BioSTEAM

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はじめに

本ブログはバイオ燃料製造プラントのモデルを開発することになった化学素人がオープンソースのバイオ・リファイナリー（再生可能資源であるバイオマスを原料にバイオ燃料や樹脂などを製造するプラントや技術)のシミュレーションソフト"BioSTEAM"の使い方を習得する際に必要となる情報、メモを公開しています。本家サイトの承諾は得ていませんし、内容の正確性は保証しませんので、参考にされたい場合はご留意ください。

バイオリファイナリーシミュレーションと技術経済評価(TEA)機能

BioSTEAMは、バイオリファイナリー*1の数千にわたるシナリオで設計、シミュレーション、技術経済評価(techno-economic analysis:TEA)やライフサイクルアセスメント(life-cycle assessment:LCA)を合理化するオープンソースのプラットフォームです。BioSTEAMは公衆衛生および資源回収システムの定量的持続可能性設計ライブラリであるQSDsanでも活用されています。BioSTEAMの長期的な成長と維持は、コミュニティ主導の開発と先進バイオエネルギー・バイオ製品革新センター(CABBI)*2を含むBioSTEAMに投資している研究機関の両方によって支えられています。

*1:バイオリファイナリー（biorefinery）とは、再生可能資源であるバイオマスを原料にバイオ燃料や樹脂などを製造するプラントや技術のこと。出展：バイオリファイナリー 
 *2:先進バイオエネルギー・バイオ製品革新センター(CABBI)は米国エネルギー省が資金提供するバイオエネルギー研究センターでイリノイ大学アーバナ・シャンペーン校と19の提携機関による共同プロジェクトらしい。出展：先進バイオエネルギー・バイオ製品革新センター(CABBI)

インストール

  1. Pipが使える場合は、シンプルに以下でインストール可能
    2. $ pip install biosteam
    gitバージョンを取得したい場合は以下を実行： 
    $ git clone --depth 10 git://github.com/BioSTEAMDevelopmentGroup/biosteam
  2. BioSTEAMはフローシート図を描くためにGraphvizを使います。
    • Windows:EXE形式のインストーラをダウンロードしてこのリンクの手順に従う
    • Ubuntu:
      • $ sudo apt-get install graphviz
    • MacOS:
      • $ brew install graphviz
    Graphvizをanaconda（アナコンダ） ディストリビューションで適切にインストールするには以下を実行: 
    $ conda install python-graphviz

共通の問題

  • インストールできない
    • BioSTEAMがインストールできない、アップデートできない場合は、依存性の問題の可能性があります。以下のコマンドで回避できます。 
    $ pip install --user --ignore-installed biosteam
    インストールしたいバージョンを指定したいときは以下のように指定します。 
    $ pip install biosteam==<version>
  • ※ Pythonのバージョンにも注意
    • BioSTEAMが必ずしも最新のPythonバージョンに対応していない場合もあります。2025年9月の時点ではPython 13には対応していなかったのでPython 12にすることでインストールできた、ということもありました。
  • ユニットやシステムの図が表示されない
    • Graphvizが適切にインストールできていなかったり、Pythonのパス設定が適切でないのかもしれません。Graphvizのインストール手順に従ってください。※Windows で Graphviz のインストールなどが参考になるかも。

学術論文等

いくつもの研究で、変換技術の比較、生物由来製品の開発経路の策定、そして持続可能性評価のための新しいツールの構築BioSTEAMプラットフォームが活用されています。いかに関連する出版物を簡単に挙げます。

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