生物反应器中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。
(1)生物反应器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。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。
(2)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。
(3)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，就会导致菌体的失活或死亡。
而氧在水中溶解度极低， 因此氧气的供应就成为十分突出的问题。
