Μια βιοδιεργασία χρησιμοποιεί ζωντανά κύτταρα ή ένζυμα για την παραγωγή ενός επιθυμητού προϊόντος. Είναι η μηχανή της βιοπαραγωγής. Τα κύτταρα μπορεί να είναι βακτήρια που παράγουν ινσουλίνη, ζύμες που παράγουν αιθανόλη ή κύτταρα θηλαστικών που παράγουν αντισώματα. Τα ένζυμα μπορεί να είναι αμυλάσες για απορρυπαντικά ή κυτταρινάσες για βιοκαύσιμα. Το προϊόν μπορεί να είναι ένα φάρμακο, ένα συστατικό τροφίμων, μια χημική ουσία ή ένα καύσιμο.

Οι βιοδιεργασίες έχουν πολλά συστατικά. Ο βιοκαταλύτης, είτε πρόκειται για κύτταρα είτε για ένζυμα, κάνει τη δουλειά. Η πρώτη ύλη παρέχει την πρώτη ύλη. Ο βιοαντιδραστήρας παρέχει το ελεγχόμενο περιβάλλον. Η κατάντη διεργασία καθαρίζει το προϊόν. Κάθε συστατικό πρέπει να βελτιστοποιηθεί ως προς την απόδοση, το κόστος και την ποιότητα. Μικρές αλλαγές στη θερμοκρασία, το pH ή τη συγκέντρωση θρεπτικών συστατικών μπορούν να έχουν μεγάλες επιπτώσεις.

Οι βιολογικές διεργασίες είναι συχνά πιο βιώσιμες από τις χημικές. Λειτουργούν σε χαμηλότερες θερμοκρασίες και πιέσεις, χρησιμοποιούν ανανεώσιμες πρώτες ύλες και παράγουν λιγότερο επικίνδυνα απόβλητα. Αλλά δεν είναι αυτόματα οικολογικές. Καταναλώνουν νερό και ενέργεια και παράγουν βιομάζα αποβλήτων. Απαιτείται ανάλυση του κύκλου ζωής για την επιβεβαίωση των οφελών.

The field is growing as industries look for biological alternatives to chemical synthesis. The challenge is scale and cost. A process that works in a lab must work in a 100,000-liter tank, reliably and economically. That is where bioprocess engineering earns its keep.