生物反应器
生物反应器在生物制药中的应用
生物反应器在生物制药中的应用随着科学技术的不断进步，生物制药已成为当代医学领域发展
的热点之一。生物反应器是制药过程中不可或缺的关键设备，也
是生物制药的关键之一。
生物反应器在医药工业中的作用
生物反应器是生物制药工艺中的核心设备，是利用微生物或细
胞进行生化过程的反应舱。生物反应器在制药过程中的作用体现
在以下几个方面：
1.提高产品及产量，降低生产成本。
生物反应器可以根据生产需求进行定制和设计，可以提高产量，并且大大降低了生产成本。通过微生物或细胞生长，生物反应器
增加了产量，并提高了产品的质量。
2.保证产品的纯度和质量。
生物反应器的设计可以使反应物在一个特定的条件下，达到最
佳状态，以生产高品质的产品。生物反应器可以通过管路、搅拌器、酸碱度、温度和氧气等因素来实现严格的反应条件和过程控制，提高产品的纯度和质量。
3.快速进行实验研究并缩短试验周期。
传统的制药方式需要长时间才能获得试验结果，而生物反应器
可以快速进行实验研究并缩短试验周期。生物反应器可以在一个
相对封闭的环境下，快速进行实验研究，以便了解生产过程中所
需的参数值。这不仅缩短了试验周期，而且大大提高了实验数据
的可靠性。
4.为基因工程提供了条件。
基因工程是当前生物制药的前沿技术之一。生物反应器可以为
基因工程提供必要的条件和基础。生物反应器可以用于基因试验，在细胞层面上进行改良。
5.保证生产环保。
由于生物反应器可以有效地控制微生物或细胞的生长环境，以及通过精密的调节温度、氧气、酸碱度和搅拌器等因素来控制反应环境，因此不会对环境造成不良影响，是一种相对环保的生产方式。
生物反应器操作规程
生物反应器操作规程
第一章总则
生物反应器是生物工程中常用的设备，用于培养和控制微生物、细胞或酶等生物体系进行生物转化或生物合成反应。为了保证生物反应器的正常运行，提高生产效率，特制定此操作规程。
第二章设备准备
1. 检查生物反应器设备的完好性，确保各个部件没有损坏或异物；
2. 检查反应釜、搅拌器、温控系统等部件是否正常运转；
3. 准备所需的培养基、生物体系、调理液等实验物品。
第三章操作流程
1. 打开生物反应器的电源开关，启动设备；
2. 设置所需的温度、压力、搅拌速度等操作参数；
3. 向反应釜中加入适量的培养基，等待培养基温度升至设定温度；
4. 加入生物体系或细胞，注意避免空气接触；
5. 启动搅拌器进行充分混合；
6. 在反应过程中根据需要逐步加入调理液或其他试剂；
7. 定时监测反应器内参数，并做好记录。
第四章清洗消毒
1. 反应结束后，关闭生物反应器的电源开关；
2. 停止搅拌器和冷却系统，排空反应釜中的废液；
3. 用适量的清洗液对反应器进行彻底清洗，确保没有残留；
4. 使用消毒液进行消毒处理，保证反应器内无细菌残留；
5. 反应器彻底干燥后，进行下一批实验前的准备工作。
第五章注意事项
1. 操作过程中要注意安全，避免发生事故；
2. 必须按照操作规程正确操作，不能私自更改参数；
3. 反应器设备要定期保养和检修，确保设备正常运行；
4. 反应器内部应保持清洁，避免影响后续实验。
第六章结语
生物反应器操作规程的制定是为了保障实验的准确性和安全性，本规程适用于各类生物反应器的操作，并应严格执行。希望大家能够熟练掌握操作技巧，规范操作流程，提高实验效率和成果质量。
简述生物反应器的分类
简述生物反应器的分类
生物反应器是生物学和工程学的重要研究领域之一，其主要目的是将生物材料作为反应器，实现特定的生化过程和反应。为了更好地研究和理解生物反应器，一般将其分为大气反应器、液体反应器和固体反应器三大类。
一、气反应器
大气反应器是指以空气为反应培养介质的生物反应器。它们可以用于特定的气体控制反应，如氧气氧化反应和氨气气气反应。这类反应器的特点是可以控制好气体浓度，而且可以耐受冗余气体的存在，这是其它类型反应器所不能比拟的。
二、体反应器
液体反应器是以液体为反应介质的生物反应器。其特点是可以实现复杂的生化反应，也可以有效地控制物质的输入和输出。细胞催化和酶催化反应在液体反应器中常常被采用，并且可以实现高灵敏度和高反应率，同时具有较高的适应性特点。
三、体反应器
固体反应器是以固体为反应介质的生物反应器。它们通常是一个固定的填料，它可以含有大量的微生物或活性化合物，这些活性化合物能够改变物质的形状和结构，实现特定的生化反应。固体反应器有很高的应用前景，因为它可以把微生物细胞集成在一起，因此可以实现更复杂的生化反应。
总之，生物反应器可以根据反应培养介质的不同而分为大气反应
器、液体反应器和固体反应器三大类。每类生物反应器都有自己的优点和不足，应用于不同的环境和场合中会有不同的效果。只有深入了解这些生物反应器，才能在更大的范围内使用它们，为科学研究提供有效的支持。
搅拌式生物反应器的原理
搅拌式生物反应器的原理
搅拌式生物反应器是一种常用的生物工程设备，用于培养微生物、细胞或其他生物体进行生物反应，如发酵、培养、生长等。其原理包括以下几个方面：
1. 搅拌：搅拌是搅拌式生物反应器的核心原理之一。通过搅拌设备（如搅拌器、搅拌轴等），能够使反应液体中的生物体均匀分布，保证营养物质、氧气等的充分混合和传递，提供良好的生长环境。
2. 气体传递：搅拌式生物反应器通常需要提供足够的氧气供给生物体进行呼吸代谢。通过搅拌和气体供给系统（如气体进气装置、气体分配系统等），能够使氧气充分溶解在液体中，满足生物体的需求。
3. 温度控制：生物体的生长和反应通常需要一定的温度条件。搅拌式生物反应器通过加热或制冷系统（如加热器、冷却器等），能够对反应液体进行温度控制，保持合适的生长温度。
4. pH控制：生物体的生长和反应对pH值也有一定的要求。搅拌式生物反应器通过pH控制系统（如酸碱自动调节装置、pH传感器等），能够对反应液体的pH值进行实时监测和调节，保持适宜的生长环境。
5. 液体循环：搅拌式生物反应器通常会采用液体循环系统，通过泵等设备将反应液体循环流动，保证养分的供给和废物的排出，维持反应的稳定性。
总体来说，搅拌式生物反应器通过搅拌、气体传递、温度控制、pH控制和液体循环等原理，提供适宜的生长环境和条件，促进微生物、细胞或其他生物体的生长和反应。
生物反应器归类
生物反应器归类
生物反应器是一种用于承载和促进生物反应的装置或体系。根据反应
器的实际应用和操作原理，可以将生物反应器分为几个类别。
1. 发酵反应器：用于微生物发酵过程的反应器，用于生产食品、饲料、药物和生物燃料等。常见的发酵反应器包括批式发酵罐、连续式发酵
罐和气体提升式发酵罐。
2. 培养反应器：用于细胞培养和组织工程的反应器，用于生产生物药
物和细胞制品。常见的培养反应器包括摇床培养器、旋转培养器和悬
浮培养反应器。
3. 污水处理反应器：用于处理废水和污水中的有机物和有毒物质。常
见的污水处理反应器包括活性污泥法反应器、膜分离法反应器和生物
滤池。
4. 生物酶反应器：用于生产酶类产物和催化生物酶反应的反应器。常
见的生物酶反应器包括固定床反应器、悬浮式反应器和液体-液体界面
反应器。
5. 生物电化学反应器：用于转化生物质和废弃物为电能的反应器。常
见的生物电化学反应器包括微生物燃料电池、微生物电解池和生物燃
料池。
以上是一些常见的生物反应器类别，各类反应器在不同领域有广泛应用，以满足人类对食品、药物、能源和环境保护等方面的需求。
生物反应器工作原理
生物反应器工作原理
生物反应器的工作原理
生物反应器是一种能够利用生物转化过程进行生产的设备，它可以
支持和促进生物体内的生化反应。生物反应器一般由反应容器、搅拌
装置、温控系统、通气系统等组成，其工作原理依赖于生物体的生长、代谢和微生物的作用。
1. 生物反应器的基本原理
生物反应器是为了在控制条件下促进生物体内的生化反应而设计的。它提供了一个适合于生物体生长和代谢的环境，以支持其在反应器内
进行所需的生化反应。关键因素包括温度、满足生物体需要的底物和
营养物质、pH值的维持和氧气的供给等。
2. 温控系统
温控系统是生物反应器中的一个重要组成部分，它通常由温度传感器、加热装置和温度控制器组成。通过感测反应器内的温度变化，控
制器可以自动调节加热装置的输出来维持所需的反应温度。保持适宜
的温度可以提供生物体生长所需的理想环境，加速生化反应速率。
3. 搅拌装置
搅拌装置用于保持反应器内物质的均匀混合，促进物质传递过程。
对于生物反应器而言，搅拌装置的设计旨在防止生物体的沉降和死区
形成，使反应器内物质分布更加均匀。搅拌装置的形式多种多样，包括机械搅拌、气体搅拌、涡流搅拌等。
4. 底物和营养物质的供给
生物反应器中的底物和营养物质是支持生化反应进行的重要因素。底物通过给定的供给策略被添加到反应器中，以满足生物体生长和代谢的需求。供给策略可以根据具体反应的要求进行调节，例如连续供给、批次供给或脉冲供给等。
5. pH值的维持
pH值对于生物体内的生化反应非常重要，它可影响酶的活性、细胞壁的稳定性和底物的溶解度等。生物反应器中通常使用缓冲液来维持适宜的pH值。pH值的控制可以通过添加酸或碱来调节，通常借助于自动控制系统来维持所需的pH范围。
生物反应器的工作原理及应用
生物反应器的工作原理及应用生物反应器是一种用于生物工程学实验和研究的仪器设备，它
使用微生物、细胞或其他生物体来生产有用化合物和产品。生物
反应器在制药、食品、化学等领域都有着广泛的应用，成为了现
代生物技术行业必不可少的设备之一。
一、生物反应器的基本原理
生物反应器的基本原理是利用微生物在适宜的环境中进行代谢，从而生产有用的活性物质。这个过程中，微生物进入反应器中，
通过呼吸代谢过程吸收营养，释放废物。营养成分是微生物繁殖
和生产的原料，而废物是代谢产物，必须及时排出反应器，以避
免毒性产物的积累。
反应器的外部有一套控制系统，可清除废物，维持反应器内部
的温度、压力和物质的浓度。对反应器的控制非常重要，如果控
制失误，反应器内部会出现废物积聚、温度失控等问题，严重时
会使微生物死亡，导致产品销毁或者严重缩水。
二、生物反应器的基本组成
生物反应器基本由反应室、进料系统、排出系统、控制系统和
取样系统组成。这些系统分别完成进料、排出、控制、采样等操作，在反应器的正常运行过程中扮演着重要的角色。
1. 反应室：生物反应器的核心设备，相当于一个容器或者瓶子，微生物在其中进行生长、繁殖、代谢等过程。
2. 进料系统：用于提供反应室内的养分原料、营养液等，进料
系统包括喷泉、泵、管道、阀门等，可根据实际需要配置。
3. 排出系统：用于收集反应室中的废物产物和副产物，排出系
统包括泵、管道、阀门等，需要定期清理和检修。
4. 控制系统：主要用于对反应器的温度、压力、气体含量、搅
拌速度、pH值等进行调节控制，避免微生物死亡和产物损失。
生物反应器的分类与发展
指导外源基因在乳腺中表达,
并从转基因动物的乳液中获
精囊腺
取重组蛋白，
其中动物乳腺生物反应器是目前国际上唯一 证明可以达到商业化生产水平的生物反应器,
目前已成功地在绵羊、山羊、猪的乳中生产 了组织血纤维蛋白溶酶原激活因子和抗凝血原因 子.
利用动物乳房生物反应器进行生产已成为各 国研究机构及企业竞争的热点，
生物反应器的现状与发展
生物反应器的现状与发展
一、生物反应器的定义 二、生物反应器的分类 三、生物反应器的发展现状 四、生物反应器的趋势
一、生物反应器 Bioreactor
定义：生物反应器是人 们利用生物体所具有的 功能,在体外进行有控 制的培养以生产某种产 品或进行特定的反应的 装置，主要由生物细胞 及其催化剂和反应器装 置两部分组成，
5 应用现状：
①城市污水处理及回收
②粪便污水处理
③工业废水处理
④应用水生产
⑤土地填埋场、堆肥沥滤液处理
4、生物反应器的趋势
生物反应器的发展趋势可归纳为以下几个 方面：
1 微生物反应器朝着大型化发展 2 动植物细胞培养反应器得到较大发展 3 大量使用现代计算机技术进行生物反应
器的设计和开发
分都可经过人为驯化为生物反应器
动物血液生物反应器
动物膀胱生物反应器
动物生物反应器
外源基因编码产物可直 接从血清中分离
生物反应器及其在工业生产中的应用
生物反应器及其在工业生产中的应用
生物反应器是工业生产中一种重要的设备，可以用来大规模生产各种化学品、食品、药物等。其原理是利用微生物、细胞或酶等生物体系进行化学反应，具有高效、环保、可控等优点。本文将从生物反应器的类型、结构和应用等方面进行介绍和探讨。
Ⅰ. 生物反应器的类型
生物反应器根据微生物、酶或细胞的引入方式不同，可以分为三种类型：固定床生物反应器、悬浮生物反应器和拮抗生物反应器。
1. 固定床生物反应器
固定床生物反应器是把微生物固定在某种物质上，使物质成为微生物附着的载体，通过往复流动的液体把床内物质糖化、分解，并发酵为酒精等产物，如制造啤酒或饮料。固定床生物反应器可以再利用固定载体的优点，提高微生物在反应中的积累，避免浪费。
2. 悬浮生物反应器
悬浮生物反应器是利用微生物自然生长和繁殖过程中的自运动、自控制特性，利用气体或液体介质进行混合运动，保持物质的均匀性和流动性，使微生物在反应中更好的生长和反应。这种反应器在纳米材料、酶制药品等方面都使用广泛。
3. 拮抗生物反应器
拮抗生物反应器是针对某种害菌，将其它有对抗能力的菌株加入反应器，使新加的微生物能够分解害菌或分泌抗菌素，起到抑制害菌增长的效果。这种反应器在水域或土壤污染物处理中应用广泛。
Ⅱ. 生物反应器的结构
生物反应器可以分为三个部分：反应器体、反应器控制系统和反应器上的传感器。
1. 反应器体
反应器体是由反应器容器和生物质固定槽、滤器组成。容器根据反应器的类型
和规模不同，可以是玻璃、塑料、不锈钢或其他材料制成的。生物质固定槽是需要固定失活或透明载体的类型反应器，滤器则是需要在反应前或反应后进行物质筛选的反应器。
简要说明生物反应器的原理和类型以及优缺点。
简要说明生物反应器的原理和类型以及优缺点。
生物反应器是一种将生物体系置于容器中的装置，用于生物过程的扩大和加速。其原理是将生物体系、基质和环境条件置于反应器中，利用反应器提供的控制和优化的条件来促进生物过程的进行。
生物反应器的类型包括：
1. 批量反应器：在反应器中加入一定的基质和生物体系，待反应完成后，取出反应产物，进行下一步操作。优点是操作简单，适用于小规模试验；缺点是反应过程无法实时监测，生物产物质量不稳定。
2. 连续流反应器：基质和生物体系在反应器中连续流动，可以进行稳定的生物过程控制，同时反应产物也可以进行实时监测。缺点是反应器的设计和运行较为复杂，生产成本较高。
3. 静态膜反应器：在反应器壁上形成静电膜，通过膜的特殊性质，将基质和生物体系进行分离，从而实现生物反应的控制和加速。优点是操作简单、容易控制，反应产物质量较稳定；缺点是反应器规模有限，生产能力较低。
生物反应器的优缺点：
1. 优点：可以加速和控制生物过程，提高生产效率；可以进行在线监测和控制，保证反应质量稳定；可以有效控制废水和废气的排放。
2. 缺点：反应器的设计和运行成本较高；生物体系易受到污染、感染等因素影响；反应器规模有限，生产能力较低。
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生物反应器的作用和构造
生物反应器的作用和构造
生物反应器是一种用于生物学和化学研究的设备，广泛应用于制药、生物工程、农业、食品和饮料工业等领域。生物反应器的作用是提供合适的环境，以便细菌、真菌和其他微生物在其中繁殖和分泌所需的代谢产物。下面我们将分别从生物反应器的作用和构造两个方面来介绍它。
生物反应器的作用
生物反应器是一种生物学研究的关键工具，其主要作用是模拟污染物等生物过程，利用微生物的生理代谢作用，加速有机物的降解和转化。通过调节反应器内微生物的生长环境，比如温度、水分、pH值等条件，以及给予可被微生物代谢利用的基质，研究微生物在不同环境下的代谢产物，以及产物与不同环境因素之间的关系。在制药、食品行业等领域中，生物反应器也起着相当重要的作用，可以用于生产酸奶、面包、啤酒、酒精、抗生素、果汁、牛奶和食用油等产品。
生物反应器的构造
生物反应器的结构通常包括反应器体、搅拌/进气系统、控制系统、温度传感器、pH电极和压力传感器等组成部分。反应器体一
般用不锈钢材料制成，而搅拌/进气系统则包括推进式叶片搅拌器
和气体进出口，用于混合和输送生长基质和氧气。控制系统则是
反应器中非常关键的一部分，它通过调节正负压力、温度、压力、pH值等参数，在反应过程中始终掌握着反应器中各项指标，并通
过计算和记录，生成反应动力学曲线，分析微生物代谢过程。此外，温度传感器和pH电极分别用于温控和pH监测，而压力传感
器则是衡量反应器压力和氧气供应的一个重要指标。
总结
生物反应器是一种基础设备，应用广泛。其利用微生物的生理
代谢作用，模拟污染物等生物过程，加速有机物的降解和转化，
《生物反应器》课件
生物反应器在未来的应用前景
生物医药领域
随着人类对个性化医疗和精准医疗的需求不断增加，生物反应器在药物研发、细胞治疗和疫苗生产等 领域的应用前景广阔。通过优化生物反应器工艺，可以提高细胞培养效率，降低生产成本，为患者提 供更加安全、有效的治疗手段。
工业生产领域
生物反应器在工业生产领域的应用也日益广泛，如生物燃料、化学品、材料等。通过高效的生物反应 器技术，可以实现可持续、环保的生产方式，降低生产成本，满足市场需求。
定律。
酶的活性受到温度、pH值、底物浓度等多种因素的 影响，因此在生物反应器的操作过程中需要密切关注
这些参数的变化。
生物反应器的物质转化涉及到各种化学物质的 合成和分解过程，这些过程通常是由酶催化的 。
酶是生物反应器中最重要的物质转化催化剂之一 ，它能够加速化学反应的速率并降低活化能。
PART 03
生物反应器通常由反应器主体、搅拌装置、加热/冷却系统、进出料口等部分组 成，其设计需根据具体的生物反应过程和工艺要求而定。
生物反应器的分类
01
02
03
根据用途
可分为细胞培养反应器、 酶反应器、微生物反应器 等。
根据操作方式
可分为分批式反应器、流 加式反应器、连续式反应 器等。
根据结构
可分为机械搅拌式反应器 、鼓泡塔式反应器、固定 床式反应器等。
生物反应器的应用领域
生物反应器是指什么
生物反应器，是指利用酶或生物体(如微生物、动植物细胞等)所具有的特殊功能，在体外进行生物化学反应的装置系统。
生物反应器与化学反应器不同。化学反应器从原料进入到产物生成，常常需要加压和加热，是一个高能耗过程。而生物反应器则不同，在酶和微生物的参与下，在常温和常压下就可以进行化学合成。因此，生物反应器问世之后，就受到化工部门的重视。化学工程专家认为，应该尽可能多地让化学合成过程由生物去完成。设计理想的生物反应器，就成了现代生物技术产业的一个重要任务。
设计生物反应器时要考虑两点：一是选择特异性高的酶或适宜的活细胞作为催化剂，尽可能减少副产物，提高产品产量；二是尽可能提高产物的浓度，降低成本。
生物反应器首先在发酵工业中得到应用。发酵工业中使用的生物反应器，实际上是发酵罐。另一种是以固定化酶或固定化细胞为催化剂的酶反应器。世界上最大的发酵罐高达100米，直径7米，容积为4000立方米。
生物工程设备
生物工程设备
简介
生物工程设备是指用于进行生物工程实验和生产的设备和仪器。随着生物工程技术的快速发展，生物工程设备在数量和种类上也在不断增加。这些设备在推动生物工程领域的发展、促进生物产业的繁荣方面起着至关重要的作用。本文将介绍几种常见的生物工程设备，并分析其工作原理和应用领域。
1. 生物反应器
生物反应器是用于进行生物化学反应的设备。生物反应器的主要功能是提供适宜的环境条件，如压力、温度、pH值、溶解氧浓度等，以促使微生物在其中进行代谢活动。生物反应器通常由反应容器、搅拌装置、控制系统等组成。
工作原理
生物反应器的工作原理基于生物反应的基本原理，即微生物在特定环境条件下进行酶催化反应。通过调节反应器内的环境条件，可以控制微生物的生长速率和代谢产物的生成。
应用领域
生物反应器广泛应用于药物生产、食品工业、环保等领域。例如，在药物生产中，生物反应器可以用于生产抗生素、酶制剂等；在环保领域，生物反应器可以用于废水处理、废气处理等。
2. DNA合成仪
DNA合成仪是一种用于人工合成DNA序列的设备。DNA合成仪能够将特定的核苷酸按照一定顺序连接起来，从而合成出特定的DNA序列。
工作原理
DNA合成仪的工作原理是通过固相合成技术合成DNA。该技术利用固相载体上的化学保护基团，按照特定的合成顺序逐个添加核苷酸，最终合成出目标的DNA序列。
应用领域
DNA合成仪广泛应用于基因合成、基因工程、基因测序等领域。通过DNA合成仪，科研人员可以合成出具有特定功能的DNA序列，从而实现对基因的精确操控和研究。
3. PCR仪
生物反应器的原理与应用
生物反应器的原理与应用
随着科学技术的不断发展和进步，生物技术领域的发展日新月异。而生物反应器作为生物技术领域中一项极其重要的工具，也
日益受到了广泛的关注。生物反应器可以用来进行许多种生物过
程研究和产生各种生物产品，具有非常广泛的应用范围。本文将
从生物反应器的原理与应用入手，为大家介绍一下这方面的相关
知识。
一、生物反应器的原理
1. 什么是生物反应器？
生物反应器是一种在封闭、控制条件下进行生物过程的加热器。它通常由一个容器和与之相连接的传感器、控制器和进出口等组
成的系统组成。生物反应器能够在恰当的生命周期内提供必要的
化学物质和温度，以去促进特定生物物质的生产和提高输出效率。
2. 生物反应器的工作原理
生物反应器是一种基于微生物过程的技术。在反应器中，微生物可以生长和繁殖，同时它们可以利用特定的营养物质来生产所需的化合物。此外，反应器中的微生物也可以进行代谢活动，消耗所需的氧气并产生二氧化碳。这些反应都可以通过生物反应器进行控制和监测。
3. 生物反应器的要素
生物反应器中最基本的三个要素是生境、微生物群体和操作条件。生境是指微生物群体所需要的物理和化学环境。微生物群体是指生活在一起的非常小的生物体群，它们能够以自我复制和分化的方式进行扩张。操作条件是指包括温度、流量、压力、酸碱度和营养物等生物反应器中的监测项。
4. 生物反应器的类型
根据不同的用途和需求，生物反应器可以分为不同类型，如批处理反应器、连续反应器、醋酸菌反应器、固定床反应器和膜反应器等。每种反应器都有自己独特的优点和适应环境，而且对进行生物过程研究和生产工艺控制都非常重要。
生物反应器类型
生物反应器类型
生物反应器是指一个用来模拟和控制生物过程的装置，常用于生物学、生化工程等领域。生物反应器广泛应用于制药、化工和环保等领域，是一个非常重要的工具。生物反应器一般分为多种类型，本文将详细介绍这些类型。
一、批式反应器
批式反应器是最简单最基本的类型，它是一个封闭的容器，里面装有生物材料、培养基和所需的气体。通常情况下，反应器会以一定温度、pH值和氧气浓度下进行反应。时间到后，反应器会被打开，产物被取出。
批式反应器优点：操作简单，成本较低。
批式反应器缺点：生产周期长，产量小。
二、连续搅拌式反应器
连续搅拌式反应器对批式反应器进行了改进，其关键在于通过搅拌系统不断输入新鲜的培养基和气体，同时也会将产物不断排出。这种类型通常用于生产大量的微生物和酶。
连续搅拌式反应器优点：生产周期短，产量大。
连续搅拌式反应器缺点：会对微生物和酶产生一定的压力，需要考虑控制温度和pH值等，生产成本较高。
三、柱床反应器
柱床反应器通常被用于某些特殊的生产需求，如病毒制备、蛋白
质纯化等。这种类型的反应器是通过填充物质，如树脂、磁性珠等构
成一定的反应体系。当培养基流过柱床时，反应体系中的微生物或酶
与培养基发生反应，产生物质被吸附在柱床材料上。
柱床反应器优点：高效、高纯度。
柱床反应器缺点：成本高昂。
四、固定床反应器
固定床反应器类似于柱床反应器，只是其填充物是生物材料。在
固定床反应器中，微生物或酶被固定在固体支架上，并与流经反应器
的培养基相互作用。
固定床反应器优点：生产周期短，产量大，适用于大规模生产。
固定床反应器缺点：操作和控制比较复杂，成本较高。
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生物反应器
指以活细胞或酶为生物催化剂进行细胞增殖或生化反应提供适宜环境的设备，它是生物反应过程中的关键设备。生物反应器的结构、操作方式和操作条件的选定对生物化工产品的质量、收率（转化率）和能耗有密切关系。生物反应器的设计、放大是生化反应工程的中心内容，也是生物化学工程的重要组成部分。
分类从生物反应过程说，发酵过程用的反应器称为发酵罐；酶反应过程用的反应器则称为酶反应器。另一些专为动植物细胞大量培养用的生物反应器，专称为动植物细胞培养装置。
发酵罐发酵罐若根据其使用对象区分，可有：嫌气发酵罐、好气发酵罐、污水生物处理装置等。其中嫌气发酵罐最为简单，生产中不必导入空气，仅为立式或卧式的筒形容器，可借发酵中产生的二氧化碳搅拌液体。
若以操作方式区分，有分批操作和连续操作两种。前者一般用釜式反应器，后者可用连续搅拌式反应器或管式及塔式反应器。好气发酵罐按其能量输入方式或作用原理区分，可有：
①具有机械搅拌器和空气分布器的发酵罐这类发酵罐应用最普遍，称为通用式发酵罐。所用的搅拌器一般为使罐内物料产生径向流动的六平叶涡轮搅拌器，它的作用为破碎上升的空气泡和混合罐内的物料。若利用上下都装有蔽板的搅拌叶轮，搅拌时在叶轮中心产生的局部真空,以吸入外界的空气,则称为自吸式机械搅拌发酵罐。
②循环泵发酵罐用离心浆料泵将料液从罐中引出，通过外循环管返入罐内。在循环管顶端再接上液体喷嘴，使之能吸入外界空气的,称喷射自吸发酵罐。
③鼓泡塔式发酵罐以压缩空气为动力进行液料搅拌，同时进行通气的气升发酵罐。目前，世界所发展的大型发酵罐是英国卜内门化学工业公司的发酵罐，它以甲醇为原料生产单细胞蛋白的压力循环气升发酵罐,其直径为7m，高为60m，总容量为 2300m□，自上至下有5000～8000
个喷嘴进料。目前，还有些发酵产品，如固体曲等，使用专门设计的能调节温、湿度的旋转式固体发酵装置。
生产甲烷（沼气）用的是嫌气发酵罐，也称消化器或沼气发生器，这种发酵罐装有搅拌器，顶部有的有浮顶。
污水生物处理装置中，最简单的是曝气池，装有表面曝气叶轮。为了节省占地面积，开发了一种利用气升式发酵罐原理的深井式污水处理池或大至 20000m□的多循环管式曝气装置。此外，还有生物滤池和生物转盘等装置，把能降解污水中有害物质的菌或原生动物，以生物膜的形式附在填料或转盘上。
酶反应器可分游离酶及固定化酶反应器两大类。
①游离酶反应器以水溶液状态与底物反应。若为分批釜式反应器，酶就不能回收；若用连续釜式反应器并附有一个能把大分子的酶留在系统内的超滤装置则可使酶连续使用。也可将酶液置于用超滤材料制成的U形管或中空纤维管中,并将其置于釜式或管式反应器进行操作，这样也可使酶连续使用。后者接近连续管式反应器。
②固定化酶反应器除了和化学反应器类似的固定床反应器和流化床反应器外，还有多种特殊设计。例如：将酶固定在惰性膜片上，再卷成螺旋状置于反应器中,或将酶固定在中空纤维的内壁制成反应器；也可将固定化酶置于金属网框中进行酶反应。在反应中产气(如CO2)严重时，可考虑采用多层酶反应器。采用固定化细胞时的反应器，基本上和固定化酶反应器相同，但在好气培养时要便于空气导入和废气排出。
动植物细胞培养装置是一类新型的生物反应器，并且随着重组 DNA技术和细胞融合技术等发展会进一步引起人们兴趣。动植物细胞的培养远较微生物的培养困难，主要是动物细胞或植物愈伤组织（植物受创后的新生组织，在离体培养中形成不规则的组织团块）特别娇嫩，培养条件苛刻，培养周期长，杂菌污染的危害性大。
动物细胞无保护性的细胞壁，培养基有血清等天然物质。仅少数动物细胞能悬浮培养,而多数具有工业生产意义的细胞须附着在固体介质上生长和单层培养（即细胞不能相互堆叠），因此要求培养装置有供细胞附着的尽可能大的表面积。简单的装置是能缓慢旋转的转管或转瓶，新型复杂的培养方法是微珠培养法和中空纤维培养法。前者系在培养装置中放入适量粒度为 40～250μm、相对密度与培养液相近的惰性微珠，在培养过程中借搅拌器的作用以悬浮于培养液中，并使动物细胞在其表面增殖。为了避免培养液产生泡沫，不用通常的空气分布器，而将硅橡胶管置于培养装置中，空气中的氧靠分子扩散作用通过管壁渗至培养液中。这种分布器采用中空纤维管作固体附着物，空气一般从管内通入,氧则通过管壁渗出。
植物细胞培养主要采用悬浮培养法，即将愈伤组织或其他易分散的组织，在温和搅拌情况下分散为游离细胞并使之增殖，以提取其有效物质。
生物反应器的特点与一般化学过程的反应器相比，其基本原理和结构应是相近的，但有如下特点：①在常温常压下操作，但要求能耐受蒸汽灭菌，制作严密无隙以防染菌，且用对微生物或酶无毒害的材质制作；②当用微生物为催化剂时，催化剂本身是在发酵罐中产生的（开始时需接入菌种），为防止杂菌污染和活性衰退，一般采用分批釜式反应器；③酶常因底物（即酶的作用物）的浓度过高发生抑制作用，微生物细胞因胞内外渗透压平衡问题，要求底物浓度也不能太高，因而反应器体积相当庞大；④在发酵过程中，生化反应机理和途径相当复杂，有的尚不清楚，很难进行化学计量学的计算及反应动力学的研究，加上反应时常是气、液、固三相并存，有的反应液粘度很大，流变学性质复杂，对反应器中物料的混合和传递带来不利，使采用化学反应工程的原理和方法解决生物反应器的设计放大问题存在较大困难。