مقدمه ای بر توسعه فرآیندهای زیستی صنعتی

فرآیندهای زیستی از میکروارگانیسم‌ها، سلول‌های حیوانی یا آنزیم‌ها برای تولید محصولات جدید یا تکمیل یک تبدیل شیمیایی استفاده می‌کنند. از زمان های قدیم، انسان ها از میکروارگانیسم ها برای تبدیل مواد بیولوژیکی برای تولید نوشیدنی های الکلی و سایر غذاهای تخمیر شده استفاده می کردند. از آن زمان، فرآیندهای زیستی برای طیف عظیمی از محصولات تجاری، از محصولات نسبتاً ارزان مانند حلال‌های آلی و الکل صنعتی، تا مواد شیمیایی گران‌قیمت مانند پروتئین‌های درمانی، آنتی‌بیوتیک‌ها و واکسن‌ها توسعه یافته‌اند. امروزه توسعه فرآیندهای زیستی بخش مهمی از تعداد زیادی از صنایع شیمیایی، غذایی و دارویی است. هدف اصلی دوره "مقدمه ای بر توسعه فرآیندهای زیستی صنعتی" ارائه نمای کلی از مراحل رایج درگیر در این نوع فرآیندها است. این دوره در درجه اول برای دانشجویان، محققان و متخصصان علاقه مند به پردازش زیستی، تولید زیستی یا فناوری تخمیر است. برخی از دانش های زیست شناسی، بیوتکنولوژی و/یا مهندسی بیوشیمی مفید خواهد بود، اما اجباری نیست. این دوره با توضیح مختصری در مورد برخی از خواص اساسی میکروارگانیسم ها و جنبه های کلی مربوط به استفاده از آنها در فرآیندهای زیستی در مقیاس صنعتی آغاز می شود. به دنبال این، پایه های جنبشی برای رشد سلولی، استفاده از بستر و تشکیل محصول در طول کشت های دسته ای، پیوسته و تغذیه-بچ مورد بحث قرار می گیرد. علاوه بر این، این دوره شامل گروهی از سخنرانی‌ها است که به برخی از مراحل قبل از تخمیر اختصاص داده شده است. به طور خاص، فرمولاسیون رسانه، استریل کردن، حفظ میکروارگانیسم ها و تهیه تلقیح. ویژگی های اصلی انواع غالب بیوراکتورهای صنعتی به همراه پارامترهای فرآیندی که نیاز به کنترل در راکتورهای مخزن همزن دارند نیز در یکی از ماژول های دوره پوشش داده شده است. از آنجایی که گسترش یک فرآیند زیستی از مقیاس آزمایشگاهی به مقیاس صنعتی از اهمیت قابل توجهی برخوردار است، یک سخنرانی اضافی به این موضوع ارائه شده است. بخش آخر دوره یک نمای کلی از پردازش پایین دست، پرداختن به فرآیندهای مورد استفاده برای حذف سلول ها از محیط کشت، روش های از هم گسیختگی سلول ها، و جداسازی محصول زیستی هدف را ارائه می دهد. در پایان دوره، شما باید: # قادر به تشخیص تفاوت اساسی بین دو نوع سلول اصلی: سلول های یوکاریوتی و پروکاریوتی باشید # مراحل اصلی فرآیند دم کردن را تشخیص دهید # چند مرحله مهم در تولید پروتئین نوترکیب را شناسایی کنید # مراحل مختلف تولید صنعتی بیواتانول را تعریف کنید # مشخصه های اصلی سه حالت تخمیر را تشخیص دهید: دسته ای، پیوسته و تغذیه-بچ # پارامترهای مهم حالت تخمیر مداوم را تعریف کنید # فرآیندهای زیستی را شناسایی کنید که در آن تخمیرکننده‌های دسته‌ای تغذیه‌شده استفاده می‌شوند و برای چه مدت می‌توان فرآیند فید-بچ را اجرا کرد. # نحوه فرموله شدن محیط های تخمیر تعریف شده و تعریف نشده را شناسایی کنید # در مورد نقشی که اجزای کلیدی محیط کشت در فرآیندهای تبدیل زیستی ایفا می کنند بحث کنید # اهمیت اجتناب از آلودگی میکروبی را درک کنید # روشهای استریلیزاسیون شیمیایی و فیزیکی را شرح دهید # مشخصه های اصلی تکنیک های رایج حفظ سلول را تشخیص دهید # عواملی که معمولاً برای به دست آوردن تلقیح مناسب برای تخمیر در مقیاس صنعتی در نظر گرفته می شوند را بشناسید. # تعریف کنید که بیوراکتور چیست و در کدام فرآیندهای زیستی صنعتی معمولاً استفاده می شود # پارامترهای اصلی را که باید در هنگام تبدیل میکروبی در STRها کنترل شوند، شناسایی کنید # پارامترهای مربوطه را که برای اهداف افزایش مقیاس در نظر گرفته شده اند فهرست کنید # مراحل متوالی پردازش پایین دست را تعریف کنید # روش های مختلف حذف زیست توده یا برداشت سلول را متمایز کنید # عملیات واحد مشترک مورد استفاده برای جداسازی اولیه را انتخاب کنید