تخصص المعالجة الحيوية (Bioprocess Engineering) يركز على استخدام المبادئ الهندسية والتكنولوجيا الحيوية لتطوير وتصميم وتحسين عمليات الإنتاج البيولوجية. يتضمن هذا التخصص تطبيق العمليات البيولوجية والكيميائية في إنتاج المنتجات الحيوية مثل الأدوية، واللقاحات، والإنزيمات، والمواد الكيميائية الحيوية. إليك نظرة شاملة على الجوانب الرئيسية لتخصص المعالجة الحيوية:

الأساسيات البيولوجية والكيميائية:

• دراسة المبادئ الأساسية للبيولوجيا الجزيئية، والكيمياء الحيوية، وعلم الأحياء الدقيقة.
• فهم العمليات الحيوية التي تحدث في الكائنات الحية وكيفية استغلالها في الإنتاج الصناعي.

الهندسة الكيميائية للعمليات الحيوية:

• تطبيق المبادئ الهندسية لتصميم وتحليل العمليات الحيوية.
• دراسة الديناميكا الحرارية، والميكانيكا الحيوية، ونقل الحرارة والكتلة في العمليات الحيوية.

تكنولوجيا التخمير:

• تصميم وتشغيل مفاعلات التخمير لإنتاج المواد الحيوية مثل الإيثانول، والإنزيمات، والمضادات الحيوية.
• فهم العوامل المؤثرة على عملية التخمير مثل درجة الحرارة، ودرجة الحموضة، وتهوية المفاعل.

عمليات الفصل والتنقية:

• تطوير تقنيات لفصل وتنقية المنتجات الحيوية من الوسط الزراعي.
• دراسة عمليات الفصل مثل الترشيح، والطرد المركزي، والتبادل الأيوني، والكروماتوغرافيا.

الهندسة الحيوية للأدوية:

• تصميم وتصنيع الأدوية واللقاحات باستخدام العمليات الحيوية.
• فهم المتطلبات التنظيمية ومعايير الجودة لتصنيع المنتجات الدوائية الحيوية.

هندسة الأنسجة والخلايا:

• تطوير تقنيات لزراعة الخلايا والأنسجة لاستخدامها في الطب التجديدي والعلاجات الجينية.
• دراسة التفاعل بين الخلايا والمواد الحيوية المستخدمة في زراعتها.

التكنولوجيا الحيوية البيئية:

• استخدام العمليات الحيوية لمعالجة النفايات والتلوث.
• تطوير تقنيات لمعالجة المياه الملوثة، وإعادة تدوير النفايات العضوية، وإنتاج الوقود الحيوي.

النمذجة والمحاكاة:

• استخدام البرمجيات والنماذج الرياضية لمحاكاة وتحليل العمليات الحيوية.
• تحسين تصميم العمليات وتوقع أداء الأنظمة الحيوية باستخدام المحاكاة.

التكنولوجيا الحيوية الصناعية:

• تطبيق التكنولوجيا الحيوية في الصناعات الغذائية والكيميائية.
• تطوير عمليات إنتاج مستدامة وفعالة من حيث التكلفة.

السلامة الحيوية والأخلاقيات:

• فهم القضايا الأخلاقية المرتبطة باستخدام التكنولوجيا الحيوية.
• تطبيق معايير السلامة الحيوية لحماية العاملين والبيئة والمستهلكين.

البحث والتطوير:

• المشاركة في مشاريع البحث والتطوير لتحسين العمليات الحيوية والمنتجات.
• تحليل البيانات ونشر الأبحاث في مجلات علمية والمشاركة في مؤتمرات علمية.

إدارة العمليات الحيوية:

• تعلم كيفية إدارة وتشغيل منشآت الإنتاج الحيوية.
• استخدام تقنيات إدارة الجودة وتحليل الأداء لضمان الكفاءة والاستدامة.

تخصص المعالجة الحيوية يوفر فرصاً واسعة للعمل في مجالات متعددة مثل الصناعات الدوائية، والتكنولوجيا الحيوية، والصناعات الغذائية، والبيئة. يساهم هذا التخصص في تطوير تقنيات ومنتجات مبتكرة تلبي احتياجات المجتمع في مجالات الصحة والبيئة والصناعة، مما يعزز التنمية المستدامة والابتكار.