Un reactor discontinuo de volumen constante es un tipo de reactor en el que los reactivos se añaden al reactor y se dejan reaccionar durante un tiempo fijo sin ninguna alimentación adicional.
A continuación, se retiran los productos y se puede repetir el proceso.
Este reactor se considera ideal debido a su supuesto de volumen constante y sistema bien mezclado, lo que simplifica los cálculos y sirve como paso de aprendizaje para reactores más complejos.
5 puntos clave para entender el funcionamiento y las ventajas de un reactor discontinuo de volumen constante
1. Funcionamiento
En un reactor discontinuo de volumen constante, todos los reactivos se cargan inicialmente en el reactor.
A continuación, el reactor se cierra herméticamente y la reacción se produce en condiciones controladas de temperatura, presión y, posiblemente, agitación.
Una vez que la reacción se completa o alcanza un punto final predeterminado, se retiran los productos y se limpia el reactor para el siguiente lote.
2. Supuestos ideales
Se supone que el reactor mantiene un volumen constante durante todo el proceso de reacción.
Esta suposición es crucial para simplificar el modelado matemático de la cinética de reacción y la transferencia de calor dentro del reactor.
Además, se supone que el sistema está bien mezclado, lo que significa que la concentración y la temperatura son uniformes en todo el reactor en cualquier momento dado.
3. Versatilidad y uso
Los reactores discontinuos son muy versátiles, ya que pueden utilizarse para una gran variedad de reacciones y procesos sin necesidad de romper la contención entre diferentes operaciones.
Esto los hace especialmente útiles para manipular compuestos tóxicos o altamente reactivos.
Se utilizan habitualmente en la producción a pequeña escala y para procesos como la fermentación, la fabricación de pasta de papel y la producción de enzimas.
4. Comparación con el reactor continuo de tanque agitado (CSTR)
A diferencia de los reactores discontinuos, los CSTR funcionan de forma continua con un flujo constante de entrada de reactivos y salida de productos.
Los CSTR están diseñados para mantener un estado constante mediante la agitación continua de los reactivos para garantizar unas condiciones uniformes.
Los reactores discontinuos, por el contrario, no alcanzan un estado constante y requieren un control más dinámico de condiciones como la temperatura y la presión.
5. Diseño y construcción
El tamaño de los reactores discontinuos puede variar entre menos de 1 litro y más de 15.000 litros.
Suelen construirse con materiales como acero, acero inoxidable, acero recubierto de vidrio, vidrio o aleaciones exóticas para soportar las condiciones químicas y físicas de las reacciones.
Están equipados con puertos para la carga de reactivos, la descarga de productos y la monitorización de las condiciones, y pueden incluir características como intercambiadores de calor o sistemas de agitación para controlar las condiciones de reacción.
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