Co to jest inżynieria bioprocesowa?

Biotechnologia jest wykorzystywana do przetwarzania żywności i medycyny od tysięcy lat. Drożdże często były częścią chleba, a także fermentacji cukru do alkoholu. Naukowcy pracujący w inżynierii bioprocesowej zazwyczaj łączą technologię i materiały organiczne w przemyśle farmaceutycznym, przetwórstwie spożywczym i rolnictwie. Biologię można zastosować do wielu procesów przemysłowych, takich jak produkcja tworzyw sztucznych, produkcja paliw i przetwarzanie odpadów. Inżynieria genetyczna oraz nanotechnologia są często zintegrowane również z inżynierią bioprocesową.

Bakterie, enzymy, białka i różne inne materiały biologiczne mogą być przetwarzane w zakładach produkcyjnych. Sprzęt, taki jak zbiorniki, pompy, wirniki i zawory, jest zwykle wykorzystywany w inżynierii bioprocesowej do pracy z tymi substancjami. Organizmy takie jak bakterie mogą być zaprojektowane do produkcji insuliny dla osób z cukrzycą, podczas gdy cukry mogą być syntetyzowane na przykład na poziomie produkcji syropu kukurydzianego lub napojów bezalkoholowych.

Wysiłki inżynierii bioprocesowej umożliwiły również opracowanie biodegradowalnych tworzyw sztucznych, które można również wytwarzać z substancji odnawialnych. Enzymy, naturalnie występujące u ludzi i innych organizmów, można dodawać do procesów przemysłowych i umożliwiać ich przebieg bez znacznego ogrzewania lub chłodzenia. Oleje i tłuszcze można przetwarzać w środowisku przemysłowym, a naukowcy mogą rozwijać reakcje z materiałami organicznymi. Biologiczne przetwarzanie odpadów czasami pomaga w oczyszczaniu wody, usuwaniu gazu i usuwaniu nieprzyjemnych zapachów.

Rolnictwo to kolejny obszar, na który wpłynęła inżynieria bioprocesowa. Czasami łączy się go z genetyką, aby uzyskać uprawy z białkami, które pomagają zwalczać szkodniki. Można również wytwarzać rośliny, które syntetyzują białka odpowiednie dla medycyny ludzkiej. Biotechnologia obejmowała również mapowanie ludzkiego genomu, oprócz opracowania komputerowych baz danych sekwencji białkowych w kwasie dezoksyrybonukleinowym (DNA).

Oprócz terapii genowej i produkcji szczepionek, nanotechnologia lub manipulacja związkami organicznymi i nieorganicznymi w skali molekularnej jest często zintegrowana z inżynierią bioprocesową. Takie badania mogą pomóc w wykorzystaniu sposobu działania komórek, integrując na przykład te molekularne z możliwością generowania energii elektrycznej lub przechowywania danych. Naukowcy starają się zrozumieć, jak zmienić funkcję komórek w celu wykonania wydajnych zadań.

Inżynieria bioprocesowa jest wykonywana w wielu laboratoriach, a różne uniwersytety oferują przedmiot jako obszar badań. Dyplom można zdobyć w tej dziedzinie, a praca w różnych dyscyplinach jest często dostępna. Chemia, inżynieria procesowa, mikrobiologia i inne przedmioty są zwykle badane w celu zdobycia wiedzy potrzebnej do pracy w laboratorium inżynierii bioprocesowej.