바이오 리액터

바이오 리액터 (Bioreactor), 생물 반응기 또는 배양기는 생물학적 활성 촉매(미생물, 효소, 세포, 조직 등)를 이용하여 특정 생화학적 반응이나 공정을 수행하도록 설계된 장치이다. 바이오 리액터는 제어된 환경에서 세포 성장, 대사 산물 생산, 물질 전환 등의 생물학적 과정을 최적화하는 데 사용된다.

주요 구성 요소는 반응 용기, 교반 장치, 온도 조절 장치, pH 조절 장치, 용존 산소 조절 장치, 공급 및 배출 시스템, 제어 시스템 등으로 구성된다. 이러한 구성 요소들을 통해 온도, pH, 용존 산소 농도, 영양분 농도 등의 핵심 파라미터를 정밀하게 제어하여 최적의 반응 조건을 유지할 수 있다.

바이오 리액터는 그 규모와 형태, 작동 방식에 따라 다양하게 분류된다. 규모에 따라 실험실 규모의 작은 용량부터 산업 생산을 위한 대규모 용량까지 존재하며, 형태에 따라 교반조 반응기, 기포탑 반응기, 에어리프트 반응기, 고정층 반응기, 막 반응기 등으로 나뉜다. 작동 방식에 따라서는 회분식(Batch), 유가식(Fed-batch), 연속식(Continuous) 반응기로 구분된다.

바이오 리액터는 제약, 식품, 화학, 환경 등 다양한 산업 분야에서 폭넓게 활용된다. 의약품 생산(항생제, 백신, 단백질 치료제 등), 식품 생산(발효 식품, 효소 등), 바이오 연료 생산, 폐수 처리, 생물학적 제제 개발 등 다양한 응용 분야에서 중요한 역할을 수행한다. 최근에는 생명공학 기술의 발전과 함께 바이오 리액터의 설계 및 운전 기술 또한 빠르게 발전하고 있으며, 보다 효율적이고 생산성이 높은 바이오 리액터 개발을 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.