Hvad er batchreaktorer?
Batchreaktorer er tanke, der bruges til at indeholde kemiske eller biologiske reaktioner. Udtrykket "batch" adskiller denne type reaktor fra kontinuerlige reaktorer - i en batchreaktor anbringes alle de nødvendige ingredienser i tanken, og den kemiske reaktion eller gæring får lov til at finde sted, medens ingredienser i en kontinuerlig reaktor kontinuerligt tilføres tanken. Batchreaktorer bruges til processer såsom spildevandsrensning, farmaceutisk produktion og gæring af forskellige produkter.
Den enkleste type batchreaktor består kun af en tank med huller i toppen til indføring af reaktanter og fjernelse af produktet, skønt typisk en slags omrøringsmekanisme også skal inkluderes. En jakke, der passer rundt i tanken, kan også bruges til temperaturregulering. Batchreaktorer kan muligvis også kræve en slags luftningssystem.
Tilsætning af ingredienser til en batchreaktor er kendt som "opladning" og er det første trin i udførelsen af en batchreaktion. Brugeren af reaktoren beregner, hvor meget af hver ingrediens, der er nødvendig for at fremstille det ønskede produkt, baseret på kemiske reaktionsformler eller mikrobielle vækstformler. Tilsvarende beregninger giver brugeren mulighed for at bestemme, hvor lang tid reaktionen vil tage. Når reaktoren først er ladet, kan den mest overlades alene, mens reaktionen finder sted. Brugeren kan være nødt til at overvåge temperatur og luftning i reaktoren, afhængigt af reaktionstypen.
En almindelig type batchreaktor er en sekventiel batchreaktor eller sekventerende batchreaktor, begge forkortet SBR. SBR-reaktorer bruges typisk på spildevandsrensningsanlæg til den aktiverede slamproces, en procedure, der bruger en lang række bakterier til at fjerne forurenende stoffer fra vandet. Bakteriekulturerne vokser i et tykt slam, og det er her proceduren får sit navn.
Til sekventering af batchreaktorer fyldes en reaktor, der indeholder aktiveret slam, først med spildevand. Slammet og vandet luftes for at tilføje ilt og for at gøre det muligt at blande komponenterne sammen, som begge hjælper bakterierne med at fodre med forurenende stoffer i spildevandet. Når bakterierne har konsumeret det meste af næringsstofferne i vandet, begynder de at dø ud, og luftning stoppes, så slammet kan sætte sig ned i bunden af reaktoren. Efter slammets bundfældning fjernes det behandlede spildevand fra reaktoren og sendes videre til det næste trin i behandlingsprocessen.
Fed-batch-reaktorer er en kombination af batch- og kontinuerlige reaktorer. I en fodret batchreaktor tilføres det begrænsende underlag - ingrediensen, der først løber ud, efterhånden som reaktionen finder sted - ind i reaktoren. Den anden ingrediens tilsættes i begyndelsen af reaktionen, og ingen tilsættes, når reaktionen skrider frem.