바이오 리액터는 생물학적 과정이 일어나는 장치로, 미생물이나 세포를 이용하여 화학 물질, 의약품, 에너지 등을 생산하는 데 사용된다. 이 장치는 보통 액체 상태의 배양액 속에서 세포나 미생물의 성장과 대사활동을 촉진하는 조건을 조절할 수 있는 기능을 갖추고 있다. 바이오 리액터의 기본 구조에는 용기, 교반장치, 온도 조절 장치, pH 조절 장치, 산소 공급 장치 등이 포함된다.

바이오 리액터는 크게 배치식 리액터, 연속식 리액터, 반연속식 리액터로 분류된다. 배치식 리액터는 특정한 시간 동안 배지를 주입하고 반응이 끝난 후에 생성물을 수집하는 방식으로, 반응 조건을 쉽게 조절할 수 있으나 생산성이 상대적으로 낮다는 단점이 있다. 반면, 연속식 리액터는 배지가 지속적으로 공급되어 생산물이 지속적으로 제거되는 방식으로, 높은 생산성을 자랑하지만 조절이 어렵고 복잡한 운영이 필요하다.

바이오 리액터에서 가장 중요한 요소 중 하나는 적절한 반응 환경을 유지하는 것이다. 온도, pH, 산소 농도, 교반 속도 등이 생물의 성장과 대사에 큰 영향을 미친다. 이러한 요소들은 각기 다른 종류의 미생물이나 세포에 따라 최적화되어야 하며, 이를 위해 주기적인 모니터링과 제어가 필요하다. 특히 대규모 생산을 위한 바이오 리액터에서는 이러한 환경 조절이 더욱 중요해진다.

바이오 리액터는 의약품, 식품, 에너지 등의 다양한 분야에서 활용된다. 예를 들어, 항생제나 백신과 같은 의약품의 생산에 광범위하게 사용되며, 농업에서는 바이오 연료의 생산을 위해 활용된다. 최근에는 재생 가능한 에너지원으로서의 바이오 연료가 주목받고 있으며, 환경 친화적인 생산 방식으로 바이오 리액터가 중요한 역할을 하고 있다. 이러한 기술은 지속 가능한 미래를 위해 점점 더 발전하고 있다.