В этой главе мы рассмотрим роль экономических факторов в изучении, внедрении и эксплуатации процессов биохимической технологии. В первом разделе описаны основные этапы разработки процессов, а затем в качестве иллюстрации достаточно детально рассмотрен пример экономического расчета биотехнологического процесса, включающего анализ общей технологической схемы процесса, оценку необходимого оборудования, потребности в материалах, водо-, тепло-, газо- и энергоснабжении, оценку стоимости всего предприятия и расходов на его эксплуатацию, расчет рентабельности (прибыли на инвестированный капитал). После этого мы обсудим особенности экономики конкретных биотехнологических процессов, в том числе получения продуктов тонкой биотехнологии и химических продуктов массового производства, а также белка одноклеточных организмов. В этих примерах мы сравним расходы на приобретение субстратов и питательных веществ, оборудования, обеспечение водо-, тепло-, газо- и энергоснабжения, на осуществление биотрансформации и выделение продукта, поскольку обнаружение конкретной наиболее дорогостоящей операции может указать самое слабое место в экономике всего процесса, а следовательно, и наиболее целесообразные пути его оптимизации, например, за счет технологических усовершенствований или посредством поиска нового штамма.
Мы отметим также особенности каждого типа продуктов процессов биохимической технологии. Так, если речь идет о разработке процесса производства нового лекарственного препарата, то в таких случаях следует учитывать расходы на клинические испытания и на получение разрешения от Управления по контролю за качеством пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств (подчиненного министерству здравоохранения, просвещения и социального обеспечения США). С другой стороны, в процессах получения химических продуктов массового производства с помощью культур микроорганизмов в качестве побочного продукта образуется большое количество биомассы, для которой желательно найти рынок сбыта; в противном случае необходимо учитывать расходы на ликвидацию отходов. При производстве этанола из биомассы помимо ферментации и выделения может понадобиться также требующая значительных затрат предварительная обработка субстрата, например гидролиз и солюбилизация компонентов биомассы. Кроме того, во многих странах (и в США в том числе) для спиртовых заводов введены в различных формах пониженные налоги или кредиты, которые, очевидно, также влияют на экономику производства. Биологическая обработка отходов является основным типом процессов, цель которых не в производстве продукта или биомассы, а в превращении субстрата; в таких случаях основные эксплуатационные расходы связаны с ликвидацией биомассы (активного ила).