Reactor químico

Reactores químicos
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Concepto:reactor químico , se define como un equipo en cuyo interior se desarrolla una reacción química.

Reactor químico es un equipo en cuyo interior tiene lugar una reacción química diseñado para maximizar la conversión y la selectividad de esa reacción con el menor coste posible. Si la reacción química es catalizada por una enzima purificada o por el organismo que la contiene, se habla de biorreactores.

Diseño de un reactor químico

El diseño de un reactor químico requiere conocimientos de termodinámica, cinética química, transferencia de masa y energía, mecánica de fluidos y tener en cuenta los costos. Por lo general se busca conocer el tamaño y el tipo de reactor, así como el método de operación. Además, con base en los parámetros de diseño se espera poder predecir con alguna certidumbre la conducta de un reactor ante ciertas condiciones; por ejemplo, un salto en escalón en la composición de entrada. Dentro de la termodinámica utilizada hay que tener en cuenta el calor de reacción, que es el calor absorbido o desprendido durante la reacción. Esto determina la extensión máxima posible de reacción. Si el cambio entálpico es menor a cero, entonces la reacción es exótermica por lo que desprende calor. Si el cambio entálpico es mayor a cero, entonces la reacción es endotérmica por lo que absorbe calor.

Funciones de los reactores químicos

  • Asegurar el tipo de contacto o modo de fluir de los reactantes en el interior del tanque, para conseguir una mezcla deseada con los materiales reactantes.
  • Proporcionar el tiempo suficiente de contacto entre las sustancias y con el catalizador, para conseguir la extensión deseada de la reacción.
  • Permitir condiciones de presión, temperatura y composición de modo que la reacción tenga lugar en el grado y a la velocidad deseada, atendiendo a los aspectos termodinámicos y cinéticos de la reacción.

Clasificación de los Reactores Químicos según tipo de reactor

Se clasifican según:

  • Modo de operación
  • Tipo de flujo interno
  • Fases que albergan

Importancia de los Reactores Químicos

Los reactores químicos se utilizan en procesos como disolución de sólidos, mezcla de productos, destilación, cristalización, extracción líquido-líquido, polimerización, etc. Existen reactores químicos para la industria química, industria farmacéutica, etc. También, se les puede nombrar de acuerdo a la función que realizan como mezcladores o cristalizadores. Los reactores químicos se pueden encontrar con camisa, con serpentín, reactores de alta presión y hasta autoclaves adaptados para un proceso en específico.

Ventajas de los Reactores Químicos

Existe una amplia gama de reactores a elegir, se pueden encontrar de acero inoxidable y acero al carbono, se adaptan en infraestructura de medios personales, de maquinaria y de sistemas. Adicionalmente, también se les puede dotar de válvulas, conexiones, tuberías y sistemas de automatización de acuerdo a las necesidades. Por ejemplo; los reactores con camisa o con serpentín pueden servir para refrigerar o calentar reacciones endotérmicas o exotérmicas. A estos reactores con camisa se les conoce como encamisados, que como su nombre lo dice, tienen una camisa que rodea al tanque principal. La cual sirve para controlar la temperatura (circulación de un medio frío o caliente a través de dicha camisa) mientras se lleva a cabo la reacción, sirven para calentar por debajo de 150ºC y su capacidad puede ser de 500–60,000 litros. Los reactores con serpentín se utilizan para controlar la temperatura de los reactivos, a través de la circulación de refrigerantes o calefactores, por el interior de un serpentín que rodea al tanque principal. Son ideales para un transferencia media de calor, donde la temperatura del calefactor tendría que ser mayor a 150ºC.

Fuentes

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