیم تا بتوانیم این را به طور مؤثر آزمایش کنیم. و بنابراین من آن را زندگی کرده‌ام، و این دلیل دیگری بود که باعث شد در ابعاد متفاوتی نسبت به کارگیل کار کنم. من در حال کار بر روی تأثیر بیشتر برای صنعت به عنوان یک کل هستم. اعضای ما می‌خواهند فرآیندهای پایه را انجام دهند و آنها را در مقیاس تجاری به ثمر برسانند.
دو نقش بزرگ دیگر نیز در کارگیل داشتم، یا بزرگ به معنای زمانی که در آن نقش ها بودم. من توسعه فرآیند و پایلوت خود را رهبری کردم. من در حال راه اندازی یک مرکز بودم و به تغییرات نگاه می کردم، مانند تغییرات پله ای و همچنین تغییرات تدریجی در بهبود پایه تولید ما در Cargill. و سپس من تیم مهندسی فرآیند و تجزیه و تحلیل خود را رهبری می کردم که به سمت تولید و عملیات ما هدایت می شد.
من مهارت‌هایی مانند مدل‌سازی فرآیند، کنترل فرآیند، تجزیه و تحلیل پیشرفته، همه را به پایه تولید خود می‌آورم تا بتوانم عملکرد بهتری در تولید خود داشته باشم. ما می‌توانیم استانداردهای صنعتی را خیلی سریع وارد فضای آزمایشی خود کنیم تا به اعضای خود نشان دهیم که احتمالاً اولین کارخانه خود را می‌سازند: کاهش مقیاس یک کارخانه تولیدی باید به این شکل باشد.
شما در مورد شرکت‌هایی صحبت می‌کردید که نمی‌توانند تجهیزات مورد نیاز برای توسعه پروژه‌های استارتاپی خود را تهیه کنند. آیا این یک مشکل ایالات متحده در زمینه رقابت است؟ آیا کشورهای دیگری در این زمینه از ما جلوتر هستند؟
فقدان امکانات آزمایشی برای تخمیر و فرآوری پایین دستی یک مشکل دیرینه بوده است. اتحادیه اروپا یک تسهیلات و شبکه ای از امکانات متعدد ایجاد کرده است که نشان می دهد این نوع مشارکت چگونه می تواند کار کند.
آیا پروژه های خاصی وجود دارد که در اولویت قرار گیرند؟
یکی از جنبه های کلیدی BioMADE در فناوری ما قرار دارد، فضای نوآوری است . این پروژه ها در این مرحله در مقیاس کوچکتر هستند. اما مواردی وجود دارند که بسیار مرتبط با تولید ما هستند: بهترین طراحی برای تخمیر چیست؟ چگونه می‌توانیم طراحی تخمیر را بهبود ببخشیم زیرا هزینه‌های سرمایه‌ای زیادی در آنجا صرف می‌شود؟ اگر بتوانیم طرح‌های بهتری داشته باشیم، می‌توانیم با دلار سرمایه‌مان بهره‌وری بیشتری داشته باشیم. و همچنین، تعدادی پروژه در مورد بهبود غلظت پایین دست و تصفیه آن محصولات تخمیر وجود دارد. این نوآوری‌ها به طور بالقوه می‌توانند در پایگاه داده آزمایشی ما مستقر شوند.
احتمال تخمیر فراتر از آنچه در حال حاضر انجام شده است چیست؟
کار عظیمی در تحقیقات بیوتکنولوژی در مورد چگونگی تنظیم میکروارگانیسم ها به گونه ای انجام شده است که آنها بتوانند محصولات متنوعی تولید کنند. این واقعاً اکوسیستم زیست صنعتی را کاتالیز کرده است. و بنابراین، چیزهای مختلف زیادی وجود دارد که می توانیم بسازیم. این می تواند مونومرهایی باشد که قرار است سپس به پلیمر تبدیل شوند. این می تواند خود پلیمرهای با وزن مولکولی بالا باشد. ما می بینیم که محصولات تخمیر می توانند فقط به طیف گسترده ای از چیزها وارد شوند – لباس، پارچه، بسته بندی مواد غذایی و سایر بسته بندی ها، و برای مواد روزمره، برخی به دنبال محصولات زیبایی هستند. علاقه زیادی به پروتئین حاصل از تخمیر وجود دارد. و بنابراین اینها برخی از چیزهای غیر سنتی هستند که واقعاً در پنج تا 10، 15 سال گذشته به وجود آمده اند زیرا ما توانسته ایم مسیرهای جدیدی بسازیم.
وقتی به وب سایت شما نگاه کردم، پروژه ای را دیدم که شامل ساخت لاستیک طبیعی با میکروارگانیسم ها بود. و دیگری شرکت لاکهید مارتین با یک شرکت تخمیر شریک بود.
بله، پس شما در مورد دو پروژه صحبت می کنید که من کمی در مورد آنها می دانم. در مورد لاکهید، آنها کاربر پایین دستی یا خریدار بالقوه این محصولات هستند. این یکی از جنبه های ساختن کل اکوسیستم است، از کشاورزانی که مواد اولیه ما را پرورش می دهند، تا افرادی که در حال فرآوری هستند، تا آن قندهای ذرت. به طور سنتی، این قند ذرت به محصولات دیگر، و سپس مردم که آن محصولات را خریداری می کنند. برای موفقیت در این فناوری و کسب و کار به همه افراد درگیر نیاز دارید.
این یکی از نکات مثبت در کل اقتصاد ایالات متحده است. یک اکوسیستم تولید زیستی قوی به جوامع کشاورزی و جوامع روستایی ما کمک می کند و این اقتصادها را تقویت می کند. بسیاری از این تأسیسات فرآوری ممکن است در دنیا به پایان برسد، درست همانطور که ما شاهد پراکندگی گیاهان اتانول در سراسر کمربند ذرت بودیم. و سپس اگر به نقش گسترده تر کشاورزی نگاه کنید، برای موفقیت ما بسیار مهم است.
طرح کلی برای 12 تا 15 کارخانه آزمایشی است. این گیاهان کجا خواهند بود؟
ما چشم انداز بزرگی از 12 تا 15 امکانات داریم. در حال حاضر، با بودجه فدرال، ما انتظار بودجه محلی و ایالتی را داریم. ما فکر می‌کنیم که می‌توانیم دو یا سه تأسیسات را بسته به بزرگی آنها داشته باشیم. ما قبلاً اعلامیه‌ای در سایت مینه‌سوتا داشته‌ایم، و در انتخاب سایت بسیار جلو می‌رویم. انتخاب سایت یک فرآیند بسیار پیچیده است. شما در حال پیمایش نیازمندی های ابزار، الزامات منطقه بندی، مجوزهای مختلف محیطی هستید. این یک منحنی یادگیری برای من بوده است. اما همانطور که به چشم انداز گسترده تر BioMADE نگاه می کنیم، یک شبکه سراسری با قابلیت های مختلف را پیش بینی می کنیم زیرا اعضای ما نیازهای متفاوتی دارند. و سایر ذینفعان مانند دولت ایالات متحده و وزارت دفاع – آنها نیز در کاری که ما انجام می دهیم سهیم هستند.
اگر در حال انجام مراکز بیوتکنولوژی منطقه ای هستید، مناطق دارای مواد اولیه مختلفی هستند. همه اینها در مورد هدف تأسیسات و محل قرارگیری آن تأثیرگذار خواهند بود.
چرا مینه سوتا را برای اولین سایت انتخاب کردید؟
ما عضویت قوی در سراسر کمربند ذرت داریم. ایالت مینه سوتا دارای عناصر زیادی است که برای اجرای تولید زیستی بسیار مطلوب هستند. آنها سیستم های کشاورزی قوی دارند، به ویژه در بخش جنوبی ایالت، و آنها یک سیستم آموزشی قوی در اطراف سیستم STEM دارند.
تولید زیستی سنتی به ذرت، قندها و فرآوری های پایین دستی غیر سنتی نگاه می کند. این احتمالاً در سایت مینه سوتا و همچنین تجهیزات بزرگتر مورد نیاز برای افزایش مقیاس تمرکز خواهد داشت.
ما تجهیزاتی مانند تخمیرها و مخازن و فرآوری های مختلف پایین دستی را خریداری خواهیم کرد و این تجهیزات به راحتی در دسترس اعضای ما خواهد بود تا در آن مرکز بیایند و از آنها استفاده کنند. زیرا ساخت این ها بسیار پرهزینه است و اکثر شرکت ها نمی توانند ساخت آن را توجیه کنند. برای تولید زیستی، باید عملکرد خرد را با عملکرد تجهیزات تطبیق دهید. و از نظر تخمیر، این همان چیزی است که شما واقعاً سعی می کنید در حین رفتن از روی میز به سمت تبلیغات آن را درک کنید.
ما به طور کلی می دانیم که چگونه یک تخمیر را طراحی کنیم، اما هر میکروارگانیسم نیازهای خاصی دارد. بنابراین شما باید برخی از طراحی تخمیر را با آن میکروارگانیسم خاص تطبیق دهید. پردازش پایین دستی هم همینطور. بسیاری از این مراحل پردازش به خوبی شناخته شده اند، اما شما باید آن را با ماهیت دقیق [میکرو ارگانیسم] و PR تنظیم کنید.
بزرگترین چالش خود را در چه می بینید؟
ما تعداد پیچیده ای از ذینفعان داریم. ما اعضایی داریم که در مراحل مختلف توسعه محصول خود هستند. شما برخی مانند استارت آپ ها را دارید که اندازه کوچک و متوسطی دارند. ما شرکت های چندملیتی بزرگی داریم. ما مؤسسات آکادمیک داریم که برای آموزش و توسعه نیروی کار آنها را جمع می کنیم. ما سازمان‌های دولتی، سازمان‌های غیردولتی را دریافت کرده‌ایم که به موفقیت تولید زیستی در ایالات متحده نیز علاقه زیادی دارند. ما فروشنده هایی داریم که تجهیزات را تهیه می کنند. ما سرمایه گذارانی داریم که به این شرکت ها علاقه مند هستند. بنابراین من فکر می کنم پیچیدگی و چالش این است که همه این سهامداران را با یک ماموریت زیستی مشترک هماهنگ کنیم. و صنعت را به جلو ببرند.
