Hva er batchreaktorer?

Batchreaktorer er tanker som brukes til å inneholde kjemiske eller biologiske reaksjoner. Uttrykket "batch" skiller denne typen reaktorer fra kontinuerlige reaktorer - i en batchreaktor blir alle nødvendige ingredienser plassert i tanken og den kjemiske reaksjonen eller gjæringen tillatt å finne sted, mens i en kontinuerlig reaktor tilføres ingredienser kontinuerlig til tanken. Batchreaktorer brukes til prosesser som rensing av avløpsvann, farmasøytisk produksjon og gjæring av forskjellige produkter.

Den enkleste typen batchreaktor består bare av en tank med hull i toppen for tilførsel av reaktantene og fjerning av produktet, selv om det typisk også må inngå en type rørmekanisme. En jakke som passer rundt tanken kan også brukes til temperaturregulering. Batchreaktorer kan også kreve en slags luftingssystem.

Å legge ingredienser til en batchreaktor er kjent som "lading" og er det første trinnet i å utføre en batchreaksjon. Brukeren av reaktoren beregner hvor mye av hver ingrediens som er nødvendig for å produsere det ønskede produktet, basert på kjemiske reaksjonsformler eller mikrobielle vekstformler. Lignende beregninger lar brukeren bestemme hvor lang tid reaksjonen vil ta. Når reaktoren er ladet, kan den stort sett være i fred mens reaksjonen finner sted. Brukeren kan trenge å overvåke temperatur og lufting i reaktoren, avhengig av reaksjonstypen.

En vanlig type batchreaktor er en sekvensiell batchreaktor eller en sekvenseringsbatchreaktor, begge forkortet SBR. SBR-reaktorer brukes vanligvis ved renseanlegg for den aktiverte slamprosessen, en prosedyre som bruker et bredt spekter av bakterier for å fjerne forurensninger fra vannet. Bakteriekulturene vokser i et tykt slam, og det er her prosedyren får navnet.

For sekvensering av batchreaktorer blir en reaktor som inneholder aktivert slam, først fylt med avløpsvann. Slammet og vannet luftes for å tilsette oksygen og for å gjøre det mulig å blande komponentene, som begge hjelper bakteriene å mate på forurensninger i avløpsvannet. Når bakteriene har konsumert mesteparten av næringsstoffene i vannet, begynner de å dø av og lufting stoppes slik at slammet kan sette seg til bunnen av reaktoren. Etter at slammet har lagt seg, fjernes det behandlede avløpsvannet fra reaktoren og sendes videre til neste trinn i behandlingsprosessen.

Fed-batch-reaktorer er en kombinasjon av batch- og kontinuerlige reaktorer. I en matet-batch-reaktor blir det begrensende underlaget - ingrediensen som renner ut først når reaksjonen finner sted - kontinuerlig tilført reaktoren. Den andre ingrediensen tilsettes i begynnelsen av reaksjonen, og ingen tilsettes når reaksjonen skrider frem.