一、生化反应器的特点及分类 生化反应器是利用生物催化剂进行生化反应的设备，是生化产品生产中的主体设备。它在理论、外形、结构、分类和操作方式等方面基本上类似于化学反应器。但是生化反应器用于进行酶反应、动植物细胞培养、常规微生物和基因工程菌的发酵，由于底物的成分和性质一般比较复杂，产物类型很多，且常常与细胞代谢等过程紧密相关，因此，生化反应器又有其自身的特点，一般应满足以下条件：

    1、能在不同规模要求上为细胞增殖、酶的催化反应和产物形成提供良好的环境条件，即易消毒，能防止杂菌污染，不损伤酶、细胞或固定化生化物催化剂的固有特性，易于改变操作条件，使之能在最适合条件下进行各种生化反应。

    2、能在尽量减少单位体积所需功率输入的情况下，提供较好的混合条件，并能增大传热和传质速率。

    3、操作弹性大，能适应生化反应的不同阶段或不同类型产品生产的需要。 生化反应器可以从多个角度进行分类，最常用的是根据反应器的操作方式，将其分为间歇操作、连续操作和半间歇操作等多种方式。根据操作方式对生化反应器进行分类能反映出反应器的某些本质特征，因而是常用的一种分类方法。间歇操作反应器的反应物料一次加入一次卸出，反应物系的组成仅随时间变化，属于非稳态过程。由于它适合于多品种、小批量、反应速率较慢的反应过程，又可以经常进行灭菌操作，因此在生化反应工程中常采用这种操作方式。连续操作反应器具有产品质量稳定、生产效率高的优点，适合于大批量生产。特别是它可以克服在进行间歇操作时细胞反应所存在的由于营养基质耗尽或有害代谢产物积累造成的反应只能在一段有限的时间内进行的缺点。连续操作主要用于固定化生物催化剂的生化反应过程。但是连续一般易发生杂菌污染，而且操作时间过长，细胞易退化变异。半间歇操作是一种同时兼有上两种操作某些特点的操作，它对生化反应有着特别重要的意义。例如存在有基质抑制的微生物反应，当基质浓度过高时会对细胞的生长产生抑制作用。若利用半间歇操作，则可控制基质浓度处于较低的水平，以解除其抑制作用的微生物反应。此种半间歇半连续操作由常称补料分批培养，或称流加操作技术。在此种操作过程中，由于加料，反应液体积逐渐增大，到一定时间应将反应液从反应器中放出。只取出部分反应液，剩下的反应液继续进行补料培养，反复多次进行放料和补料操作，此种方法又称重复补料或重复流加操作。 常用的另一种分类方法是根据反应器的结构特征来进行。其中包括釜式、管式、塔式、膜式等。他们之间的主要差别反映在其外形和内部结构上的不同。还有一种分类方法是根据反应器所需能量的输入方式来进行的，其中有机械搅拌式、气体提升式、液体喷射环流式等。

    二、生化反应器的发展趋势 生化反应器目前正向大型化和自动化的方向发展，而生化反应器的规模与生物过程的特性紧密相关。重组人生长激素的大规模生产只有200L的规模，医药工业中传统的微生物次级代谢发酵产品青霉素已经达到了200m3;的规模，大的废水处理生物反应器有15000m3;。这些生物反应器的形式和操作方法是各不相同的。反应器体积的增大，可以使生产成本下降。但反应器的大型化也会受到传热和传质能力的限制，随着生物催化剂活性的提高和反应器体积的增大，对生化反应器传递性能的要求将会更高。