生物发酵设备在进行使用时，常常采用机械搅拌式反应器，例如头孢菌素生产过程中用到的种子罐和主发酵罐常来用机械搅拌。生物反应与化学反应的不同点在于它们所处理的对象不同，以细胞生物反应器(俗称发酵罐)为例，发酵罐所处理的对象是微生物，它的繁殖、生长，与化学反应过程有很大的区别。

生物发酵设备都在多相体系中进行。绝大多数生物反应体系包括气液固三相，即空气或CO2等气体产物、液态培养基和生物细胞及其载体颗粒，如青霉素、链霉素、头孢菌素等医药产品。

生物发酵设备的发酵液的特点如下

1.黏度是变化的。发酵开始时，发酵液的黏度一般不大，流体属牛顿型流体，随着发酵的进行，菌体不断繁殖和代谢物的不断产生，发酵液的黏度不断增加，流体从牛顿型流体变成非牛顿型流体。

2.生物颗粒具有生命活力。它从环境中提取营养、获得能量、自我繁殖。其形态可能随着加工过程的进行而变化，如从丝状变为圆球状，从单细胞到絮凝细胞团等。

3.大多数生物颗粒对剪切力非常敏感。剪切作用可能影响细胞的生成速率和组成比例，因此对搅拌产生的剪切力要进行控制。

4.大多数微生物发酵需要氧气。氧气对需氧菌的培养至关重要，只要短暂缺氧，会导致菌体的失活或死亡。而氧在水中溶解度极低， 因此氧气的供应成为十分突出的问题。

生物发酵设备的现场控制系统功能

1）可对发酵罐的搅拌转速、温度、pH值、进行检测和控制；

2）各检测和控制回路的参数可以在画面上在线手动设定和修正，操作有密码保护功能。

3）调节方式为PID方式,可满足不同的控制元件和控制性能，可实现手动/自动无扰动切换。

4）各种监控数据都可以进行实时显示和记录，显示方式有趋势线

5）各回路有上下限位和报警功能。

6）系统有断电保护功能，断电时数据进行保护。

7）全部操作都在人机界面上进行，实行可视化操作。