在设计生物反应器中，桨叶的具有双重的作用，一方面转动的桨叶能够带动反应器内液体运动，进而实现液体内物质的混合，利于整个反应器内细胞吸收营养物质。另一方面桨叶转动导致流体内部速度梯度的形成，进而产生剪切力，当剪切力到达一定值时会造成细胞损伤，不利于细胞培养。桨叶的结构和转速决定了反应器内的混合效果和产生的剪切力大小，这两个因素往往互相矛盾，即混合效果好时产生的剪切力大，混合效果差时产生的剪切力小，如何在保证混合效果的情况下，使搅拌产生的剪切力是生物反应器桨叶设计的关键所在。
搅拌桨是搅拌装置中的关键部件，为了提供能量，并形成液体的所需的流动状态，达到搅拌的目的，必须有合理的结构和足够的强度。
搅拌桨的结构大致有桨式、涡轮式、推进式、锚式、框式、螺带式、螺杆式等类型，除推进式、螺带式等特殊形状的桨叶加工难度较大外，多数桨叶形状与加工都比较简单。桨叶与轴的连接方式也是大同小异，一般从安装检修的方便角度考虑，采用整体式或可拆式的连接结构。
叶轮叶片的大小一般以桨径的大小(所谓桨径是指叶轮回转时前端轨迹圆的直径)和叶轮的宽度来衡量。桨径的选择与搅拌器的种类有关，与搅拌罐罐径的大小有关。
生产中当搅拌罐中出现“圆柱状回转区”漩涡时，这个部分的混合很差，致使混合时间较长，不利于搅拌过程，所以一般都要设法缩小这个区域。如果减小桨径就可以缩小“圆柱状回转区”的半径关于叶轮宽度的影响.可从搅拌器的动力消耗方面来分析。在高黏度液体中，层流范围内动力消耗几乎和桨宽成正比，而在低黏度液中，仅在叶轮宽度范围较小时，动力消耗随桨宽增加而增加，当桨宽大到一定范围以上，动力消耗就不再因桨宽增大而增大了。
搅拌桨适用情况分类：
1、桨式：主要用于流体的循环，不能用于气液分散操作。
2、推进式：适用于低粘度反应物料，属于轴向搅拌。
3、涡轮式：适用物料粘度范围比较大，斜叶桨式搅拌器尺寸，剪切力较大，用于分散流体的效果比较好。
4、框式和锚式：适用于粘度大，处理大量物料的反应釜，能大限度达到表面传热系数。
5、螺旋式：主要用于高粘度液体的搅拌。
需要根据物料的粘度从低到高使用的搅拌桨顺序为：桨叶式<推进式<涡轮式<框式<锚式<螺杆式。
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