Caratteristiche del reattore batch, parti, applicazioni

Lui Reattore batch o discontinuo è un tipo di reattore chimico in cui i reagenti, il mezzo e i catalizzatori vengono caricati all'inizio del processo, consentendo la reazione al completamento. Quindi i prodotti del reattore vengono ritirati. In questo modo il reattore è in grado di avviare un nuovo ciclo operativo.

Il reattore batch può essere confrontato nel suo funzionamento in un vaso di pressione. Il cibo è posto nella pentola, il coperchio è chiuso e inizia il processo di cottura, che non è altro che un processo chimico. Quando la cottura del cibo è completata, il coperchio della pentola viene aperto e inizia il ritiro di essi.

Design e parti di un reattore batch. Fonte: Echis at English Wikipedia, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Rispetto ai reattori continui, i reattori batch hanno il vantaggio della loro versatilità e costi di installazione; Sebbene il suo costo operativo sia più elevato.

I reattori batch hanno il loro massimo utilizzo nei laboratori di ricerca, nello sviluppo di nuovi prodotti, nonché nelle industrie alimentari e farmaceutiche. Questo perché queste industrie producono numerosi prodotti, essendo in grado di utilizzare un reattore batch, in alternativa, per ogni lotto in corso.

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Caratteristiche del reattore batch

Carico discontinuo

Il reattore batch funziona per cariche discontinue, ovvero che vengono introdotti i diversi componenti del processo chimico (reagenti), consentendo le reazioni chimiche.

Dopo un certo tempo, i prodotti vengono rimossi prima di iniziare un nuovo processo chimico. I prodotti di astinenza si formerà molto, uno per ogni carico di reagente.

Sistema chiuso

Una conseguenza di quanto sopra è quella di concludere che il reattore batch opera come un sistema chiuso; Cioè, durante la realizzazione di un processo chimico nel reattore, non vi è alcun reddito o uscita delle sostanze.

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Stato non stazionario

Il reattore opera in uno stato non stazionario, poiché la composizione chimica del suo interno varia nel tempo. La concentrazione dei reagenti diminuisce, aumentando quella dei prodotti. Questo non sarebbe così se i nuovi reagenti fluttuano costantemente verso di lui.

Operazione flessibile

Il reattore batch è molto flessibile nel suo funzionamento, quindi una determinata apparecchiatura può essere utilizzata per scopi o applicazioni diversi.

Costi relativi

Il costo di acquisto e installazione di un reattore Bach è inferiore alla spesa di un reattore continuo. Tuttavia, il costo operativo del reattore batch è maggiore, causato dall'intermittenza nel suo funzionamento e che in alcuni casi richiede l'intervento di un operatore.

Fasi di reazione

Il reattore batch viene preferibilmente usato con reagente chimico in fase liquida. Ma può anche essere usato in reazioni che coinvolgono fasi solide e gassose, nonché in miscele di fasi, come liquido-solido, liquido-gassoso, ecc.

Scale piccole

Il reattore batch è preferibilmente utilizzato nelle operazioni di piccola scala e nella ricerca scientifica. Nel settore ha la difficoltà della variabilità di un lotto a un altro, e anche la difficoltà di produrre su larga scala.

Parti di un reattore batch

Ciotola

Il reattore batch è costituito da un contenitore, di solito in acciaio inossidabile, che in alcuni casi può essere coperto con porcellana. Il contenitore del reattore si presenta nel coperchio che lo chiude, nella parte superiore, i fori in cui i reagenti del processo chimico entrano nel reattore.

Allo stesso modo, di solito presenta un'output per liquidi o prodotti dei processi chimici sperimentati nel reattore. Inoltre, il contenitore ha output per vapori e gas prodotti nelle reazioni e deve essere rimosso per evitare un aumento dell'assunzione di pressione.

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Motore di agitazione

Reattori batch presenti sul loro coperchio un motore, dotato di un sistema di trasmissione, che consente il movimento di un sistema di agitazione, in grado di mantenere il contenuto di reattori omogeneo durante le reazioni.

Questo sistema di agitazione è costituito da un asse, collegato al motore e un insieme di asse collegati all'asse, le cui forme dipendono dal contenuto del reattore. I paletti sono disposti in modo tale che il diametro che formano sia vicino al diametro interno del reattore.

I reattori batch sono generalmente dotati di un sistema di deflettore. Questo consiste in piastre insieme alle pareti dei reattori e che sono influenzate dal contenuto dei contenitori mobilitati dal sistema di agitazione, ottenendo così un maggiore grado di omogeneizzazione.

Sistema di riscaldamento o raffreddamento

Le reazioni chimiche che si verificano nei reattori possono essere endotermiche o esotermiche. Pertanto, affinché le reazioni si verifichino senza una variazione della temperatura all'interno dei reattori, la loro temperatura deve essere regolata.

A tal fine, i contenitori del reattore sono circondati da una copertura a forma di giacca, collegata a un sistema di riscaldamento o raffreddamento, a seconda dei casi, che consente la circolazione di fluidi per il mantenimento di una temperatura costante.

Questa condizione è necessaria per le prestazioni ottimali dei processi chimici. In alcuni casi, il raffreddamento del contenuto dell'interno del reattore si ottiene utilizzando un sistema a tubo a spirale, attaccato alle pareti dei contenitori del reattore.

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Applicazioni

Il reattore batch è utilizzato nella produzione industriale su piccola scala, nella ricerca scientifica in studi di calorimetria, in cristallizzazione, cinetica, polimerizzazione e sintesi. Viene anche utilizzato nello sviluppo di nuovi prodotti.

Questo reattore viene utilizzato nell'industria farmaceutica in cui vengono fatti numerosi farmaci. Viene anche usato nell'iniziazione della fermentazione di alcuni drink.

Viene utilizzato nell'elaborazione di polies e poliglicoli, polimeri che vengono utilizzati come basi di vernice, per l'elaborazione di stampi, adesivi, rivestimenti, sigillanti, isolanti di tubi e telecamere. Inoltre, viene utilizzato in solfonazione di idrocarburi aromatici e nella combustione solida.

I reattori batch sono utilizzati anche nella produzione di piccoli omopolimeri a bassa temperatura. Il reattore è stato utilizzato nella produzione di idrogeno di origine biologica dai rifiuti solidi.

Questi reattori hanno beneficiato della lavorazione di materiali tossici o ad alto rischio.

Riferimenti

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