Особенности биообъектов обусловливают следующие принципы технического оснащения биопроизводств:
- конструкционное совершенство и относительная универсальность биореакторов;
- инертность, или коррозионная стойкость материалов биореакторов и другого технологического оборудования, вмещающих биообъект или контактирующих с ним или продуктами его метаболизма;
- эксплуатационная надежность технологического оборудования;
- доступность, эстетичность и легкость обслуживания, замены, смазки, чистки, обработки антисептиками или дезинфектантами узлов и соответствующих частей оборудования.
Техническую вооруженность биотехнологических процессов целесообразно условно ограничить аппаратурным оформлением производств, базирующихся на культивировании:
- бактерий и грибов,
- клеток и тканей растений,
- клеток и тканей животных организмов и человека.
Такое подразделение обусловлено тем, что бактерии и грибы в большинстве своем выращивают в однотипных биореакторах, имеющих почти однотипную обвязку, в которую входят:
- ферментатор,
- многокорпусный вентиль стерильный (для подачи питательной среды, посевного материала, подпитки и пр.),
- системы регулирования рН, t°, подачи пеногасителя,
- система контроля расхода воздуха,
- пробоотборник,
- электродвигатель.
Растительные клетки, имеющие клеточную стенку (также как бактерии и грибы) растут, размножаются и развиваются значительно дольше, чем большинство бактерий и грибов, а это вносит определенные коррективы в аппаратурное оформление соответствующих биотехнологических процессов. Культуры клеток животных и человека, не имеющие клеточных стенок, являются более ранимыми и требовательными к условиям своего существования, чем клетки других эукариот и прокариот. Поэтому оборудование для них можно отнести к разряду "тихоходного", обеспечивающего нежное обращение с биообъектами.
К. Шюгерль в 1982 г. предложил подразделить биореакторы на 3 основные группы согласно способу потребления энергии для перемешивания и диспергирования стерильного воздуха (газа):
- в биореакторах I типа энергия расходуется на механическое движение внутренних устройств;
- в биореакторах II типа энергия расходуется на работу внешнего насоса, обеспечивающего рециркуляцию жидкости и/или газа;
- в биореакторах III типа энергия расходуется на сжатие и подачу газа в культуральную жидкость.
Человек с древнейших времен эмпирически применял дрожжевые организмы в примитивных по аппаратурному оформлению биотехнологических процессах (хлебопечение, виноделие и пр.). Развитие промышленности антибиотиков продвинуло далеко вперед проблему создания специальной аппаратуры для культивирования микробов - продуцентов БАВ (аминокислот, антибиотиков, полисахаридов, витаминов, ферментов и других соединений). Были предложены различного типа биореакторы для выращивания микроорганизмов, однако все конструкции ферментаторов (ферментеров) оставались в основном сходными по большинству параметров и, усредненно, их можно подразделить на 2 типа:
- без подводки стерильного воздуха (для анаэробов),
- с подводкой воздуха (для аэробов).