تفاوت راکتور سنتز مواد آلی، فرمانتور و بیوراکتور

تشریح جامع نقش، تفاوت‌ها و شباهت‌های فنی بین راکتورهای سنتز آلی، فرمانتورها و بیوراکتورها در مقیاس صنعتی.

“فرمانتور“، “بیو راکتور” و “راکتور سنتز مواد آلی” سه دستگاه متفاوت هستند که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. از لحاظ طرز کار  شباهت‌هایی دارند و البته در کاربردهای صنعتی دارای تفاوت‌هایی نیز هستند. می‌توان آنها را از جنبه‌های مختلفی با یکدیگر مقایسه کرد از طرف دیگر، در جزئیات ظاهری و طراحی بین این سه دستگاه اشتراکات زیادی وجود دارد. هرکدام برای فرآیندهای مختلف و با نیازهای خاص طراحی می‌شوند و متریال‌ها و ساختارها نیز ممکن است بسته به شرایط عملیاتی و نیازهای فرآیند متفاوت باشند. هر سه دستگاه در فرآیندهای تولید محصولات مشابهی استفاده می‌شوند و به کمک کنترل شرایط عملیاتی و استفاده از واکنش‌های بیولوژیکی و شیمیایی، تولید محصولات با کیفیت و بهره‌وری بالا را تضمین می‌کنند.

                                                                                                      فرمانتور

                                                                                                بیو راکتور

                                                                                           راکتور سنتز مواد آلی

تفاوت ها

فرمانتور و بیو راکتور از فرآیندهای بیولوژیکی استفاده می‌کنند، در حالی که راکتور سنتز مواد آلی از فرآیندهای شیمیایی استفاده می‌کند. در فرمانتور  و بیو راکتور، سلول‌ها، میکروارگانیسم‌ها یا سیستم‌های بیولوژیکی برای تولید واکنش‌های بیولوژیکی استفاده می‌شوند، در حالی که در راکتور سنتز مواد آلی، واکنش‌های شیمیایی برای تولید مواد آلی صورت می‌گیرد.

هر یک از این دستگاه‌ها شرایط عملیاتی متفاوتی دارند. فرمانتور برای تخمیر و فرآوری مواد غذایی در شرایط مطلوبی از جمله دما، فشار، pH و تهویه گاز عمل می‌کند. بیو راکتور نیز شرایط مناسبی برای رشد و تکثیر سلول‌ها و میکروارگانیسم‌ها، نیازمندی هوادهی، تغذیه محیط کشت و دما دارد. راکتور سنتز مواد آلی نیز شرایط واکنش شیمیایی، دما، فشار و نوع کاتالیزورهای مورد استفاده را نیاز دارد.

فرمانتور بیشتر برای تولید محصولات غذایی مانند پنیر، لبنیات، نان و سس‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. بیو راکتور بیشتر برای تولید محصولات بیولوژیکی مانند آنزیم‌ها، واکسن‌ها و آنتی‌بیوتیک‌ها استفاده می‌شود. راکتور سنتز مواد آلی برای تولید مواد شیمیایی آلی مانند پلیمرها، رنگ‌ها و داروها استفاده می‌شود.

راکتور سنتز مواد آلی به طور کلی ساختاری پیچیده‌تری دارد. دلیل این امر این است که راکتورهای سنتز مواد آلی برای تولید مواد شیمیایی آلی از واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌کنند که ممکن است شرایط واکنش، مواد و کاتالیزورهای پیچیده‌تری را نیاز داشته باشند. همچنین، فرآیندهای شیمیایی معمولاً دارای پیچیدگی‌های مختلفی مانند مکانیسم‌های واکنش و شرایط عملیاتی متنوع هستند.

از سوی دیگر، فرمانتورها و بیو راکتورها با استفاده از فرآیندهای بیولوژیکی که به طور طبیعی در سلول‌ها و میکروارگانیسم‌ها رخ می‌دهند، عمل می‌کنند. این فرآیندها در برخی موارد ممکن است به عنوان ساده‌ترین روش‌های تولید محصولات بیولوژیکی محسوب شوند. به طور کلی، پیچیدگی ساختاری به میزان مراحل و فرآیندهای مورد نیاز برای تولید محصول، شرایط عملیاتی و نیاز به کنترل واکنش‌ها بستگی دارد. در نتیجه، راکتور سنتز مواد آلی به دلیل استفاده از واکنش‌های شیمیایی و پیچیدگی‌های مرتبط با آن‌ها، معمولاً دارای ساختاری پیچیده‌تری است.

شباهت ها

این سه دستگاه (فرمانتور، بیو راکتور و راکتور سنتز مواد آلی) برخی اشتراکات و شباهت‌هایی نیز دارند زیرا هر سه دستگاه به منظور تولید محصولاتی مورد استفاده در صنایع مختلف طراحی شده‌اند. عناصری مانند مخزن، سیستم تهویه، نازل‌ها و خروجی‌ها، سیستم میکس و همزن، سیستم گرمایش و سرمایش و سیستم‌های کنترل از جمله اجزا مشترکی هستند که در هر سه آنها استفاده می شود. مهمترین این شباهت ها عبارتند از:

1. این سه دستگاه معمولاً به صورت یک  مخزن تحت فشار  با سیستم‌های ورودی و خروجی طراحی می‌شوند. ظاهر آن‌ها معمولاً شبیه به یک تانک یا مخزن است و بسته به نیازهای فرآیند، می‌توانند اندازه و شکل متفاوتی داشته باشند. این مخازن معمولاً از جنس استنلس استیل یا مواد مقاوم دیگری ساخته شده‌اند تا بتوانند فشار و شرایط عملیاتی را تحمل کنند.
2. اغلب فرمانتورها، بیو راکتورها و راکتورهای سنتز مواد آلی از مواد مقاوم در برابر شرایط عملیاتی مانند فلزات استفاده می‌کنند. برای مقابله با شرایط شیمیایی و فیزیکی شدید، از موادی مانند فولاد ضدزنگ، استنلس استیل یا مواد پلیمری مقاوم در برابر خوردگی استفاده می‌شود.
3. طراحی این سه دستگاه به منظور انجام فرآیندهای مختلف تولید و مدیریت شرایط عملیاتی صورت می‌گیرد. این طراحی‌ها می‌توانند شامل مکانیسم‌های مختلفی مانند تراکم‌سنج‌ها، خنک‌کننده‌ها، هوادهی‌ها و سیستم‌های مختلف کنترل باشند.
4. تمام سه دستگاه نیازمند کنترل دقیق شرایط عملیاتی هستند تا فرآیند تولید به خوبی پیش رود. شرایطی مانند دما، pH، فشار، تهویه هوا و غیره باید به درستی تنظیم شوند تا بهره‌وری بالا و کیفیت محصول بهینه را به دست آورند. در هر سه دستگاه، کنترلرها و سیستم‌های کنترل برای کنترل و نظارت بر شرایط عملیاتی استفاده می‌شوند. این شامل سنسورها، ترانسمیترها، پنل‌های کنترل و سیستم‌های اتوماسیون می‌شود.
5. هر سه دستگاه برای ساخت و طراحی خود از استانداردهای مشابهی استفاده می‌کنند. این استانداردها ممکن است شامل نکاتی مانند اندازه‌گیری واحدها، استفاده از متریال‌های مقاوم و ایمن، نحوه نصب و نگهداری و غیره باشد.
6. در این سه دستگاه، سیستم تهویه برای تأمین هوای تازه و اکسیژن به فرآیند و همچنین حذف گازهای اضافه استفاده می‌شود. این سیستم شامل قسمت‌هایی مانند فن، فیلترها و تجهیزات مربوط به تهویه می‌شود.
7. نازل‌ها و خروجی‌ها برای ورود و خروج مواد و محصولات در هر سه دستگاه مشترک هستند. این نازل‌ها می‌توانند برای تزریق محلول‌ها، جریان سلولی، جریان هوا و غیره استفاده شوند.
8. در هر سه دستگاه، سیستم میکس و همزن برای مخلوط کردن و افزایش تماس مواد مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سیستم شامل میکسرها،  همزن‌ها و سیستم‌های مربوط به ترکیب و مخلوط کردن مواد است.
9. در فرآیندهای صنعتی، سیستم‌های گرمایش و سرمایش برای کنترل دما و حفظ شرایط مطلوب استفاده می‌شوند. همه سه دستگاه نیز ممکن است شامل سیستم‌های گرمایش و سرمایش برای حفظ دما و شرایط مناسب درون مخزن باشند.