Un bioproceso utiliza células vivas o enzimas para producir un producto deseado. Es el motor de la biofabricación. Las células pueden ser bacterias que producen insulina, levaduras que producen etanol o células de mamíferos que producen anticuerpos. Las enzimas pueden ser amilasas para detergentes o celulasas para biocombustibles. El producto puede ser un fármaco, un ingrediente alimentario, un producto químico o un combustible.

Los bioprocesos constan de varios componentes. El biocatalizador, ya sean células o enzimas, realiza la función. La materia prima es el sustrato. El biorreactor proporciona el entorno controlado. El proceso posterior purifica el producto. Cada componente debe optimizarse en cuanto a rendimiento, coste y calidad. Pequeños cambios en la temperatura, el pH o la concentración de nutrientes pueden tener grandes repercusiones.

Los bioprocesos suelen ser más sostenibles que los procesos químicos. Se llevan a cabo a temperaturas y presiones más bajas, utilizan materias primas renovables y generan menos residuos peligrosos. Sin embargo, no son automáticamente ecológicos. Consumen agua y energía, y generan biomasa residual. Es necesario realizar un análisis del ciclo de vida para confirmar sus beneficios.

Este campo está en auge, ya que las industrias buscan alternativas biológicas a la síntesis química. El desafío radica en la escala y el costo. Un proceso que funciona en un laboratorio debe funcionar de forma fiable y económica en un tanque de 100 000 litros. Ahí es donde la ingeniería de bioprocesos demuestra su valía.