Cosa sono i reattori batch?
I reattori batch sono serbatoi usati per contenere reazioni chimiche o biologiche. Il termine "batch" distingue questo tipo di reattore dai reattori continui: in un reattore batch, tutti gli ingredienti necessari vengono posizionati nel serbatoio e la reazione chimica o la fermentazione può avvenire, mentre in un reattore continuo gli ingredienti vengono continuamente alimentati nel serbatoio. I reattori batch vengono utilizzati per processi come il trattamento delle acque reflue, la produzione farmaceutica e la fermentazione di vari prodotti.
Il tipo più semplice di reattore batch è costituito solo da un serbatoio con fori nella parte superiore per l'ingresso dei reagenti e la rimozione del prodotto, sebbene in genere deve essere incluso anche un tipo di meccanismo di agitazione. Una giacca che si adatta al serbatoio può essere utilizzata anche per il controllo della temperatura. I reattori batch potrebbero anche richiedere un qualche tipo di sistema di aerazione.
L'aggiunta di ingredienti a un reattore batch è noto come "ricarica" ed è il primo passo per eseguire un reac batchzione. L'utente del reattore calcola la quantità di ciascun ingrediente necessario per produrre il prodotto desiderato, basato su formule di reazione chimica o formule di crescita microbica. Calcoli simili consentono all'utente di determinare per quanto tempo impiegherà la reazione. Una volta caricato il reattore, può essere per lo più lasciato solo mentre si svolge la reazione. L'utente potrebbe essere necessario monitorare la temperatura e l'aerazione all'interno del reattore, a seconda del tipo di reazione.
Un tipo comune di reattore batch è un reattore batch sequenziale o un reattore batch di sequenziamento, entrambi abbreviati SBR. I reattori SBR sono in genere utilizzati negli impianti di trattamento delle acque reflue per il processo di fanghi attivi, una procedura che utilizza una vasta gamma di batteri per rimuovere i contaminanti dall'acqua. Le colture batteriche crescono in uno spesso fango, che è dove la procedura prende il nome.
Per i reattori batch di sequenziamento, un reattore contenenteI fanghi attivati sono riempiti per la prima volta di acque reflue. I fanghi e l'acqua sono aerati per aggiungere ossigeno e per consentire ai componenti di essere miscelati insieme, entrambi i quali aiutano i batteri a nutrirsi di contaminanti nelle acque reflue. Una volta che i batteri hanno consumato la maggior parte dei nutrienti nell'acqua, iniziano a morire e l'aerazione viene fermata in modo che i fanghi possano stabilirsi sul fondo del reattore. Dopo che i fanghi si depositano, le acque reflue trattate vengono rimosse dal reattore e inviate alla fase successiva del processo di trattamento.
I reattori alimentati sono una combinazione di batch e reattori continui. In un reattore alimentare, il substrato limitante-l'ingrediente che si esaurisce per primo quando si svolge la reazione-viene continuamente alimentato nel reattore. L'altro ingrediente viene aggiunto all'inizio della reazione e nessuno viene aggiunto man mano che la reazione avanza.