Aperçu
Biomanufacturing is increasingly used to produce everyday products – from enzymes in detergents to ingredients in food and bio-based materials. But how do microorganisms become reliable production systems at industrial scale?
In this course, you will gain an overview of how microbial cell factories are developed and used in industrial biotechnology. You will explore how microorganisms grow, how their performance can be improved and optimized, and how processes are scaled from laboratory conditions to real-world production.
You will be introduced to the key stages of a biomanufacturing process, including fermentation and downstream processing, and learn how these steps are connected. The course also highlights why processes that work well in the laboratory often behave differently at larger scale, and how biological and engineering considerations must be balanced.
The course combines conceptual explanations, a simple simulation exercise, and perspectives from industry professionals. Together, these elements provide a general understanding of how biomanufacturing works in practice without requiring an advanced technical background.
The course also offers a glimpse into emerging developments such as AI-guided protein design, novel biotechnological products, and the role of biotechnology in the circular economy and sustainability. By the end of the course, you will have a clearer understanding of how biological systems are translated into industrial processes and where biotechnology fits into modern production and sustainability discussions.
Programme
- Bioraffinage : Des cellules aux produits
Dans ce module, vous serez introduit à la biofabrication industrielle et à la manière dont les systèmes biologiques peuvent être utilisés pour fabriquer des produits précieux. Vous aurez un aperçu du processus de bioraffinage, des usines cellulaires aux produits finaux, et des sujets abordés tout au long du cours.
- Usines cellulaires pour la bioproduction
Dans ce module, nous nous concentrons sur les usines cellulaires - les microorganismes qui représentent la base de la biofabrication industrielle. Vous apprendrez à connaître différents hôtes de production, y compris les bactéries et les levures, et explorerez comment leurs caractéristiques influencent leur adéquation à des applications spécifiques. Le module introduit également les principes de la croissance et de la culture microbienne, fournissant un aperçu de la manière dont les organismes de production sont sélectionnés et évalués pour l'utilisation dans les processus de bioraffinage. Grâce à des exemples, des exercices de simulation et une perspective industrielle, vous acquerrez une compréhension pratique des facteurs qui influencent le choix d'une usine cellulaire.
- Optimisation des usines cellulaires
Dans ce module, nous nous concentrons sur l'optimisation des usines cellulaires pour améliorer la production de produits biotechnologiques. Vous explorerez comment les microorganismes peuvent être modifiés pour améliorer leurs performances et apprendrez les approches clés utilisées en ingénierie métabolique et en développement de souches. À travers une perspective industrielle, le module montre comment l'amélioration d'une souche de production est souvent un processus itératif et une partie importante de la biofabrication moderne.
- Le bioprocédé et le mise à l'échelle
Dans ce module, l'accent est mis sur le processus de biofabrication lui-même plutôt que sur l'usine cellulaire. Vous apprendrez les principales étapes d'un bioprocédé, de la fermentation à la récupération et purification du produit, et explorerez comment ces étapes fonctionnent ensemble pour produire des produits biotechnologiques. Le module introduit également les défis de l'industrialisation d'un processus et souligne comment les considérations biologiques et d'ingénierie doivent être équilibrées pour parvenir à une fabrication fiable et efficace.
- Produits biotechnologiques
Dans ce module, nous explorons la vaste gamme de produits qui peuvent être fabriqués à l'aide de la biotechnologie, des ingrédients alimentaires et des enzymes industrielles aux médicaments et produits microbiens vivants. Une attention particulière est portée aux protéines, l'une des classes de produits biotechnologiques les plus importantes et polyvalentes. Grâce à des exemples concrets, vous apprendrez comment les protéines sont utilisées dans les soins de santé et la biotechnologie et comment les avancées en ingénierie des protéines et en intelligence artificielle élargissent les possibilités pour les produits futurs. Le module met en évidence la diversité des produits biotechnologiques et la relation entre les applications des produits et les approches de fabrication.
- Biotechnologie, économie circulaire et durabilité
Dans ce module, nous explorons comment la biotechnologie et la biofabrication peuvent contribuer à des systèmes de production plus durables et économes en ressources. Vous serez introduit aux concepts clés tels que la durabilité, l'économie circulaire et la bioéconomie, et apprendrez comment les impacts environnementaux et économiques peuvent être évalués. À travers des exemples et des études de cas, le module met en évidence à la fois les opportunités et les défis associés au développement de processus et de produits de biofabrication plus durables.
Enseigné par
Friederike Buchholz
Matières
Engineering
