機械攪拌發酵罐和技術在整個制藥、生物產品的開發過程中起著特別重要的作用。在眾多類型的發酵設備中，兼具通氣又帶機械攪拌的標準式發酵罐用途zui為普遍，廣泛使用于抗生素、氨基酸、檸檬酸等各個領域。標準式發酵罐設計的技術關鍵在于攪拌技術復雜的氣液兩相流動問題上。機械攪拌式發酵罐不僅能為制藥企業節省可觀的投資，還可大大節省能耗等運行費用，同時提高產品產量與收率。
機械攪拌發酵罐是借攪拌渦輪輸入混合以及相際傳質所需要的功率。這種反應器的適應性zui強，從牛頓型流體直到非牛頓型的絲狀菌發酵液，都能根據實際情況和需要，為之提供較高的傳質速率和必要的混合速度。缺點是機械攪拌器的驅動功率較高，一般(2-4)kw/m3，這對大型的反應器來說是個巨大負擔。
氣液接觸過程的主要有有以下幾種:氣相和液相需要的停留時間分布、允許壓力降、相對質量流率、是否逆流接觸、局部混合能力、是否需要補充或移出熱量、腐蝕條件、泡沫行為與相分離、反應時需要的流型、反應與傳質的關系、層流和過渡區的流變行為等。這些因素又大都與攪拌器關系密切。
機械攪拌發酵罐攪拌槽內的氣體分散大致有以下幾個狀態:氣泛狀態(大部分氣體未分散，氣泡沿攪拌軸直接上升到液面)，載氣狀態(氣體基本得到分散，分布器以下分布不良)，*分散狀態。
在許多過程中，氣液接觸是十分重要的，氣體需要與液體進行充分且有效的接觸以提供足夠的質量傳遞或熱量傳遞能力。比如有的氯化和磺化反應是快反應，這需要攪拌器能提供很高的傳質強度;有的反應需要吸收難以溶解的氧氣，這又需要攪拌器能提供很高的分散能力。
機械攪拌發酵罐早期研究認為，氣液分散是氣體直接被攪拌器剪切成細小的氣泡而形成的。但近年的研究表明，氣液分散是受氣穴控制的。當氣速過大或攪拌轉速過低時，整個攪拌器被氣穴包裹，氣體穿過攪拌器直接上升到液面，發生氣泛。
