Биореактор (ферментер) — устройство, создающее питательную стерильную среду с нормальным воздухообменом и постоянной температурой для культивирования микроорганизмов в условиях интенсивного перемешивания. Часто применяется в производстве лекарственных препаратов и вакцин.
Биотехнологии входят в число самых перспективных направлений фармацевтики, в связи с чем, оборудование, предназначенное для клеточного синтеза, пользуется высоким спросом.
Биореактор — ключевой элемент оснащения лабораторий, занятых микробиологическими исследованиями — представляет собой камеру, в которой поддерживаются благоприятные условия для ферментирования клеток либо полезных метаболитов. Главная цель этого устройства — создать приемлемые условия для жизнедеятельности выращиваемых микроорганизмов: дыхания, питания и вывода продуктов метаболизма.
Во время эксплуатации аппарат осуществляет равномерное перемешивание газового и жидкостного содержимого без теплового и механического воздействия на клетки. Во избежание загрязнения культуры весь процесс проводится в стерильных условиях. Оборудование, воздух и все материалы обрабатываются паром под давлением.
Помещение пробы в реактор происходит после некоторого периода консервации в неактивном виде и последующего асептического наращивания. Учитывая продолжительный характер микросинтеза, трудоемкость процессов хранения и предварительной пробоподготовки, важно, чтобы в ферментере состоялся нормальный, прогнозируемый рост и размножение организмов, поэтому требования к этому виду оборудования высоки.
Как правило, конструкция изготавливается из нержавеющей стали, не подверженной коррозии и не выделяющей в питательную среду токсичных веществ. Все поверхности, контактирующие с биомассой, гладко полируются, не накапливают пыли и загрязнений, легко поддаются стерилизации. В целях безопасности используется устройство обеззараживания воздуха, выходящего из ферментера — это позволяет предотвратить заражение рабочей зоны потенциально опасными микроорганизмами.
Разработаны модели для твердофазной, поверхностной и глубинной аэробной ферментации, аппараты могут работать по принципу полного вытеснения либо полного перемешивания. В зависимости от конструкции подвод энергии осуществляется к газовой, жидкой фазе, либо комбинированно.
Хорошо зарекомендовали себя биореакторы газо-вихревого типа, в которых движение содержимого происходит непрерывно за счет аэрирующего газового вихря. Такие аппараты обеспечивают глубокое перемешивание культивируемой среды и снижают потери микроорганизмов в процессе синтеза.