Reaktor batch adalah tangki yang digunakan untuk menampung reaksi kimia atau biologis. Istilah “batch” membedakan jenis reaktor ini dari reaktor kontinu — dalam reaktor batch, semua bahan yang diperlukan ditempatkan di dalam tangki dan reaksi kimia atau fermentasi dibiarkan berlangsung, sedangkan dalam reaktor kontinu bahan terus dimasukkan ke dalam tangki. Reaktor batch digunakan untuk proses seperti pengolahan air limbah, produksi farmasi, dan fermentasi berbagai produk.
Jenis reaktor batch yang paling sederhana hanya terdiri dari tangki dengan lubang di bagian atas untuk memasukkan reaktan dan mengeluarkan produk, meskipun biasanya beberapa jenis mekanisme pengadukan harus disertakan juga. Jaket yang pas di sekitar tangki dapat digunakan untuk kontrol suhu juga. Reaktor batch mungkin juga memerlukan beberapa jenis sistem aerasi.
Menambahkan bahan ke reaktor batch dikenal sebagai “pengisian” dan merupakan langkah pertama dalam melakukan reaksi batch. Pengguna reaktor menghitung berapa banyak setiap bahan yang dibutuhkan untuk menghasilkan produk yang diinginkan, berdasarkan formula reaksi kimia atau formula pertumbuhan mikroba. Perhitungan serupa memungkinkan pengguna untuk menentukan berapa lama reaksi akan berlangsung. Setelah reaktor diisi, sebagian besar dapat dibiarkan sendiri saat reaksi berlangsung. Pengguna mungkin perlu memantau suhu dan aerasi di dalam reaktor, tergantung pada jenis reaksi.
Salah satu jenis reaktor batch yang umum adalah reaktor batch sekuensial atau reaktor batch sekuensing, keduanya disingkat SBR. Reaktor SBR biasanya digunakan di pabrik pengolahan air limbah untuk proses lumpur aktif, prosedur yang menggunakan berbagai bakteri untuk menghilangkan kontaminan dari air. Kultur bakteri tumbuh dalam lumpur kental, yang mana prosedur ini mendapatkan namanya.
Untuk reaktor batch sequencing, reaktor yang mengandung lumpur aktif pertama-tama diisi dengan air limbah. Lumpur dan air diangin-anginkan untuk menambah oksigen dan memungkinkan komponen tercampur bersama, keduanya membantu bakteri memakan kontaminan dalam air limbah. Setelah bakteri mengkonsumsi sebagian besar nutrisi di dalam air, mereka mulai mati dan aerasi dihentikan sehingga lumpur dapat mengendap di dasar reaktor. Setelah lumpur mengendap, air limbah yang diolah dikeluarkan dari reaktor dan dikirim ke tahap berikutnya dalam proses pengolahan.
Reaktor Fed-batch adalah kombinasi dari reaktor batch dan kontinyu. Dalam reaktor fed-batch, substrat pembatas – bahan yang habis lebih dulu saat reaksi berlangsung – terus dimasukkan ke dalam reaktor. Bahan lain ditambahkan pada awal reaksi dan tidak ada yang ditambahkan saat reaksi berlangsung.