วิศวกรรมชีวเคมีหรือที่รู้จักกันในชื่อวิศวกรรมกระบวนการทางชีวภาพเป็นสาขาการศึกษาที่มีรากฐานมาจากวิศวกรรมเคมีและวิศวกรรมชีวภาพโดยส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการออกแบบ การสร้าง และการพัฒนาหน่วยกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิต ทางชีวภาพ (เช่นการหมัก ) หรือโมเลกุลอินทรีย์ (มักเป็นเอนไซม์ ) และมีการประยุกต์ใช้งานหลากหลายในด้านต่างๆ เช่นเชื้อเพลิงชีวภาพอาหารยาเทคโนโลยีชีวภาพและกระบวนการบำบัดน้ำ^{[ 1 ]}บทบาทของวิศวกรชีวเคมีคือการนำผลการค้นพบที่พัฒนาโดยนักชีววิทยาและนักเคมีในห้องปฏิบัติการมาแปลเป็นกระบวนการผลิตขนาดใหญ่

เป็นเวลาหลายร้อยปีแล้วที่มนุษย์ได้ใช้ปฏิกิริยาเคมีของสิ่งมีชีวิตเพื่อสร้างสินค้า ในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 หลุยส์ ปาสเตอร์เป็นหนึ่งในบุคคลแรกๆ ที่ศึกษาบทบาทของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เมื่อเขาทำการวิจัยเกี่ยวกับการหมัก^{[ 2 ]}งานของเขายังมีส่วนช่วยในการใช้การพาสเจอร์ไรซ์ซึ่งยังคงใช้กันมาจนถึงทุกวันนี้^{[ 3 ]}ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 การใช้จุลินทรีย์ได้ขยายตัวและถูกนำมาใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม^{[ 4 ]}จนถึงจุดนี้ วิศวกรรมชีวเคมียังไม่ได้รับการพัฒนาเป็นสาขา จนกระทั่งปี 1928 เมื่ออเล็กซานเดอร์ เฟลมมิงค้นพบเพนิซิลลินสาขาวิศวกรรมชีวเคมีจึงได้รับการก่อตั้งขึ้น^{[ 5 ]}หลังจากการค้นพบนี้ มีการรวบรวมตัวอย่างจากทั่วโลกเพื่อทำการวิจัยอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับลักษณะของจุลินทรีย์จากสถานที่ต่างๆ เช่น ดิน สวน ป่า แม่น้ำ และลำธาร ปัจจุบัน วิศวกรชีวเคมีสามารถพบได้ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย ตั้งแต่อุตสาหกรรมอาหารไปจนถึงอุตสาหกรรมยา ทั้งนี้เนื่องจากความต้องการประสิทธิภาพและผลผลิตที่เพิ่มมากขึ้น ซึ่งต้องอาศัยความรู้เกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างระบบชีวภาพและปฏิกิริยาเคมี และวิธีการนำความรู้เหล่านั้นมาใช้เพื่อตอบสนองความต้องการดังกล่าว

เทคโนโลยีชีวภาพและวิศวกรรมชีวเคมีมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด เนื่องจากวิศวกรรมชีวเคมีสามารถถือได้ว่าเป็นสาขาย่อยของเทคโนโลยีชีวภาพ หนึ่งในจุดเน้นหลักของเทคโนโลยีชีวภาพคือด้านการแพทย์ ซึ่งวิศวกรชีวเคมีทำงานเพื่อออกแบบยา อวัยวะเทียมอุปกรณ์ทางการแพทย์ เซ็นเซอร์เคมี และระบบนำส่งยา [ ^{6 ]}วิศวกรชีวเคมีใช้ความรู้เกี่ยวกับกระบวนการทางเคมีในระบบชีวภาพเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่จับต้องได้ซึ่งช่วยปรับปรุงสุขภาพของผู้คน สาขาการศึกษาเฉพาะ ได้แก่^{วิศวกรรม}เมตาบอลิซึมวิศวกรรมเอนไซม์และวิศวกรรมเนื้อเยื่อการศึกษาการเพาะเลี้ยงเซลล์ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในวิศวกรรมชีวเคมีและเทคโนโลยีชีวภาพเนื่องจากมีการประยุกต์ใช้มากมายในการพัฒนาเชื้อเพลิงธรรมชาติปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตยาและกระบวนการทางเภสัชกรรม และการสร้างยารักษาโรค^{[ 7 ]}การประยุกต์ใช้ทางการแพทย์อื่นๆ ของวิศวกรรมชีวเคมีภายในเทคโนโลยีชีวภาพ ได้แก่การทดสอบทางพันธุกรรมและเภสัชพันธุศาสตร์

วิศวกรชีวเคมีมุ่งเน้นหลักไปที่การออกแบบระบบที่จะปรับปรุงการผลิต การแปรรูป การบรรจุ การจัดเก็บ และการกระจายอาหาร^{[ 8 ]}อาหารแปรรูปทั่วไปบางชนิด ได้แก่ข้าวสาลีผลไม้และนมซึ่งผ่านกระบวนการต่างๆ เช่นการบด การทำให้แห้งและการพาสเจอร์ไรซ์เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่สามารถจำหน่ายได้

การแปรรูปอาหารมีสามระดับได้แก่ ระดับปฐมภูมิ ระดับทุติยภูมิ และระดับตติยภูมิ การแปรรูปอาหารระดับปฐมภูมิเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรให้เป็นผลิตภัณฑ์อื่นที่สามารถนำมาแปรรูปเป็นอาหารได้ การแปรรูปอาหารระดับทุติยภูมิคือการผลิตอาหารจากวัตถุดิบที่หาได้ง่าย การแปรรูปอาหารระดับตติยภูมิคือการผลิต อาหาร พร้อมรับประทานหรืออาหารที่ต้องอุ่นเพื่อรับประทานในเชิงพาณิชย์การอบแห้งการดองการใส่เกลือและการหมักอาหารเป็นเทคนิคการแปรรูปอาหารที่เก่าแก่ที่สุดบางส่วนที่ใช้ในการถนอมอาหารโดยการป้องกันการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตที่ทำให้เกิดการเน่าเสียของอาหาร เช่นยีสต์ราและแบคทีเรีย [ 9 ^{]วิธีการ}ถนอมอาหารได้พัฒนาขึ้นเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยของอาหารสมัยใหม่ แต่หลายวิธีก็ยังคงใช้กระบวนการแบบเดียวกับที่ใช้ในอดีต

วิศวกรชีวเคมียังทำงานเพื่อปรับปรุงคุณค่าทางโภชนาการของผลิตภัณฑ์อาหาร เช่นข้าวสีทองซึ่งได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อป้องกันการขาดวิตามินเอในบางพื้นที่ที่มีปัญหาดังกล่าว ความพยายามในการพัฒนาเทคโนโลยีการถนอมอาหารยังสามารถช่วยให้สารอาหาร คงอยู่ได้นานขึ้น เมื่อเก็บรักษาอาหารบรรจุภัณฑ์มีบทบาทสำคัญในการถนอมอาหารและรับรองความปลอดภัยของอาหารโดยการปกป้องผลิตภัณฑ์จากการปนเปื้อน ความเสียหายทางกายภาพ และการปลอมแปลง^{[ 9 ]}บรรจุภัณฑ์ยังช่วยให้การขนส่งและเสิร์ฟอาหารง่ายขึ้นอีกด้วย

งานทั่วไปของวิศวกรชีวเคมีที่ทำงานในอุตสาหกรรมอาหารคือการออกแบบวิธีการดำเนินการกระบวนการทั้งหมดเหล่านี้ในระดับใหญ่เพื่อให้ตรงกับความต้องการของประชากร ความรับผิดชอบในเส้นทางอาชีพนี้รวมถึงการออกแบบและดำเนินการทดลอง การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ การปรึกษาหารือกับกลุ่มต่างๆ เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ และการจัดทำแผนโครงการสำหรับอุปกรณ์และสิ่งอำนวยความสะดวก^{[ 9 ]}

ในอุตสาหกรรมยา วิศวกรรมกระบวนการทางชีวภาพมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการผลิตยาชีววัตถุ ในปริมาณมาก เช่นแอนติบอดีโมโนโคลนอลวัคซีนและโปรตีนบำบัด การพัฒนาและการปรับปรุงระบบปฏิกรณ์ชีวภาพและระบบการหมักเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์เหล่านี้ในปริมาณมาก เพื่อให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพที่สม่ำเสมอและผลผลิตสูง ตัวอย่างเช่นโปรตีนรีคอมบิแนนท์เช่นอินซูลินและอิริโทรโปเอตินผลิตขึ้นผ่านระบบเพาะเลี้ยงเซลล์โดยใช้เซลล์ที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรม (หรือ เซลล์ วิศวกรรมพันธุกรรม ) บทบาทของวิศวกรกระบวนการทางชีวภาพคือการปรับตัวแปรต่างๆ เช่น อุณหภูมิค่า pHความพร้อมของสารอาหาร และระดับออกซิเจน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของระบบเหล่านี้ให้สูงสุด สาขาการบำบัดด้วยยีน ที่กำลังเติบโต ก็อาศัยเทคนิคกระบวนการทางชีวภาพในการผลิตเวกเตอร์ไวรัสซึ่งใช้ในการส่งยีนบำบัดไปยังผู้ป่วย ซึ่งเกี่ยวข้องกับการขยายขนาดกระบวนการจากระดับห้องปฏิบัติการไปสู่ระดับอุตสาหกรรม ในขณะที่ยังคงรักษาความปลอดภัยและการปฏิบัติตามกฎระเบียบ^{[ 10 ]}เมื่อความต้องการผลิตภัณฑ์ชีวเภสัชภัณฑ์เพิ่มขึ้น ความก้าวหน้าในด้านวิศวกรรมกระบวนการทางชีวภาพยังคงช่วยให้ วิธีการผลิต มีความยั่งยืนและคุ้มค่า มากขึ้น

• มหาวิทยาลัยออเบิร์น^{[ 11 ]}

วิศวกรรมชีวเคมีไม่ใช่สาขาวิชาเอกที่เปิดสอนในมหาวิทยาลัยหลายแห่ง แต่เป็นสาขาที่น่าสนใจภายใต้สาขาวิศวกรรมเคมี มหาวิทยาลัยต่อไปนี้เป็นที่รู้จักกันดีว่าเปิดสอนหลักสูตรวิศวกรรมชีวเคมี:

• มหาวิทยาลัยบราวน์ – พรอวิเดนซ์ รัฐโรดไอส์แลนด์
• มหาวิทยาลัยคริสเตียนบราเธอร์ส – เมมฟิส รัฐเทนเนสซี
• Colorado School of Mines – Golden, CO
• มหาวิทยาลัยโรวัน - กลาสโบโร นิวเจอร์ซีย์
• มหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ – โบลเดอร์ รัฐโคโลราโด
• มหาวิทยาลัยจอร์เจีย – เอเธนส์ รัฐจอร์เจีย
• มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส – เดวิส รัฐแคลิฟอร์เนีย
• มหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอน – ลอนดอน สหราชอาณาจักร
• มหาวิทยาลัยเซาท์เทิร์นแคลิฟอร์เนีย – ลอสแอนเจลิส รัฐแคลิฟอร์เนีย
• มหาวิทยาลัยเวสเทิร์นออนแทรีโอ – ออนแทรีโอ ประเทศแคนาดา
• สถาบันเทคโนโลยีแห่งอินเดีย (BHU) วาราณสี – วาราณสี, อุตตรประเทศ
• สถาบันเทคโนโลยีแห่งอินเดีย เดลี – เดลี
• สถาบันเทคโนโลยีติฮัวนา – เม็กซิโก
• มหาวิทยาลัยแบกแดด คณะวิศวกรรมศาสตร์ อัล-ควาริซมี ไบโอเคมี
• Universidad Nacional de Río Negro - รีโอ เนโกร, อาร์เจนตินา

• เชื้อเพลิงชีวภาพจากสาหร่าย
• การผลิตไฮโดรเจนทางชีวภาพ (สาหร่าย)
• กระบวนการทางชีวภาพ
• วิศวกรรมผลิตภัณฑ์ชีวภาพ
• ผลิตภัณฑ์ชีวภาพ
• หลุมฝังกลบไบโอรีแอคเตอร์
• วิศวกรรมระบบชีวภาพ
• การบำบัดด้วยเซลล์
• ขั้นตอนปลายน้ำ (กระบวนการทางชีวภาพ)
• การแปลงพลังงานไฟฟ้าเคมี
• เทคโนโลยีชีวภาพอุตสาหกรรม
• จุลชีววิทยา
• เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพมอส
• เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพด้วยแสง
• เคมีกายภาพ
• การดำเนินงานของหน่วย
• ต้นน้ำ (กระบวนการทางชีวภาพ)