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''' 生物反应器 ''' （ [[ 英语 ]] ：Bioreactor）是指任何提供 [[ 生物 ]][[ 化学反应 ]] 的适当环境或工程设备。通常是指利用酶(由一个或一群酵素所推动)或生物体（如 [[ 微生物 ]] ）使装置具有模拟生物的功能，可在细胞外进行生化反应，在模拟的过程中既可进行 [[ 有氧反应 ]] 也能进行 [[ 无氧反应 ]] 。这些系统在酒类、组织工程、生化工程、医药生产、有机污染物降解...等应用上是相当重要的一个装置。

在来源上可分为自然生物反应器(如人的 [[ 胃]])及工程生物反应器(如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等，这些生物反应器通常呈圆筒状，其体积从几升到几立方米不等，常由不锈钢制成)两种。

依原料加入的方式可分为批次式反应器(Batch reactor)、馈料批次式反应系统(fed batch)以及连续流 [[ 反应器]](Continuous reactor)(如连续搅拌釜式反应器、恒化器)三种。

生物反应器与化学反应器不尽相同，化学反应器从原料进入到产物的生成过程中常需要加压和加热，属于一个高耗能的装置。而生物反应器则不同，在酶和微生物的参与及常温常压下就可以进行 [[ 化学 ]] 合成。因此，生物反应器问世之后受到化工部门的重视。化学工程专家认为，应该尽可能地让化学合成的过程改由生物去完成，因此设计理想的生物反应器，就成了 [[ 现代生物技术 ]][[ 产业 ]] 的一个重要任务。

生物反应器的设计是一个复杂的生化研究工程科学任务。设计的目标是制造最佳的环境，使微生物或 [[ 细胞 ]] 能表现其功能，并产生杂质含量符合标准以内的产物。生物反应器内的 [[ 温度 ]] 、养分浓度、pH值和 [[ 气体 ]] 溶解度(尤其是关于 [[ 氧气 ]] 的有氧发酵)等变因皆会影响生物体的生长和 [[ 生产力 ]] 。

温度：发酵培养基的温度可借由单独使用冷却夹套、线圈或同时使用两者来保持；在放热发酵反应进行时，需额外使用外部热交换器。在馈料批次式反应系统(fed-batch system)中，微生物生长所需的营养 [[ 物质 ]] 可在培养过程中连续的加到发酵罐(fermenter)中，或在发酵初始时加入反应器中。

气体溶解度：反应气体（尤其是氧气）对于有氧（和少部分厌氧）发酵而言为必须反应物，但由于 [[ 氧 ]] 对于 [[ 水 ]] （几乎是所有发酵培养基的基础）溶解度较低，故其含量对于 [[ 空气 ]] 来说是相对稀少的（20.95％），因此必须连续地添加空气（或纯氧）至反应系统中。在溶液中的上升气泡可充分混合发酵培养基，也可同时“摆脱”溶液中的废气，如 [[ 二氧化碳 ]] 。一般来说，生物反应器都会加压，以增加水中的溶氧量。氧气的运输通常是经由搅动来完成，也同时保持营养物质的均匀分布，帮助匀相发酵反应进行；气体分散搅拌器(Gas dispersing agitators)就是用来打破的气泡使其均匀分布于整个 [[ 容器 ]] 中的工具。

垢会损害生物反应器的整体效率，尤其是系统中热量的交换。因此为了避免垢的产生，生物反应器的设计必须易于清理，内表面通常由 [[ 不锈钢 ]] 制成，以便清洗和消毒；典型生物反应器则会在批次间清洗，或以特殊 [[ 设计 ]] 减少连续操作中结垢的可能性。

系统热传导的好坏会间接或直接影响整体反应，因此生物反应器的热传导能力是设计的一个重要部分；小导管可利用冷却夹套来冷却，但较大的导管就可能需要线圈或外部 [[ 热交换器 ]] 。 ==参考文献==