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生物加工的定义与过程是怎样的？

生物加工是生物工程师通过对自然界中的生物体和系统进行操作，以达成研究和工业目的的技术活动。该过程涉及利用微生物、动物、植物和真菌细胞，以及酶等生物成分，作为化学生产的催化剂或原料。

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生物加工的基本流程可概括为以下几个步骤：

科学家选择适宜的生物系统、底物和目标产品；进行遗传改造、动力学模拟和小规模实验；在生物反应器中扩大操作单元和催化过程；通过过滤和净化提取样品；最终回收产品并处理废物。这一流程遵循规划与实施的基本原则，并在整个过程中实施持续监控。

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生物加工的上下游操作是什么？

上游加工是生物加工的第一阶段，生物工程师在此阶段确定可用于工业目的的生物催化剂或系统，并设计支持所需代谢活动的工业环境。这包括基因工程改造以赋予宿主生物体工业生产所需特性，以及通过数学模型进行动力学分析，以描述生物系统的各种特性。

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下游加工则发生在催化过程之后，旨在回收最终产品。

这一阶段使用的单元操作取决于产品在原料中的位置和形式。下游加工的挑战在于，实验室规模成功的过滤、纯化等技术在大规模应用时可能遇到困难，且成本高昂。

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生物加工在哪些领域有应用？

生物加工技术在食品科学、制药行业和生产生物燃料等多个领域有着广泛应用。例如，在食品工业中，生物加工用于生产发酵食品和酶制剂；在制药领域，生物加工是生产药物和生物制剂的重要手段；而在能源领域，生物加工有助于将有机材料转化为生物燃料，减少对化石燃料的依赖。

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