Skalowanie procesu z aparatury szklanej do bioreaktorów o pojemności 30 i 150 litrów nie polega jedynie na „zwiększeniu objętości”. Wynika to z faktu, że hydrodynamika, wymiana masy i ciepła oraz zapewnienie jałowości procesu ulegają wówczas zasadniczej zmianie.

Sposób sterylizacji zmienia się – z autoklawowania na sterylizację CIP/SIP:

W skali 5 litrów naczynia oraz linie procesowe – zwłaszcza wykonane ze szkła – są zazwyczaj sterylizowane w autoklawie, poza instalacją (ex situ).
W przypadku bioreaktorów o pojemności 30 i 150 litrów ze stali nierdzewnej sterylizacja odbywa się na miejscu (SIP), z wykorzystaniem pary wodnej doprowadzanej przez płaszcz grzewczy i powiązane rurociągi.
Ta zmiana wymaga:
zautomatyzowanych sekwencji sterylizacji, precyzyjnej kontroli pary, zwalidowanych czasów wygrzewania,
oraz pełnego objęcia sterylizacją sond, filtrów i połączeń, aby zapewnić jałowość całej ścieżki przepływu procesu.

Utrata bezpośredniego, wizualnego nadzoru nad przebiegiem fermentacji:

W aparaturze szklanej operatorzy polegają głównie na bezpośredniej obserwacji procesu. W przypadku instalacji ze stali nierdzewnej znacznie większą rolę odgrywa aparatura pomiarowa i dane procesowe: pomiary pH, tlenu rozpuszczonego i glukozy, a także temperatura, ciśnienie oraz przepływy gazów stanowią podstawę podejmowania decyzji podczas rozbudowy inokulum, indukcji i zbioru.
Zestawienia przebiegów wsadów (batch overlays), alarmy oraz trendy z systemów historycznych zastępują obserwację „naocznie” i pomagają utrzymać powtarzalność procesu z cyklu na cykl.

Zarządzanie temperaturą staje się problemem sterowania, a nie tylko utrzymaniem zadanej wartości:

Większe zbiorniki ze stali nierdzewnej charakteryzują się większą bezwładnością cieplną. Układy z podwójnym płaszczem grzewczo‑chłodzącym, dostępna wydajność mediów pomocniczych oraz odpowiednio dostrojone pętle regulacji muszą skutecznie radzić sobie zarówno z ciepłem metabolicznym powstającym podczas wzrostu komórek, jak i z szokami termicznymi występującymi podczas indukcji, CIP i SIP, bez przekroczeń zadanych wartości.
Celem jest uzyskanie stabilnego profilu temperaturowego, który chroni jakość produktu i pozwala utrzymać czasy cyklu pod kontrolą

Przenoszenie masy gazowej i mieszanie muszą zostać zaprojektowane na nowo:

Typ mieszadła, geometria spargera, skład mieszaniny gazowej, ciśnienie wsteczne oraz strategia dozowania środków antypiennych są dobierane tak, aby zapewnić wymaganą wydajność transferu tlenu (OTR) oraz odpowiedni poziom homogenizacji w skali przemysłowej.
Aby spełnić ten cel, niezbędna jest ekspertyza z zakresu inżynierii mieszania – tak, by dopasować pobór tlenu, uniknąć gradientów w objętości reaktora oraz kontrolować siły ścinające, dzięki czemu komórki w bioreaktorze 150‑litrowym doświadczają tych samych warunków, które zapewniały oczekiwane wyniki w skali 5 litrów.

Projekt higieniczny, CIP oraz inaktywacja odpadów stają się integralną częścią procesu:

Skalowanie procesu wprowadza ograniczenia związane z myciem instalacji i zgodnością regulacyjną. Instalacje o pełnym spływie, zwalidowane sekwencje CIP oraz zamknięte transfery ograniczają ryzyko zanieczyszczeń.
W przypadkach, gdy stosowane są organizmy genetycznie modyfikowane lub występują wymagania bezpieczeństwa biologicznego, dedykowany zbiornik do inaktywacji odpadów z kontrolą temperatury i pH stanowi udokumentowaną barierę bezpieczeństwa przed ich odprowadzeniem.

Automatyzacja i ergonomia mają kluczowe znaczenie w rzeczywistych warunkach przestrzennych:

Przejście ze stanowiska laboratoryjnego do pomieszczenia typu biurowego oznacza konieczność zaprojektowania kompaktowej linii technologicznej, która mimo ograniczonej przestrzeni zapewnia bezpieczny dostęp, czytelne prowadzenie mediów oraz łatwą obsługę.
Zautomatyzowane receptury procesowe upraszczają rutynowe operacje i ograniczają zmienność wynikającą z pracy operatorów, jednocześnie zachowując elastyczność niezbędną w pracach B+R.