Che cos'è l'ingegneria dei bioprocessi?
La biotecnologia è stata utilizzata per elaborare alimenti e medicine per migliaia di anni. Il lievito faceva spesso parte della produzione del pane e della fermentazione dello zucchero in alcool. Gli scienziati che lavorano nell'ingegneria dei bioprocessi in genere combinano tecnologia e materiali organici nelle industrie farmaceutiche, alimentari e agricole. La biologia può essere applicata a molti processi industriali, come la produzione di materie plastiche, produzione di carburante e trattamento dei rifiuti. L'ingegneria genetica e la nanotecnologia sono spesso integrate anche con l'ingegneria dei bioprocessi.
Batteri, enzimi, proteine e vari altri materiali biologici possono essere processati in impianti di produzione. Apparecchiature come serbatoi, pompe, giranti e valvole sono in genere utilizzate nell'ingegneria dei bioprocessi per lavorare con queste sostanze. Organismi come i batteri possono essere progettati per produrre insulina per le persone con diabete, mentre gli zuccheri possono essere sintetizzati nel produrre quantità di sciroppo di mais o bevande analcoliche, ad esempio.
Gli sforzi dell'ingegneria dei bioprocessi hanno anche permesso lo sviluppo di materie plastiche biodegradabili che possono anche essere ricavate da sostanze rinnovabili. Gli enzimi, presenti naturalmente nell'uomo e in altri organismi, possono essere aggiunti ai processi industriali e consentire loro di avvenire senza riscaldamento o raffreddamento significativi. Oli e grassi possono essere elaborati in un ambiente industriale, mentre i ricercatori possono sviluppare reazioni con materiali organici. Il trattamento dei rifiuti biologici a volte aiuta con la pulizia dell'acqua, la rimozione di gas e l'eliminazione degli odori.
L'agricoltura è un'altra area su cui l'ingegneria dei bioprocessi ha avuto un impatto. A volte è combinato con la genetica per produrre colture con proteine che aiutano a combattere i parassiti. Possono anche essere prodotte piante che sintetizzano proteine adatte alla medicina umana. La biotecnologia ha comportato anche la mappatura del genoma umano, oltre allo sviluppo di database informatici delle sequenze proteiche nell'acido desossiribonucleico (DNA).
Oltre alla terapia genica e alla produzione di vaccini, la nanotecnologia o la manipolazione di composti organici e inorganici su scala molecolare, è spesso integrata con l'ingegneria dei bioprocessi. Tale ricerca può aiutare a sfruttare il funzionamento delle cellule, integrando queste molecole con la capacità di generare elettricità o immagazzinare dati, ad esempio. I ricercatori lavorano per capire come alterare la funzione delle cellule per svolgere compiti efficienti.
L'ingegneria dei bioprocessi viene eseguita in molti laboratori e varie università offrono la materia come area di studio. Un grado può essere guadagnato all'interno del campo e spesso sono disponibili posti di lavoro in varie discipline. Chimica, ingegneria di processo, microbiologia e altre materie sono di solito studiate per acquisire le conoscenze necessarie per lavorare in un laboratorio di ingegneria del bioprocesso.