Batchreaktorer är tankar som används för att innehålla kemiska eller biologiska reaktioner. Termen ”batch” skiljer denna typ av reaktor från kontinuerliga reaktorer – i en batchreaktor placeras alla nödvändiga ingredienser i tanken och den kemiska reaktionen eller jäsningen tillåts äga rum, medan ingredienserna i en kontinuerlig reaktor kontinuerligt matas in i tanken. tanken. Satsreaktorer används för processer som rening av avloppsvatten, läkemedelsproduktion och jäsning av olika produkter.
Den enklaste typen av satsreaktor består av endast en tank med hål i toppen för inmatning av reaktanterna och avlägsnande av produkten, även om vanligtvis någon typ av omrörningsmekanism också måste inkluderas. En jacka som passar runt tanken kan också användas för temperaturkontroll. Satsreaktorer kan också kräva någon typ av luftningssystem.
Att lägga till ingredienser till en satsreaktor kallas ”laddning” och är det första steget i att utföra en satsreaktion. Användaren av reaktorn beräknar hur mycket av varje ingrediens som behövs för att producera den önskade produkten, baserat på kemiska reaktionsformler eller mikrobiell tillväxtformler. Liknande beräkningar tillåter användaren att bestämma hur lång tid reaktionen kommer att ta. När reaktorn väl är laddad kan den för det mesta lämnas ifred medan reaktionen äger rum. Användaren kan behöva övervaka temperatur och luftning i reaktorn, beroende på typen av reaktion.
En vanlig typ av satsreaktor är en sekventiell satsreaktor eller sekvenssatsreaktor, båda förkortade SBR. SBR-reaktorer används vanligtvis vid avloppsreningsverk för aktivslamprocessen, en procedur som använder ett brett spektrum av bakterier för att avlägsna föroreningar från vattnet. Bakteriekulturerna växer i ett tjockt slam, det är där proceduren har fått sitt namn.
För sekvensering av satsreaktorer fylls först en reaktor innehållande aktivt slam med avloppsvatten. Slammet och vattnet luftas för att tillföra syre och för att komponenterna ska kunna blandas samman, vilket båda hjälper bakterierna att livnära sig på föroreningar i avloppsvattnet. När bakterierna har förbrukat det mesta av näringsämnena i vattnet börjar de dö av och luftningen stoppas så att slammet kan sedimentera till botten av reaktorn. Efter att slammet sedimenterat tas det renade avloppsvattnet bort från reaktorn och skickas vidare till nästa steg i reningsprocessen.
Fed-batch-reaktorer är en kombination av batch- och kontinuerliga reaktorer. I en fed-batch-reaktor matas det begränsande substratet – den ingrediens som tar slut först när reaktionen äger rum – kontinuerligt in i reaktorn. Den andra ingrediensen tillsätts i början av reaktionen och ingen tillsätts när reaktionen fortskrider.