Un biorreactor es un recipiente que mantiene un entorno biológicamente activo. Es donde crecen las células, reaccionan las enzimas y se forman los productos. Proporciona la temperatura, el pH, el oxígeno y los nutrientes que necesitan los sistemas vivos. También facilita la mezcla, de modo que las células y los nutrientes se distribuyan uniformemente. Sin un biorreactor, la biofabricación se limitaría a matraces poco profundos y placas de Petri.

Existen diversos diseños de biorreactores. Los reactores de tanque agitado son los más utilizados en la industria. Emplean un impulsor para mezclar el cultivo. Los reactores de columna de aire utilizan un flujo de gas para hacer circular el líquido. Los reactores de lecho fijo contienen células o enzimas en una matriz fija. Los biorreactores de membrana separan continuamente las células del producto. La elección depende del tipo de células, del producto y de la escala.

La ampliación a escala industrial es la parte más difícil. Un biorreactor de 10 litros se comporta de manera diferente a uno de 10 000 litros. La mezcla lleva más tiempo. La transferencia de oxígeno se convierte en un factor limitante. Se acumula calor. Los ingenieros utilizan modelos computacionales y plantas piloto para predecir cómo se comportará un proceso a gran escala. Sin embargo, no siempre es predecible.

Los biorreactores también se utilizan en el tratamiento de residuos, donde los microbios descomponen los contaminantes, y en la ingeniería de tejidos, donde proporcionan un entorno controlado para el cultivo de células y su transformación en tejidos. El concepto del biorreactor es sencillo; la ingeniería, no.