बायोकेमिकल इंजीनियरिंग: Difference between revisions
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[[Image:BTEC Bioreactors.jpg|thumb|upright=1.3|बायोरिएक्टर]]बायो[[केमिकल इंजीनियरिंग]], जिसे बायोप्रोसेस इंजीनियरिंग के रूप में भी जाना जाता है, अध्ययन का | [[Image:BTEC Bioreactors.jpg|thumb|upright=1.3|बायोरिएक्टर]]'''बायो[[केमिकल इंजीनियरिंग]],''' जिसे बायोप्रोसेस इंजीनियरिंग के रूप में भी जाना जाता है, अध्ययन का क्षेत्र है जिसकी मूल केमिकल इंजीनियरिंग और [[जैविक इंजीनियरिंग]] से जुड़ी हैं। यह मुख्य रूप से [[इकाई प्रक्रिया]]ओं के डिजाइन, निर्माण और उन्नति से संबंधित है जिसमें जैविक जीव (जैसे [[किण्वन]]) या कार्बनिक अणु (अधिकांशत:[[ एनजाइम ]]) सम्मिलित होते हैं और इसमें [[पेट्रोकेमिकल उद्योग]], भोजन, दवा, [[जैव प्रौद्योगिकी]] और जैसे रुचि के क्षेत्रों में विभिन्न अनुप्रयोग होते हैं। जल उपचार प्रक्रियाएँ.<ref name=":0">{{Cite web|url=https://www.ucdavis.edu/majors/biochemical-engineering|title=बायोकेमिकल इंजीनियरिंग|date=2015-11-27|website=UC Davis|language=EN|access-date=2019-02-13}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://gradireland.com/careers-advice/job-descriptions/biochemical-engineer|title=बायोकेमिकल इंजीनियर|last=Ruairi.Kavanagh|date=2014-12-18|website=gradireland|language=en|access-date=2019-02-13}}</ref> बायोकेमिकल इंजीनियर की भूमिका प्रयोगशाला में जीव विज्ञानी और रसायनज्ञों द्वारा विकसित निष्कर्षों को लेना और उसे बड़े मापदंड पर विनिर्माण प्रक्रिया में अनुवाद करना है। | ||
== इतिहास == | == इतिहास == | ||
सैकड़ों वर्षों से मनुष्य सामान बनाने के लिए जैविक जीवों की रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग करता रहा है। 1800 के दशक के मध्य में, लुई पाश्चर किण्वन पर शोध करते समय इन जीवों की भूमिका पर धयान करने वाले पहले लोगों में से थे। उनके काम ने पास्चुरीकरण के उपयोग में भी योगदान दिया गया था, जिसका उपयोग आज भी किया जाता है। 1900 के दशक की प्रारंभ तक सूक्ष्मजीवों का उपयोग बढ़ गया था और इसका उपयोग औद्योगिक उत्पाद बनाने के लिए किया गया था। इस बिंदु तक जैव रासायनिक इंजीनियरिंग अभी तक क्षेत्र के रूप में विकसित नहीं हुई थी। 1928 तक जब अलेक्जेंडर फ्लेमिंग ने पेनिसिलिन की खोज की तब तक जैव रासायनिक इंजीनियरिंग का क्षेत्र स्थापित नहीं हुआ था। इस खोज के पश्चात् मिट्टी, बगीचों, जंगलों, नदियों और झरनों जैसे स्थानों से रोगाणुओं की विशेषताओं पर शोध जारी रखने के लिए विश्व भर से नमूने एकत्र किए गए। आज बायोकेमिकल इंजीनियरों को भोजन से लेकर फार्मास्यूटिकल्स तक विभिन्न उद्योगों में काम करते हुए पाया जा सकता है। यह दक्षता और उत्पादन की बढ़ती आवश्यकता के कारण है जिसके लिए यह ज्ञान आवश्यक है कि जैविक प्रणाली और रासायनिक प्रतिक्रियाएं एक-दूसरे के साथ कैसे इंटरैक्ट करती हैं और इन आवश्यकताओ को पूरा करने के लिए उनका उपयोग कैसे किया जा सकता है। | |||
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बायोकेमिकल इंजीनियरिंग अधिकांश विश्वविद्यालयों द्वारा | बायोकेमिकल इंजीनियरिंग अधिकांश विश्वविद्यालयों द्वारा प्रस्तुत किया जाने वाला प्रमुख क्षेत्र नहीं है और इसके अतिरिक्त अधिकत्तर स्थितियों में यह केमिकल इंजीनियरिंग प्रमुख के अंतर्गत रुचि का क्षेत्र है। निम्नलिखित विश्वविद्यालय जैव रासायनिक इंजीनियरिंग में डिग्री प्रदान करने के लिए जाने जाते हैं: | ||
* [[ ब्राउन विश्वविद्यालय ]] - प्रोविडेंस, आरआई | * [[ ब्राउन विश्वविद्यालय |ब्राउन विश्वविद्यालय]] - प्रोविडेंस, आरआई | ||
* [[क्रिश्चियन ब्रदर्स यूनिवर्सिटी]] - मेम्फिस, टीएन | * [[क्रिश्चियन ब्रदर्स यूनिवर्सिटी]] - मेम्फिस, टीएन | ||
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=== जैवप्रौद्योगिकी === | === जैवप्रौद्योगिकी === | ||
जैव प्रौद्योगिकी और जैव रासायनिक इंजीनियरिंग | जैव प्रौद्योगिकी और जैव रासायनिक इंजीनियरिंग दूसरे से निकटता से संबंधित हैं क्योंकि जैव रासायनिक इंजीनियरिंग को जैव प्रौद्योगिकी की उप-शाखा माना जा सकता है। जैव प्रौद्योगिकी का प्राथमिक फोकस चिकित्सा क्षेत्र में है, जहां जैव रासायनिक इंजीनियर फार्मास्यूटिकल्स, कृत्रिम अंगों, जैव चिकित्सा उपकरणों, रासायनिक सेंसर और दवा वितरण प्रणालियों को डिजाइन करने के लिए काम करते हैं।<ref>{{Cite web|url=https://www.brown.edu/academics/engineering/undergraduate-study/concentrations/chemical-and-biochemical-engineering|title=Chemical and Biochemical Engineering {{!}} School of Engineering|website=www.brown.edu|access-date=2019-03-18|archive-date=2019-02-12|archive-url=https://web.archive.org/web/20190212025428/https://www.brown.edu/academics/engineering/undergraduate-study/concentrations/chemical-and-biochemical-engineering|url-status=dead}}</ref> बायोकेमिकल इंजीनियर लोगों के स्वास्थ्य में सुधार लाने वाले ठोस उत्पाद बनाने के लिए जैविक प्रणालियों में रासायनिक प्रक्रियाओं के अपने ज्ञान का उपयोग करते हैं। इसके अध्ययन के विशिष्ट क्षेत्रों में उपापचय, एंजाइम और ऊतक इंजीनियरिंग सम्मिलित हैं। प्राकृतिक ईंधन विकसित करने, दवाओं और फार्मास्युटिकल प्रक्रियाओं के उत्पादन में दक्षता में सुधार करने और बीमारी का इलाज करने में इसके अनेक अनुप्रयोगों के कारण सेल संस्कृतियों का अध्ययन जैव रासायनिक इंजीनियरिंग और जैव प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।<ref>{{Cite web|url=https://www.sciencebuddies.org/science-engineering-careers/engineering/biochemical-engineer|title=Biochemical Engineer {{!}} Science & Engineering Career|website=Science Buddies|language=en-US|access-date=2019-03-18}}</ref> जैव प्रौद्योगिकी के अंदर जैव रासायनिक इंजीनियरिंग के अन्य चिकित्सा अनुप्रयोग आनुवंशिकी परीक्षण और [[ फार्माकोजीनोमिक्स |फार्माकोजीनोमिक्स]] हैं। | ||
=== खाद्य उद्योग === | === खाद्य उद्योग === | ||
बायोकेमिकल इंजीनियर मुख्य रूप से उन प्रणालियों को डिजाइन करने पर ध्यान केंद्रित करते हैं जो भोजन के उत्पादन, प्रसंस्करण, पैकेजिंग, | बायोकेमिकल इंजीनियर मुख्य रूप से उन प्रणालियों को डिजाइन करने पर ध्यान केंद्रित करते हैं जो भोजन के उत्पादन, प्रसंस्करण, पैकेजिंग, संचयन और वितरण में सुधार करेंगे।<ref name=":0" /> कुछ समान्यत: प्रसंस्कृत खाद्य पदार्थों में गेहूं, फल और दूध सम्मिलित होते हैं जो बेचे जा सकने वाले उत्पाद बनने के लिए मिलिंग, निर्जलीकरण और पास्चुरीकरण जैसी प्रक्रियाओं से गुजरते हैं। इस प्रकार [[खाद्य प्रसंस्करण]] के तीन स्तर हैं: प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक प्राथमिक खाद्य प्रसंस्करण में कृषि उत्पादों को अन्य उत्पादों में बदलना सम्मिलित है जिन्हें भोजन में बदला जा सकता है, माध्यमिक खाद्य प्रसंस्करण में सरलता से उपलब्ध सामग्रियों से भोजन बनाना सम्मिलित है और तृतीयक खाद्य प्रसंस्करण में खाने के लिए तैयार या गर्म करने और परोसने वाले खाद्य पदार्थों का व्यावसायिक उत्पादन होता है। खाद्य पदार्थों को सुखाना, अचार बनाना, नमकीन बनाना और किण्वित करना कुछ सबसे पुरानी खाद्य प्रसंस्करण विधिया थीं जिनका उपयोग खमीर, फफूंद और बैक्टीरिया को खराब होने से रोककर भोजन को संरक्षित करने के लिए किया जाता था।<ref name=":1">{{Cite web|url=http://www.foodsystemprimer.org/food-processing/index.html|title=खाद्य प्रसंस्करण|last=Driver|first=Kelly|last2=Health|first2=JH Bloomberg School of Public|website=Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health|language=en|access-date=2019-03-18}}</ref> खाद्य सुरक्षा के वर्तमान मानकों को पूरा करने के लिए भोजन को संरक्षित करने के विधियाँ विकसित हुए हैं किंतु अभी भी पूर्व के समान ही प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है। बायोकेमिकल इंजीनियर खाद्य उत्पादों के पोषण मूल्य में सुधार करने के लिए भी काम करते हैं, जैसे कि गोल्डन चावल, जिसे कुछ क्षेत्रों में विटामिन ए की कमी को रोकने के लिए विकसित किया गया था जहां यह उद्देश्य था। संरक्षण प्रौद्योगिकियों को आगे बढ़ाने के प्रयास खाद्य पदार्थों के संचयन के समय पोषक तत्वों की स्थायी अवधारण को भी सुनिश्चित कर सकते हैं। पैकेजिंग उत्पाद को संदूषण, शारीरिक क्षति और छेड़छाड़ से बचाकर भोजन को संरक्षित करने के साथ-साथ उसकी सुरक्षा सुनिश्चित करने में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।<ref name=":1" /> जो की पैकेजिंग से भोजन का परिवहन करना सरल हो सकता है। खाद्य उद्योग में काम करने वाले जैव रासायनिक इंजीनियरों के लिए समान्य काम आपश्चात् की मांगों को पूरा करने के लिए इन सभी प्रक्रियाओं को बड़े मापदंड पर करने के विधियाँ डिजाइन करना है। इस कैरियर पथ की जिम्मेदारियों में प्रयोगों को डिजाइन करना है और निष्पादित करना जिसे प्रक्रियाओं को अनुकूलित करना नई विधियो को विकसित करने के लिए समूहों के साथ परामर्श करना और उपकरण और सुविधाओं के लिए परियोजना योजना तैयार करना सम्मिलित है।<ref name=":1" /> | ||
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बायोकेमिकल इंजीनियरिंग, जिसे बायोप्रोसेस इंजीनियरिंग के रूप में भी जाना जाता है, अध्ययन का क्षेत्र है जिसकी मूल केमिकल इंजीनियरिंग और जैविक इंजीनियरिंग से जुड़ी हैं। यह मुख्य रूप से इकाई प्रक्रियाओं के डिजाइन, निर्माण और उन्नति से संबंधित है जिसमें जैविक जीव (जैसे किण्वन) या कार्बनिक अणु (अधिकांशत:एनजाइम ) सम्मिलित होते हैं और इसमें पेट्रोकेमिकल उद्योग, भोजन, दवा, जैव प्रौद्योगिकी और जैसे रुचि के क्षेत्रों में विभिन्न अनुप्रयोग होते हैं। जल उपचार प्रक्रियाएँ.[1][2] बायोकेमिकल इंजीनियर की भूमिका प्रयोगशाला में जीव विज्ञानी और रसायनज्ञों द्वारा विकसित निष्कर्षों को लेना और उसे बड़े मापदंड पर विनिर्माण प्रक्रिया में अनुवाद करना है।
इतिहास
सैकड़ों वर्षों से मनुष्य सामान बनाने के लिए जैविक जीवों की रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग करता रहा है। 1800 के दशक के मध्य में, लुई पाश्चर किण्वन पर शोध करते समय इन जीवों की भूमिका पर धयान करने वाले पहले लोगों में से थे। उनके काम ने पास्चुरीकरण के उपयोग में भी योगदान दिया गया था, जिसका उपयोग आज भी किया जाता है। 1900 के दशक की प्रारंभ तक सूक्ष्मजीवों का उपयोग बढ़ गया था और इसका उपयोग औद्योगिक उत्पाद बनाने के लिए किया गया था। इस बिंदु तक जैव रासायनिक इंजीनियरिंग अभी तक क्षेत्र के रूप में विकसित नहीं हुई थी। 1928 तक जब अलेक्जेंडर फ्लेमिंग ने पेनिसिलिन की खोज की तब तक जैव रासायनिक इंजीनियरिंग का क्षेत्र स्थापित नहीं हुआ था। इस खोज के पश्चात् मिट्टी, बगीचों, जंगलों, नदियों और झरनों जैसे स्थानों से रोगाणुओं की विशेषताओं पर शोध जारी रखने के लिए विश्व भर से नमूने एकत्र किए गए। आज बायोकेमिकल इंजीनियरों को भोजन से लेकर फार्मास्यूटिकल्स तक विभिन्न उद्योगों में काम करते हुए पाया जा सकता है। यह दक्षता और उत्पादन की बढ़ती आवश्यकता के कारण है जिसके लिए यह ज्ञान आवश्यक है कि जैविक प्रणाली और रासायनिक प्रतिक्रियाएं एक-दूसरे के साथ कैसे इंटरैक्ट करती हैं और इन आवश्यकताओ को पूरा करने के लिए उनका उपयोग कैसे किया जा सकता है।
शिक्षा
बायोकेमिकल इंजीनियरिंग अधिकांश विश्वविद्यालयों द्वारा प्रस्तुत किया जाने वाला प्रमुख क्षेत्र नहीं है और इसके अतिरिक्त अधिकत्तर स्थितियों में यह केमिकल इंजीनियरिंग प्रमुख के अंतर्गत रुचि का क्षेत्र है। निम्नलिखित विश्वविद्यालय जैव रासायनिक इंजीनियरिंग में डिग्री प्रदान करने के लिए जाने जाते हैं:
- ब्राउन विश्वविद्यालय - प्रोविडेंस, आरआई
- क्रिश्चियन ब्रदर्स यूनिवर्सिटी - मेम्फिस, टीएन
- कोलोराडो स्कूल ऑफ माइन्स - गोल्डन, सीओ
- रोवन विश्वविद्यालय - ग्लासबोरो, एनजे
- कोलोराडो बोल्डर विश्वविद्यालय - बोल्डर, सीओ
- जॉर्जिया विश्वविद्यालय - एथेंस, जीए
- कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, डेविस - डेविस, सीए
- यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन- लंदन, यूनाइटेड किंगडम
- दक्षिणी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय - लॉस एंजिल्स, सीए
- वेस्टर्न पश्चिमी ओंटारियो विश्वविद्यालय ओंटारियो, कनाडा
- भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान (बीएचयू) वाराणसी - वाराणसी, यूपी
- भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान दिल्ली - दिल्ली
- प्रौद्योगिकी संस्थान तिजुआना - मेक्सिको
अनुप्रयोग
जैवप्रौद्योगिकी
जैव प्रौद्योगिकी और जैव रासायनिक इंजीनियरिंग दूसरे से निकटता से संबंधित हैं क्योंकि जैव रासायनिक इंजीनियरिंग को जैव प्रौद्योगिकी की उप-शाखा माना जा सकता है। जैव प्रौद्योगिकी का प्राथमिक फोकस चिकित्सा क्षेत्र में है, जहां जैव रासायनिक इंजीनियर फार्मास्यूटिकल्स, कृत्रिम अंगों, जैव चिकित्सा उपकरणों, रासायनिक सेंसर और दवा वितरण प्रणालियों को डिजाइन करने के लिए काम करते हैं।[3] बायोकेमिकल इंजीनियर लोगों के स्वास्थ्य में सुधार लाने वाले ठोस उत्पाद बनाने के लिए जैविक प्रणालियों में रासायनिक प्रक्रियाओं के अपने ज्ञान का उपयोग करते हैं। इसके अध्ययन के विशिष्ट क्षेत्रों में उपापचय, एंजाइम और ऊतक इंजीनियरिंग सम्मिलित हैं। प्राकृतिक ईंधन विकसित करने, दवाओं और फार्मास्युटिकल प्रक्रियाओं के उत्पादन में दक्षता में सुधार करने और बीमारी का इलाज करने में इसके अनेक अनुप्रयोगों के कारण सेल संस्कृतियों का अध्ययन जैव रासायनिक इंजीनियरिंग और जैव प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।[4] जैव प्रौद्योगिकी के अंदर जैव रासायनिक इंजीनियरिंग के अन्य चिकित्सा अनुप्रयोग आनुवंशिकी परीक्षण और फार्माकोजीनोमिक्स हैं।
खाद्य उद्योग
बायोकेमिकल इंजीनियर मुख्य रूप से उन प्रणालियों को डिजाइन करने पर ध्यान केंद्रित करते हैं जो भोजन के उत्पादन, प्रसंस्करण, पैकेजिंग, संचयन और वितरण में सुधार करेंगे।[1] कुछ समान्यत: प्रसंस्कृत खाद्य पदार्थों में गेहूं, फल और दूध सम्मिलित होते हैं जो बेचे जा सकने वाले उत्पाद बनने के लिए मिलिंग, निर्जलीकरण और पास्चुरीकरण जैसी प्रक्रियाओं से गुजरते हैं। इस प्रकार खाद्य प्रसंस्करण के तीन स्तर हैं: प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक प्राथमिक खाद्य प्रसंस्करण में कृषि उत्पादों को अन्य उत्पादों में बदलना सम्मिलित है जिन्हें भोजन में बदला जा सकता है, माध्यमिक खाद्य प्रसंस्करण में सरलता से उपलब्ध सामग्रियों से भोजन बनाना सम्मिलित है और तृतीयक खाद्य प्रसंस्करण में खाने के लिए तैयार या गर्म करने और परोसने वाले खाद्य पदार्थों का व्यावसायिक उत्पादन होता है। खाद्य पदार्थों को सुखाना, अचार बनाना, नमकीन बनाना और किण्वित करना कुछ सबसे पुरानी खाद्य प्रसंस्करण विधिया थीं जिनका उपयोग खमीर, फफूंद और बैक्टीरिया को खराब होने से रोककर भोजन को संरक्षित करने के लिए किया जाता था।[5] खाद्य सुरक्षा के वर्तमान मानकों को पूरा करने के लिए भोजन को संरक्षित करने के विधियाँ विकसित हुए हैं किंतु अभी भी पूर्व के समान ही प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है। बायोकेमिकल इंजीनियर खाद्य उत्पादों के पोषण मूल्य में सुधार करने के लिए भी काम करते हैं, जैसे कि गोल्डन चावल, जिसे कुछ क्षेत्रों में विटामिन ए की कमी को रोकने के लिए विकसित किया गया था जहां यह उद्देश्य था। संरक्षण प्रौद्योगिकियों को आगे बढ़ाने के प्रयास खाद्य पदार्थों के संचयन के समय पोषक तत्वों की स्थायी अवधारण को भी सुनिश्चित कर सकते हैं। पैकेजिंग उत्पाद को संदूषण, शारीरिक क्षति और छेड़छाड़ से बचाकर भोजन को संरक्षित करने के साथ-साथ उसकी सुरक्षा सुनिश्चित करने में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।[5] जो की पैकेजिंग से भोजन का परिवहन करना सरल हो सकता है। खाद्य उद्योग में काम करने वाले जैव रासायनिक इंजीनियरों के लिए समान्य काम आपश्चात् की मांगों को पूरा करने के लिए इन सभी प्रक्रियाओं को बड़े मापदंड पर करने के विधियाँ डिजाइन करना है। इस कैरियर पथ की जिम्मेदारियों में प्रयोगों को डिजाइन करना है और निष्पादित करना जिसे प्रक्रियाओं को अनुकूलित करना नई विधियो को विकसित करने के लिए समूहों के साथ परामर्श करना और उपकरण और सुविधाओं के लिए परियोजना योजना तैयार करना सम्मिलित है।[5]
यह भी देखें
- शैवाल से जैव ईंधन
- जैविक हाइड्रोजन उत्पादन (शैवाल)
- बायोप्रोसेस इंजीनियरिंग
- बायोरिएक्टर लैंडफिल
- विद्युत रासायनिक ऊर्जा रूपांतरण
- औद्योगिक जैव प्रौद्योगिकी
- मॉस बायोरिएक्टर
- फोटोबायोरिएक्टर
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 "बायोकेमिकल इंजीनियरिंग". UC Davis (in English). 2015-11-27. Retrieved 2019-02-13.
- ↑ Ruairi.Kavanagh (2014-12-18). "बायोकेमिकल इंजीनियर". gradireland (in English). Retrieved 2019-02-13.
- ↑ "Chemical and Biochemical Engineering | School of Engineering". www.brown.edu. Archived from the original on 2019-02-12. Retrieved 2019-03-18.
- ↑ "Biochemical Engineer | Science & Engineering Career". Science Buddies (in English). Retrieved 2019-03-18.
- ↑ 5.0 5.1 5.2 Driver, Kelly; Health, JH Bloomberg School of Public. "खाद्य प्रसंस्करण". Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health (in English). Retrieved 2019-03-18.
