Características do reator em lote, peças, aplicações

Ele Reator em lote ou descontínuo é um tipo de reator químico no qual os reagentes, o meio e os catalisadores são carregados no início do processo, permitindo que a reação passe até que sua conclusão. Então os produtos do reator são retirados. Dessa forma, o reator é capaz de iniciar um novo ciclo operacional.

O reator de lote pode ser comparado em sua operação em uma panela de pressão. A comida é colocada na panela, a tampa está fechada e o processo de cozimento começa, o que nada mais é do que um processo químico. Quando o cozimento da comida é concluído, a tampa da panela é aberta e a retirada deles começa.

Design e partes de um reator de lote. Fonte: Echis na Wikipedia Inglês, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Comparados aos reatores contínuos, os reatores em lote têm a vantagem de seu custo de versatilidade e instalação; Embora seu custo operacional seja maior.

Os reatores em lote têm seu maior uso em laboratórios de pesquisa, no desenvolvimento de novos produtos, bem como nas indústrias alimentares e farmacêuticas. Isso ocorre porque essas indústrias fabricam vários produtos, sendo capaz de usar um reator em lote, alternativamente, para cada lote em processo.

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Características do reator em lote

Carga descontínua

O reator de lote funciona para cargas descontínuas, ou seja, que os diferentes componentes do processo químico (reagentes) são introduzidos, permitindo que reações químicas ocorram.

Depois de um certo tempo, os produtos são removidos antes de iniciar um novo processo químico. Os produtos de retirada se formariam muito, um para cada carga de reagente.

Sistema fechado

Uma conseqüência do exposto acima é concluir que o reator em lote opera como um sistema fechado; isto é, durante a realização de um processo químico no reator, não há renda ou saída de substâncias.

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Estado não estacionário

O reator opera em um estado não estacionário, uma vez que a composição química de seu interior varia com o tempo. A concentração dos reagentes diminui, enquanto aumenta a dos produtos. Não seria assim se novos reagentes fluirem constantemente para ele.

Operação flexível

O reator de lote é muito flexível em sua operação; portanto, um determinado equipamento pode ser usado para diferentes fins ou aplicações.

Custos relativos

O custo de compra e instalação de um reator Bach é menor que a despesa de um reator contínuo. No entanto, o custo operacional do reator em lote é maior, causado pela intermitência em sua operação e que em alguns casos requer a intervenção de um operador.

Fases de reação

O reator em lote é preferencialmente usado com reagente químico de fase líquida. Mas também pode ser usado em reações que envolvem fases sólidas e gasosas, bem como nas misturas de fases, como líquido-sólido, líquido-gasosos, etc.

Pequenas escalas

O reator em lote é preferencialmente usado em operações de escala pequena e pesquisa científica. Na indústria, tem a dificuldade da variabilidade de um lote para outro, e também a dificuldade a produzir em larga escala.

Partes de um reator de lote

Tigela

O reator de lote consiste em um recipiente, geralmente de aço inoxidável, que em alguns casos pode ser coberto com porcelana. O recipiente do reator apresenta na tampa que a fecha, no topo, orifícios onde os reagentes do processo químico entram no reator.

Da mesma forma, geralmente apresenta uma saída para líquidos ou produtos dos processos químicos experimentados no reator. Além disso, o recipiente possui saídas para vapores e gases produzidos em reações e deve ser removido para evitar um aumento na pressão.

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Engine de agitação

Reatores em lote presentes em sua tampa Um motor, equipado com um sistema de transmissão, que permite o movimento de um sistema de agitação, capaz de manter o conteúdo de reator homogêneo durante as reações.

Este sistema de agitação consiste em um eixo, conectado ao motor e um conjunto de eixos ligados ao eixo, cujas formas dependem do conteúdo do reator. As paletas são dispostas de tal maneira que o diâmetro que eles formam está próximo do diâmetro interno do reator.

Os reatores em lote geralmente estão equipados com um sistema de defletor. Isso consiste em placas juntamente com as paredes dos reatores e que são impactados pelo conteúdo dos contêineres mobilizados pelo sistema de agitação, alcançando assim um maior grau de homogeneização.

Sistema de aquecimento ou refrigeração

Reações químicas que ocorrem em reatores podem ser endotérmicas ou exotérmicas. Portanto, para que as reações ocorram sem uma variação da temperatura dentro dos reatores, sua temperatura deve ser regulada.

Para esse fim, os recipientes do reator são cercados por uma capa em forma de jaqueta, conectada a um sistema de aquecimento ou resfriamento, conforme o caso, o que permite a circulação de fluidos para a manutenção de uma temperatura constante.

Esta condição é necessária para o desempenho ideal dos processos químicos. Em alguns casos, o resfriamento do conteúdo do interior do reator é alcançado usando um sistema de tubo em espiral, conectado às paredes dos recipientes do reator.

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Formulários

O reator de lote é usado na produção industrial em pequena escala, em pesquisa científica em estudos de calorimetria, em cristalização, cinética, polimerização e síntese. Também é usado no desenvolvimento de novos produtos.

Este reator é usado na indústria farmacêutica, onde numerosos medicamentos são feitos. Também é usado no início da fermentação de algumas bebidas.

É usado na elaboração de polies e poliglicóis, polímeros usados ​​como bases de tinta, para a elaboração de moldes, adesivos, revestimentos, selantes, isoladores de tubos e câmeras de geladeira. Além disso, é usado na sulfonação de hidrocarbonetos aromáticos e em combustão sólida.

Os reatores em lote também são usados ​​na produção em pequena escala de homopolímeros de vinil a baixa temperatura. O reator tem sido usado na produção de hidrogênio de origem biológica a partir de resíduos sólidos.

Esses reatores têm se beneficiado no processamento de materiais tóxicos ou de alto risco.

Referências

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