Definição e aplicações principais
Reator
- Objetivo: Usado para realizar reações químicas ou transformações físicas, como síntese química, reações catalíticas, reações de polimerização, etc.
- Tipos: incluindo reatores químicos, reatores biológicos, reatores nucleares, etc.
- Campos aplicáveis: produtos químicos, farmacêuticos, energia (como refino de petróleo, síntese de amônia) e assim por diante.
Fermentador
- Usos: Projetado para microorganismos ou cultura de células, usada para produzir produtos biológicos (por exemplo, álcool, antibióticos, enzimas, iogurte, etc.).
- Tipos: fermentador aeróbico, fermentador anaeróbico, fermentador de estado sólido, etc.
- Campos aplicáveis: bioengenharia, indústria de alimentos, produção de biocombustíveis, etc.
Diferenças de design
Reator
- Estrutura: pode estar equipado com materiais de alta pressão, alta temperatura ou corrosão (por exemplo, aço inoxidável, liga de titânio), adequados para condições de reação vigorosa.
- Parâmetros de controle: concentre -se na temperatura, pressão, vazão, eficiência do catalisador, etc.
- Projetos típicos: reatores tubulares, reatores de chaleira, reatores de leito fluidizado, etc.
Fermentador
- Estrutura: ênfase no ambiente asséptico, geralmente equipado com um sistema de esterilização (por exemplo, esterilização a vapor), aeração (suprimento de oxigênio), remos de agitação (mistura homogênea).
- Parâmetros de controle: pH, oxigênio dissolvido (DO), velocidade de agitação, temperatura e estado metabólico microbiano precisam ser estritamente monitorados.
- Projetos típicos: fermentador mecanicamente agitado, fermentador de elevação do ar, biorreator da membrana, etc.
Condições operacionais
Reator
- Condições extremas podem estar envolvidas: altas temperaturas (centenas de graus Celsius), altas pressões (por exemplo, 10-25 MPA para síntese de amônia) ou meios corrosivos.
- Os tempos de reação são curtos e dominados pela cinética química.
Fermentador
- Geralmente opera em condições leves: temperatura ambiente ou média (25-40} grau), pressão atmosférica.
- Os tempos de reação são mais longos (horas a dias) e dependem do crescimento microbiano e dos ciclos metabólicos.
Requisitos de atividade biológica
Reator
- Geralmente não requer componentes biologicamente ativos (a menos que sejam biorreatores) e dependam de catalisadores químicos ou condições físicas para direcionar a reação.
Fermentador
- Confie em microorganismos vivos ou células, precisa manter a atividade metabólica e evitar contaminação (esterilização estrita e operação asséptica).
Tipos de produtos
Reator
- As saídas são principalmente compostos simples (por exemplo, amônia, metanol) ou polímeros (por exemplo, plásticos).
- A conversão de energia pode estar envolvida (por exemplo, reatores de células de combustível).
Fermentadores
- Produz biomoléculas complexas: antibióticos (penicilina), ácidos orgânicos (ácido cítrico), enzimas, álcoois etc. Também usados na cultura de células para produzir vacinas ou álcoois.
- Também pode ser usado para a cultura de células para produzir vacinas ou anticorpos monoclonais.
Resumo
| Características | Reator | Fermentador |
| Funções principais | Transformação química/física | Cultura microbiológica/celular |
| Controles de chave | Temperatura, pressão, catalisador | pH, oxigênio dissolvido, ambiente estéril |
| Atividade biológica | Geralmente não é necessário | Obrigatório |
| Produtos típicos | Produtos químicos, energia, materiais | Biomoléculas, alimentos, produtos farmacêuticos |
| Condições extremas | pode envolver altas temperaturas e pressões | Principalmente condições leves |
