생물반응기는 생물학적으로 활성적인 환경을 조성하는 용기입니다. 세포가 자라고, 효소가 반응하며, 생성물이 형성되는 곳입니다. 생물반응기는 생명 시스템에 필요한 온도, pH, 산소, 영양분을 제공합니다. 또한 세포와 ​​영양분이 고르게 분산되도록 혼합 기능도 제공합니다. 생물반응기가 없다면 생물 제조는 얕은 플라스크나 페트리 접시에만 의존해야 할 것입니다.

생물반응기는 다양한 설계로 제작됩니다. 교반식 반응기는 업계에서 가장 널리 사용되는 유형으로, 임펠러를 이용하여 배양액을 혼합합니다. 에어리프트 반응기는 가스 흐름을 이용하여 액체를 순환시킵니다. 충전층 반응기는 세포나 효소를 고정된 매트릭스에 담아둡니다. 막 생물반응기는 세포와 생성물을 지속적으로 분리합니다. 어떤 반응기를 선택할지는 세포의 종류, 생성물, 그리고 규모에 따라 달라집니다.

규모 확장은 어려운 부분입니다. 10리터짜리 생물반응기와 10,000리터짜리 생물반응기는 작동 방식이 다릅니다. 혼합에 더 오랜 시간이 걸리고, 산소 전달이 제한 요소가 되며, 열이 축적됩니다. 엔지니어들은 전산 모델과 파일럿 플랜트를 사용하여 공정이 대규모로 어떻게 작동할지 예측합니다. 하지만 항상 예측 가능한 것은 아닙니다.

생물반응기는 미생물이 오염물질을 분해하는 폐수 처리 분야와 세포를 조직으로 배양하기 위한 제어된 환경을 제공하는 조직 공학 분야에서도 사용됩니다. 이 용기의 개념은 간단하지만, 실제 공학 기술은 그렇지 않습니다.