Reactor quimico

Un reactor químico es un equipo en cuyo interior tiene lugar una reacción química, estando éste diseñado para maximizar la conversión y selectividad de la misma 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. El diseño de un reactor químico requiere conocimientos de termodinámica, cinéticaquímica, transferencia de masa y energía, así como de mecánica de fluidos; balances de materia y energía son necesarios. Por lo general se busca conocer el tamaño y tipo de reactor, así como el método de operación, además en base a los parámetros de diseño se espera poder predecir con cierta certidumbre la conducta de un reactor ante ciertas condiciones, por ejemplo un salto en escalón en lacomposición de entrada.
Índice
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1 Tipos de reactores químicos
1.1 Según el modo de operación
1.2 Según el tipo de flujo interno
1.3 Según las fases que albergan
2 Reactor Batch
3 Reactor continuo tipo tanque agitado (CSTR)
4 Reactores en flujo pistón (PFR)
5 Reactores heterogéneos
6 Reactor catalítico
7 Reactores no ideales
8 Véase también
9 Referencias
[editar]Tipos dereactores químicos
Existen varias formas de clasificarlos:
[editar]Según el modo de operación
Reactores discontinuos: son aquellos que trabajan por cargas, es decir se introduce una alimentación, y se espera un tiempo dado, que viene determinado por la cinética de la reacción, tras el cual se saca el producto.
Reactores continuos: son todos aquellos que trabajan de forma continua.
[editar]Según eltipo de flujo interno
Reactores ideales: suelen ser descritos con ecuaciones ideales sencillas y no consideran efectos físicos más complejos o perturbaciones pequeñas.
Reactores no ideales: consideran el patrón de flujo, la existencia de zonas muertas dentro del reactor donde el material no circula, además consideran una dinámica de fluidos más compleja, suelen describirse conociendo la cinéticade las reacciones, la RTD (distribución de edad del fluido) del flujo, el tipo de mezclado pudiendo ser este tardío o inmediato, y conociendo si el tipo de fluido es micro o macro fluido.
[editar]Según las fases que albergan
Reactores homogéneos: tienen una única fase, líquida o gas.
Reactores heterogéneos: tienen varias fases, gas-sólido, líquido-sólido, gas-líquido, gas-líquido-sólido.Idealmente, pueden suponerse tres tipos de reactores homogéneos:
[editar]Reactor Batch


símbolo reactor Batch


Vista de un recipiente de agitación esmaltado
Trabajan en estado no estacionario y el más sencillo sería un tanque agitado. Este reactor tiene la ventaja de que su costo de instrumentación es bajo, además de ser flexible en su uso (se le puede detener de modo fácil y rápido). Tienela desventaja de un elevado costo en su funcionamiento y de mano de obra debido a la gran cantidad de tiempo que se pasa parado debido a la carga, descarga y limpieza; Además no siempre es posible implementar un sistema de control adecuado. Este reactor suele usarse en pequeñas producciones o pruebas piloto. Asumiendo que en un reactor BR la composición es uniforme en cualquier instante ybasándose en la selección de un componente limitante; Las ecuaciones de diseño para este tipo de reactor en estado estacionario se deducen de la siguiente forma (se toma como ejemplo la especie molar A):

1





Siendo V el volumen del fluido en el reactor y  la velocidad de reacción para el componente limitante. Evaluando los términos de la ecuación anterior se puede calcular el tiempo deresidencia necesario para alcanzar la conversión deseada.







donde X representa la conversión lograda y está relacionada con la concentración, están relacionadas por:


X toma un valor entre 0 y 1

Para aquellas reacciones en las que el volumen de la mezcla cambia proporcionalmente a la conversión la ecuación se transforma en



Siendo  una constante representativa del cambio del...