وتشمل هندسة التفاعل الكيميائي الحيوي تصميم العمليات التي تستخدم الحفازات البيولوجية، مثل الأنزيمات وال الكائنات المجهرية، وتحقيق الاستخدام الأمثل لها، لإنتاج المنتجات المرغوبة، وهي تجمع بين المبادئ المستمدة من الهندسة الكيميائية والبيولوجيا من أجل تطوير عمليات فعالة ومستدامة.

مبادئ التصميم الأساسية

وتتمثل جوهر هندسة التفاعل الكيميائي الأحيائي في فهم كيفية اختلاف ردود الفعل البيولوجية عن ردود الفعل التقليدية للمواد الكيميائية، ومصانع مثل حركية الانزيمات، والنمو الميكروبي، وتصميم عملية التأثير على النقل الجماعي، وتشمل المبادئ الرئيسية زيادة معدلات التفاعل إلى أقصى حد، والسيطرة على الظروف البيئية، وضمان استقرار العمليات.

أنواع المفاعلات والمصادرات

وتستخدم أنواع مختلفة من المفاعلات في العمليات الكيميائية الحيوية، وكل مفاعل مناسب لتطبيقات محددة، وتشمل المفاعلات المشتركة البخار، والمفاعلات الدبابرية المستمرة، ومفاعلات تدفق البوق، ويعتمد الاختيار على عوامل مثل حركية التفاعل، والحجم، ومتطلبات نقاء المنتجات.

دراسات حالة في الهندسة الكيميائية الحيوية

وتظهر دراسات حالات إفرادية عديدة التطبيق الناجح لمبادئ هندسة التفاعل الكيميائي الأحيائي، ومن الأمثلة على ذلك إنتاج الإيثانول الأحيائي، والصيدلة، واللدائن القابلة للتحلل الأحيائي، وتبرز هذه الحالات التعظيم في العملية، والتحديات الكبيرة، والاعتبارات البيئية.

  • عمليات تخمير الأحياء
  • تركيبة انزيمات
  • إنتاج المضادات الحيوية بالميكروبيات
  • الصناعة البلاستيكية القابلة للتحلل الأحيائي