Kiinteäfaasibioreaktorit

Kiinteäfaasibioreaktorit, tunnetaan myös nimellä solid-state bioreaktorit tai SSR:t, ovat prosessilaitteita, joissa mikrobitoiminta tapahtuu lähes kuivassa tai vähäisessä nestefaasissa. Toisin kuin perinteisissä upotetuissa bioreaktoreissa, joissa mikrobit kasvavat nestemäisessä kasvualustassa, kiinteäfaasibioreaktoreissa mikrobit kasvavat kiinteällä alustalla, kuten agglomeraateilla, hiukkasilla tai kalvoilla. Nestettä on yleensä läsnä vain riittävästi ravintoaineiden kuljetukseen ja jätteiden poistoon, eikä se muodosta jatkuvaa faasia.

Näitä reaktoreita käytetään monenlaisissa sovelluksissa, kuten entsyymien tuotannossa, elintarvikkeiden fermentoinnissa, kompostoinnissa ja jätevedenkäsittelyssä. Erityisesti ne soveltuvat hyvin aerobisiin prosesseihin, joissa happea tarvitaan tehokkaasti. Kiinteäfaasibioreaktoreiden etuja ovat muun muassa korkeampi tuotteen pitoisuus, vähäisempi vedenkulutus ja pienemmät prosessointikustannukset verrattuna upotettuihin järjestelmiin.

Kiinteäfaasibioreaktorien suunnittelu vaihtelee suuresti sovelluksen ja käsiteltävän materiaalin mukaan. Yleisiä tyyppejä ovat kontitetut (packed-bed) reaktorit, pyörivät rumpureaktorit ja liikkuvakerrosreaktorit. Keskeisiä haasteita kiinteäfaasibioreaktorien käytössä ovat lämpötilan ja kosteuden hallinta sekä riittävän kaasunvaihdon varmistaminen koko biomassakerroksessa. Näiden tekijöiden optimointi on ratkaisevan tärkeää tehokkaan ja onnistuneen bioprosessin kannalta.