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 er alle de nødvendige ingredienser anbragt i tanken, og den kemiske reaktion eller gæring får lov til at finde sted, mens i en kontinuerlig reaktoringredienser ledes kontinuerligt i tanken. Batchreaktorer bruges til processer som spildevandsrensning, farmaceutisk produktion og gæring af forskellige produkter.
Den enkleste type batchreaktor består kun af en tank med huller i toppen til input af reaktanterne og fjernelse af produktet, selvom en eller anden form for omrøringsmekanisme også skal inkluderes. En jakke, der passer rundt i tanken, kan også bruges til temperaturkontrol. Batchreaktorer kræver muligvis også en eller anden form for luftningssystem.
Tilføjelse af ingredienser til en batchreaktor er kendt som "opladning" og er det første skridt i udførelsen af en batchreaktiontion. 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. Lignende beregninger giver brugeren mulighed for at bestemme, hvor lang tid reaktionen vil tage. Når reaktoren er opladet, kan den for det meste overlades alene, mens reaktionen finder sted. Brugeren kan være nødt til at overvåge temperatur og luftning inden for reaktoren, afhængigt af reaktionstypen.
En almindelig type batchreaktor er en sekventiel batchreaktor eller sekventering af 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.
For sekventering af batchreaktorer indeholder en reaktoring aktiveret slam er først fyldt med spildevand. Slammet og vandet luftes til at tilføje ilt og for at gøre det muligt for komponenterne at blandes 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 af, og luftning stoppes, så slammet kan slå sig ned i bunden af reaktoren. Efter at slammet er afviklet, fjernes det behandlede spildevand fra reaktoren og sendes videre til næste trin i behandlingsprocessen.
Fed-batch-reaktorer er en kombination af batch og kontinuerlige reaktorer. I en Fed-batch-reaktor føres det begrænsende substrat-ingrediensen, der løber ud først som reaktionen-kontinuerligt ind i reaktoren. Den anden ingrediens tilsættes i begyndelsen af reaktionen, og ingen tilsættes, når reaktionen skrider frem.