بيوتكنولوژي و مهندسي شيمي

صحبت درباره بيوتكنولوژي و شناخت آن به عنوان يك عرصه هر چند جوان اما گسترده علم، نيازمند بحث طولاني و دقيق مي باشد كه در صورت امكان و در فرصتهاي بعد به آن پرداخته خواهد شد. در اينجا صرفاّ با بيان تعاريفي از آن و بحث اجمالي در باره توانايي هاي آن سعي مي شود به نقش مهندسي شيمي در اين عرصه و همچنين نقش بيوتكنولوژي به عنوان يكي از زمينه هاي اصلي مهندسي شيمي در آينده نه چندان دور پرداخته شود و اين دو رشته تخصصي در تعامل با يكديگر مورد بررسي قرارگيرند.

بيو تكنولوژي (Biotechnology) ، يك كلمه مركب است كه از دو كلمهBio و Technology تشكيل شده است. Bio به معناي حيات به كارمي رود.براي Technolgy نيز تعارف گوناگوني وجود دارد از جمله:
« تكنولوژي ، عاليترين دستاورد عينيت و ذهنيت بشري است.»
و يا « تكنولوژي ، تبلور كار انسان در ابزا ر است.»

در جستجوي تعريف بيوتكنولوژي به سادگي مي توان به تعارف بالا مراجعه كرده و به صورت خلاصه ترجمه زير را براي لغت بيوتكنولوژي ارائه داد: « صنايع زيستي »
اما صنايع زيستي به چه معناست و چه كاربردها و چه توانايي هايي دارد؟ به اين منظور به چند تعريف گوناگون كه براي اين عرصه علمي ارائه شده است اشاره مي شود:
«بيوتكنولوژي يا صنايع زيستي عبارت از مجوعه فنوني است كه با ياري گرفتن از جانداران به ويژه ميكروبها و تك سلولها( سلولهاي جانوري، گياهي ، انگلها، باكتريها، قارچهاو مخمرها) محصولات متنوعي در ارتباط با علوم پزشكي ، كشاورزي و صنايع توليد مي كند.»

با توجه به اينكه بحث حاضر مربوط به ارتباط بين بيوتكنولوژي و مهندسي شيمي است بيش از اين در مورد جزئيات فراواني كه در بيوتكنولوژي مي تواند مطرح شود از جمله: چرايي بيوتكنولوژي ، علت توجه روز افزون به آن، علت استفاده از موجودات زنده و مسائل بيشمار ديگر بحث نكرده وبه مساله اصلي پرداخته مي شود. بدين منظور ابتدا به صوت اجمالي به كاربردها و ويژگي ها بيوتكنولوژي مي پردازيم:

-توليد فرآورده هاي غذايي
-توليد آنزيم هاي گوناگون با كاربرد در صنايع غذايي و دارويي
-توليد انرژي
-توليد فرآورده هاي ويژه دارويي ( آنتي بيوتيكها و پروتئينها) كه از طرق عادي امكان توليد آنها ميسر نيست.
-تصفيه بيولوژيكي آبهاي آلوده و پسابها
-استخراج فلزات و مواد كاني ارزشمند و…

همان طور كه مشخص است، بيوتكنولوژي به مانند مهندسي شيمي داراي كاربردهاي فراوان و اكثراّ در زمينه هايي مشترك با آن مي باشد.

از اين طريق مي توان به ارتباط موجود بين اين دو رشته پي برد. هدف اين دو تخصص در نهايت توليد يك فرآورده است. تفاوت در اينجاست كه در مهندسي شيمي كلاسيك، موجودات زنده نقشي نداشته و در مهندسي بيوتكنولوژي، اين موجودات نقش اساسي دارند. بدين ترتيب مي توان بيوتكنولوژي را به عنوان مسير ارتباطي بين تكنولوژي بدون حيات به تكنولوژي وابسته به حيات معرفي كرد.

«بيوتكنولوژي بكار گيري فرآيندها و تبديلات بيولوژيكي در مقياس صنعتي جهت توليد مواد بيوشيميايي يا تسهيل توليد فرآورده هاي مختلف مي باشد.»

تا اينجا با تعريف بيوتكنولوژي به ارتباط دو رشته تخصصي مهندسي شيمي و بيوتكنولوژي به صورت اجمالي پرداخته شد در قسمت بعد به نقش مهندسي شيمي در بيوتكنولوژي پرداخته مي شود.

يك ماده در فرايندهاي بيوتكنولوژي نيز به مانند هر فرآورده ديگر مستلزم گذشتن از مراحل گوناگوني مي باشد. مانند مرحله پژوهش آزمايشگاهي و تحقيقاتي، توليد يك ماده در آزمايشگاه، توليد نيمه صنعتي يك فرآورده و بررسي فاكتورهاي عملياتي و اقتصادي و درنهايت توليد صنعتي. به غير از مرحله اول كه مربوط به متخصصان علوم زيستي مانند زيست شناسي، ميكروب شناسي بيوشيمي و مهندسي ژنتيك است، در قسمتهاي بعدي كه مربوط به كارهاي صنعتي است، نيازمبرم به مهندسي شيمي و تخصص آن احساس مي شود. طراحي فرآيندها و دستگاههاي لازم در فرآيند بيولوژيكي كه توانايي ايجاد شرايط براي توليد بهينه از نظر اقتصادي و كيفي داشته باشد از وظايف اصلي يك مهندس شيمي مسلط به اصول بيوتكنولوژي مي باشد. همچنين طراحي فرآيندهايي مانند جداسازي و خالص سازي از وظايف اصلي يك مهندس شيمي مي باشد و اينها همه بيانگر نقش اساسي مهندسي شيمي در توليد فرآورده هاي بيولوژيكي مي باشد.

بحث در اين مورد به صورت خاص بسيار طولاني و تخصصي مي تواند باشد كه از حوصله اين گفتار خارج است و در فرصتهاي بعدي تا حد امكان به آن پرداخته خواهد شد.

در نهايت و به عنوان نتيجه بحث مي توان چنين بيان داشت كه مهندسي بيوتكنولوژي با توجه به قابليتهاي فراواني كه دارد از جمله پائين بودن هزينه هاي توليد در آن، عدم ايجاد آلودگي و همچنين امكان ايجاد در نقاط مختلف كره زمين اين قابليت را دارد كه بعضي بحرانهاي موجود در دنياي امروز را تا حدودي برطرف كند و يا از بين ببرد.




» نويسنده: نيما ابطحي (دانشجوي كارشناسي ارشد بيوتكنولوژي)
» منابع:
1 . فرهنگ اصطلاحات مهندسي شيمي، گروه مهندسي شيمي ، جهاد دانشگاهي صنعتي شريف
2 . «بيوتكنولوژي جهان آينده را تغيير خواهد داد. »،كيميا، سال سوم شماره 8 ، مهر 1369
3 . «بيوتكنولوژي ، آينده جهان و موقعيت ما»، كيميا سال سوم شماره 8 ، مهر 1369
4 . معظمي ، نسرين- شجاع الساداتي ، عباس ، مقدمه اي بر بيو تكنولوژي ، انتشارات دانشگاه تربيت مدرس.