バイオリアクターとは、生物学的に活性な環境を維持する容器です。細胞が増殖し、酵素が反応し、生成物が形成される場所です。バイオリアクターは、生物系が必要とする温度、pH、酸素、栄養素を提供します。また、細胞と栄養素が均一に分散されるように攪拌機能も備えています。バイオリアクターがなければ、バイオ製​​造は浅いフラスコやペトリ皿に限られてしまいます。

バイオリアクターには様々な種類があります。撹拌槽型リアクターは業界の主力製品であり、インペラを用いて培養液を撹拌します。エアリフト型リアクターはガス流を利用して液体を循環させます。充填層型リアクターは細胞や酵素を固定された担体に保持します。膜型バイオリアクターは細胞と生成物を連続的に分離します。どのリアクターを選択するかは、細胞の種類、生成物、そして規模によって異なります。

スケールアップが難しい部分です。10リットルのバイオリアクターと1万リットルのバイオリアクターでは挙動が異なります。混合に時間がかかり、酸素移動が律速段階となり、熱が蓄積されます。エンジニアは計算モデルやパイロットプラントを用いて、プロセスが大規模でどのように挙動するかを予測しますが、必ずしも予測できるとは限りません。

バイオリアクターは、微生物が汚染物質を分解する廃棄物処理や、細胞を組織へと成長させるための制御された環境を提供する組織工学にも利用されている。容器の原理は単純だが、その工学的な側面は複雑だ。