植物細胞培養具有周期長、細胞抗剪切能力弱、易團聚等特點。同時，植物細胞規模培養的目的是生產天然產物，而這些天然產物均為細胞次生代謝物。所以，植物細胞培養反應器的設計，不僅要考慮有利于細胞生長，同時還要考慮有利于產物的積累和分離。總體上講，適合植物細胞的反應器應該具有適宜的氧傳遞、良好的流動性和較低的剪切力。根據不同植物細胞生長和代謝產物積累的特點，目前已研究設計出多種類型的反應器用于植物細胞培養。

一、懸浮培養生物反應器

１機械攪拌生物反應器

     盡管機械攪拌反應器已成功用于許多細胞的培養中，反應器內的溫度、pH、溶氧及營養物質濃度較其他反應器更易控制等優點，但由于機械攪拌造成的剪切力對植物細胞造成較大的損傷，對次級代謝產物的合成也會產生影響，同時會帶來染菌和機械上的問題，因此需篩選出抗剪切力的細胞系，也可對反應器結構進行改造，尤其是攪拌槳的結構和類型的改進，使其具有緩和、充分的攪拌效果。

2非機械攪拌式反應器

     植物細胞的培養比較多地采用各種非機械攪拌生物反應器，其中常用的是氣體攪拌生物反應器。氣體攪拌生物反應器沒有活動的攪拌裝置，在很大程度上減少了剪切力，并能在長期操作中保持無菌。氣體攪拌生物反應器包括鼓泡塔和氣升反應器等。氣體攪拌生物反應器結構較簡單，氧傳遞效率高，剪切力低，對細胞的損傷小，容易實現長期無菌培養，較適用于植物細胞培養。

     缺點：操作彈性小，低氣速時尤其在培養后期細胞密度較高時，混合效果較差。如果提高通氣量，又會產生大量泡沫，也易于驅除培養液中的二氧化碳和乙烯，對細胞生長有阻礙作用。過高的溶氧對植物細胞合成次級代謝產物不利。

二、固定化細胞生物反應器

1填充床生物反應器

     細胞可以位于支撐物表面，也可包埋于支撐物之中，培養液流經支撐物顆粒，不斷被細胞利用。優點：單位體積固定細胞量大。缺點：混合效果低，對必要的氧傳遞、pH、溫度控制和氣體產物的排除造成困難，影響細胞的培養。

2流化床生物反應器

      利用液體的能量來懸浮顆粒。顆粒呈流化狀態所需的能量與顆粒大小成正比，因此常采用小固定化顆粒，這些小顆粒良好的傳質特性是流化床反應器的優點，缺點：剪切力和顆粒碰撞會損壞固定化細胞。

3膜生物反應器

     采用具有一定孔徑和選擇透性的膜固定植物細胞。營養物質通過膜滲透到細胞中，細胞產生的次級代謝產物通過膜釋放到培養液中。主要有：中空纖維反應器和螺線式卷繞反應器，優點：可以重復使用。

三、植物細胞反應器的選擇和設計

     植物細胞反應器的選擇和設計需注意：

1氧的供給對于間歇培養，體積溶氧系數klα需要10-15h^-1;

2剪切力反應器的剪切力盡可能小；

3細胞的黏附細胞培養過程容易黏附在反應器壁上，并產生大量的泡沫，導致細胞量和代謝產物減少，嚴重時培養過程被迫中止；

4細胞高密度培養時，混合情況變差，培養基中營養物質和氧的供給不足，細胞收率下降；

5溫度、pH、營養物質的濃度須控制在合適的范圍內。