Quels sont les modèles de réacteurs chimiques en verre ?

Les réacteurs chimiques sont considérés comme le cœur de tous les processus chimiques. La cuve d'un réacteur chimique est un volume fermé qui permet à une réaction chimique de se produire. Sa conception permet de traiter de nombreux aspects du génie chimique, notamment l'évaporation, le mélange, le chauffage ainsi que le refroidissement du condensat. Avec un réacteur chimique en verre, vous pouvez contrôler des conditions telles que la pression et la température afin de créer un environnement idéal pour une réaction chimique.

Les ingénieurs chimistes conçoivent les réacteurs chimiques de manière à maximiser la valeur actuelle nette d'une réaction donnée. Ils s'assurent que la réaction se déroule avec un maximum d'efficacité vers le produit désiré en donnant les rendements les plus élevés et, en même temps, en exigeant le moins d'argent pour l'achat et le fonctionnement.

Quelles sont les conceptions de Réacteur chimique en verre?
conception d'un réacteur chimique
La conception d'un réacteur chimique en verre comprend un mécanisme qui permet de réguler la pression et la température. Les composants chimiques sont soumis à une condition donnée pour assurer le bon fonctionnement des composants qui sont impliqués dans la réaction chimique particulière. Voici quelques-unes des considérations relatives à la conception :

- Contrôles.
Les réactifs sont enfermés dans un récipient qui contient les réactifs chimiques. Les réactifs sont soumis à différentes conditions optimales qui garantissent les meilleures réactions chimiques. Par exemple, les chimistes peuvent fournir des activateurs, notamment des enzymes, qui accéléreront la vitesse de la réaction.

- Valves de décharge.
Ils sont inclus dans la partie des contrôles. Lorsque les réactifs passent par les différentes conditions de réaction, leur volume augmente. Cette augmentation de volume doit être contrôlée par les vannes de décharge. Des mesures de sécurité doivent être prises lors de l'utilisation des vannes de décharge pour éviter les accidents.

- Régulation de la température.
Pour qu'une réaction chimique se déroule rapidement, il faut tenir compte du contrôle de la température. La conception d'un réacteur chimique doit intégrer ce mécanisme. Un grand avantage est que les réacteurs chimiques modernes disposent de systèmes automatisés qui garantissent que le processus de régulation de la température est rapide et facile.

Les différents types de réacteurs chimiques
Vous trouverez ci-dessous les différents modèles de réacteurs chimiques.

réacteur chimique différent
1. Réacteur discontinu.
Il s'agit du type de réacteur discontinu le plus simple, dans lequel les matériaux sont introduits dans le réacteur discontinu, puis la réaction progresse avec le temps. La réaction dans un réacteur discontinu n'atteint pas un état d'équilibre, d'où l'importance du contrôle de la pression et de la température. Pour cette raison, les réacteurs discontinus sont équipés de ports pour les capteurs ainsi que pour l'entrée et la sortie des matériaux.

Les réacteurs discontinus sont utilisés pour la production à petite échelle ainsi que pour les réactions avec des matériaux biologiques, comme la production d'enzymes. Les réacteurs discontinus sont également utilisés par les scientifiques pour réaliser des processus contrôlés dans un petit environnement, avant de décider s'ils doivent être déployés pour une production à grande échelle.

2. Continu Réacteur à réservoir agité.
Dans le CSTR, les réactions ont lieu dans plusieurs canaux, et un ou plusieurs réactifs sont chargés dans un réacteur en cuve qui est agité à l'aide d'une turbine pour garantir le bon mélange des réactifs. Si l'on divise le volume du réservoir par le débit volumétrique moyen du réservoir, on obtient le temps nécessaire pour traiter un volume de fluide. En outre, si vous utilisez la cinétique chimique, vous pouvez calculer le pourcentage d'achèvement prévu de la réaction.

Il y a des aspects importants à prendre en compte lors de l'utilisation du CSTR.

En régime permanent, le débit massique d'entrée doit être égal au débit de sortie pour éviter que le réservoir ne déborde ou ne se vide.
La réaction se déroule avec la vitesse de réaction qui est associée au résultat final puisque l'on suppose que la concentration est homogène tout au long de la réaction.
Il est économique de faire fonctionner plusieurs CSTR en série car cela permet au premier CSTR de fonctionner à une concentration de réactif plus élevée, donc à une vitesse de réaction plus élevée.
3. Réacteur à écoulement piston.
Dans le réacteur PFR, un ou plusieurs réactifs sont pompés dans un tube, et la réaction chimique progresse au fur et à mesure que les réactifs traversent le réacteur à écoulement piston. Dans ce type de réacteur, les vitesses de réaction créent un gradient en fonction de la distance parcourue. À l'entrée, la concentration des réactifs est élevée, mais comme la concentration du produit augmente et que la concentration des réactifs diminue, la réaction ralentit.

Il y a plusieurs aspects que vous devez connaître en matière de PFR :

Les réactifs peuvent être introduits dans le réacteur à écoulement piston à d'autres endroits que l'entrée. Cela peut garantir une plus grande efficacité et réduire le coût du PFR.
La conception du PFR suppose qu'il n'y a pas de mélange axial ; ainsi, tout élément du fluide qui se déplace à travers le réacteur ne se mélangera pas avec le fluide en aval ou en amont, d'où le terme "écoulement piston".
Le réacteur à écoulement piston a un rendement supérieur à celui d'un réacteur à réservoir agité continu de même volume.