Hi ha diferents tipus de bioreactors classificats segons diferents paràmetres. Si tenim en compte el grau de mescla, indica quins són els bioreactors més comuns en la producció biotecnològica:

• Bioreactor de flux en pistó

• Bioreactor de tanc agitat

• Bioreactor de llit fix

• Bioreactors de membrana

Diferències entre el bioreactor de tanc agitat i de flux de pistó:

• El bioreactor de tanc agitat que treballa en discontinu treballa en estat no estacionari, en canvi el bioreactor de flux de pistó treballa en estat estacionari.

• El bioreactor de tanc agitat que treballa en continu treballa en estat no estacionari, en canvi el bioreactor de flux de pistó treballa en estat estacionari.

• Al bioreactor de tanc agitat en discontinu va variant la composició de la mescla dins del bioreactor, a mida que passa el temps.

• Al bioreactor de flux de pistó, el flux es desplaça al llarg del bioreactor, en canvi al bioreactor de tanc agitat trobem desplaçament del flux (en continu) o sense desplaçament (discontinu).

Segons el tractament de càrrega d'un bioreactor de tanc agitat, es pot dir:

• Hi ha quatre tipus de bioreactors: Continu, discontinu, semicontinu, Fed-batch.

• El bioreactor en Fed-batch és un tipus de càrrega en discontinu.

• El bioreactor de tanc agitat més utilitzat treballa en continu.

• Treballar en fed-batch disminueix el període de latència en comparació en discontinu.

Característiques del bioreactor en discontinu

• El medi de cultiu i l'inòcul s'afegeixen a l'inici de la producció del lot.

• Durant la producció es va afegint medi de cultiu fresc.

• És un bon mètode per evitar la contaminació microbiana dels cultius.

• El procés acaba quan tots els nutrients s'han convertit en biomassa.

Més característiques del bioreactor en discontinu:

• Té una baixa eficàcia ja que hi ha molt temps mort a causa d'operacions com engegada equip, neteja, esterilització, preparació inòcul, etc.

• Els lots són difícils de reproduir, de manera que hi ha poca homogeneïtat en els productes obtinguts.

• En la producció de biomassa, no és determinant la quantitat d'inòcul ni la concentració inicial dels nutrients.

• La velocitat en que es produeix el bioproducte al bioreactor, és igual des de l'inici fins al final de la producció.

Característiques del bioreactor en continu:

• El quimiòstat és un bioreactor de tanc agitat alimentat en continu.

• El bioreactor en continu treballa en estat no estacionari, això vol dir que la composició de la mescla al bioreactor va canviant amb el temps.

• Un bioreactor que treballa en continu vol dir que al bioreactor entre medi fresc sense pausa i simultàniament hi ha una sortida continua. Tant l'entrada com la sortida es produeix a la mateixa velocitat.

• El bioreactor en continu augmenta la seva productivitat en comparació en un alimentat en discontinu.

Característiques del bioreactor en semicontinu:

• L'operació de treballar en semicontinu consisteix en anar substituint medi de cultiu esgotat en nutrients per medi de cultiu fresc.

• Primer es carrega un bioreactor de forma discontinua, després d'un temps es retira un volum determinat de mescla (amb metabolits, cèl·lules, nutrients, etc) i es substitueix el mateix volum per medi fresc.

• En aquest tipus de càrrega, no hi ha període de latència.

• És una producció més simple que en continu, però menys productiva. Per una altra banda, és més complexa que en discontinu, però més productiva.

Característiques del bioreactor en Fed-batch:

• Aquesta operació consisteix en alimentar el bioreactor amb càrregues successives de medi fresc sense retirar brou.

• L'operació de fed-batch també es coneix com discontinu alimentat.

• Amb aquesta operació no es pot evitar el període de latència.

• Permet controlar la velocitat de producció del bioproducte, ja que es pot controlar la quantitat de nutrients que s'afegeix en cada moment.

Bioreactor aerobi i anaerobi:

• Es pot classificar els bioreactors segons si permet l'entrada d'aire o no al medi de cultiu.

• A un bioreactor anaeròbic també es pot anomenar digestor.

• Es pot eliminar l’oxigen dels bioreactors, introduint nitrogen que desplaça l'oxigen cap a la sortida i a continuació s’introdueix el medi.

• En un bioreactor aeròbic, l'entrada de l'aire al medi ho fa des d'alt.

Bioreactors isotèrmics i adiabàtics:

• Tots els bioreactors ens permeten controlar la temperatura de l'interior, ja que en tots els casos és necessari fer-ho.

• En un bioreactor isotèrmic es controla la temperatura de l'interior i es manté segons el set point indicat.

• El bioreactor adiabàtic no permet l'intercanvi de temperatura amb l'exterior i això fa que la velocitat de creixement de biomassa (reacció) augmenti.

• En un bioreactor adiabàtic, la temperatura sempre és constant.