Een bioreactor produceert een vloeistof vol cellen, voedingsstoffen en het gewenste product. Dat product kan een eiwit, een antilichaam of een klein molecuul zijn. Het vormt slechts een klein deel van het totale volume. In de downstream-verwerking wordt het geïsoleerd en gezuiverd. Dit onderdeel van de bioproductie zet een biologische soep om in een bruikbaar product.

De stappen variëren per product, maar volgen over het algemeen een vaste volgorde. Bij de terugwinning worden de cellen van de vloeistof gescheiden, vaak door middel van centrifugatie of filtratie. Bij de concentratie wordt het volume verminderd. Bij de zuivering wordt chromatografie gebruikt om het product van onzuiverheden te scheiden. Bij de polijstfase worden sporen van verontreinigingen verwijderd. De formulering stabiliseert het product voor opslag en transport. Elke stap moet worden gevalideerd om consistentie te garanderen.

De nabewerking is duur. Het kan 60 tot 80 procent van de totale productiekosten uitmaken. Het is ook de fase waarin de meeste fouten optreden. Een zuiveringsstap die in het laboratorium werkt, is mogelijk niet schaalbaar. Een buffer die in kleine hoeveelheden goedkoop is, kan in grote hoeveelheden onbetaalbaar blijken. Een product dat een week stabiel is, kan na een maand in kwaliteit achteruitgaan.

Het doel is zuiverheid, opbrengst en reproduceerbaarheid. Een hoge opbrengst van een onzuiver product is nutteloos. Een zuiver product met een lage opbrengst is onbetaalbaar. De verdere verwerking is een delicate evenwichtsoefening, en dat is waar bioprocesingenieurs hun waarde bewijzen.