Apa Saja Desain Reaktor Kaca Kimia?

Reaktor kimia dianggap sebagai jantung dari semua proses kimia. Bejana reaktor kimia adalah volume tertutup yang memungkinkan terjadinya reaksi kimia. Ini memiliki desain yang berhubungan dengan banyak aspek teknik kimia termasuk penguapan, pencampuran, pemanasan serta pendinginan kondensat. Dengan reaktor kaca kimia, Anda dapat mengontrol kondisi seperti tekanan dan suhu untuk menciptakan lingkungan yang ideal untuk reaksi kimia.

Para insinyur kimia merancang reaktor kimia dengan cara yang akan memaksimalkan nilai bersih sekarang dari reaksi yang diberikan. Mereka memastikan bahwa reaksi berlangsung dengan efisiensi maksimum menuju produk yang diinginkan, memberikan hasil tertinggi dan, pada saat yang sama, membutuhkan jumlah uang yang paling sedikit untuk membeli dan mengoperasikannya.

What Are the Designs of Chemical Glass Reactor?
chemical reactor design
Desain reaktor gelas kimia mencakup mekanisme yang akan mengatur tekanan dan suhu. Komponen kimia dikenakan pada kondisi tertentu untuk memastikan kerja yang tepat dari komponen yang terlibat dalam reaksi kimia tertentu. Beberapa pertimbangan desain adalah:

- Kontrol.
Reaktan-reaktan tersebut dimasukkan ke dalam bejana yang menampung pereaksi kimia. Reagen-reagen tersebut mengalami berbagai kondisi optimal yang menjamin reaksi kimia terbaik. Misalnya, ahli kimia dapat menyediakan aktivator, termasuk enzim yang akan mempercepat laju reaksi.

- Katup Pembuangan.
Mereka termasuk dalam bagian kontrol. Ketika reagen melewati kondisi reaksi yang berbeda, volumenya meningkat. Volume yang meningkat ini harus dikontrol melalui katup pelepasan. Langkah-langkah keamanan harus dimasukkan saat menggunakan katup pembuangan untuk mencegah kecelakaan.

- Pengaturan Suhu.
Agar reaksi kimia berlangsung cepat, maka Anda harus mempertimbangkan kontrol suhu. Desain reaktor kimia harus memasukkan mekanisme ini. Keuntungan besar adalah bahwa reaktor kimia modern memiliki sistem otomatis yang memastikan proses pengaturan suhu cepat dan mudah.

Jenis Reaktor Kimia yang Berbeda
Di bawah ini adalah berbagai desain reaktor kimia.

reaktor kimia yang berbeda
1. Reaktor Batch.
Ini adalah jenis reaktor batch yang paling sederhana di mana bahan diisikan ke dalam reaktor batch kemudian reaksi berlangsung seiring dengan waktu. Reaksi dalam reaktor batch tidak mencapai kondisi tunak sehingga kontrol tekanan dan suhu sangat penting. Karena faktor ini, reaktor batch memiliki port untuk sensor serta input dan output material.

Reaktor batch digunakan dalam produksi skala kecil serta reaksi dengan bahan biologis seperti produksi enzim. Reaktor batch juga digunakan oleh para ilmuwan untuk melakukan proses terkontrol dalam lingkungan kecil, dan kemudian dapat diputuskan apakah akan digunakan pada produksi skala besar.

2. Continuous Stirred-Tank Reactor.
Dalam CSTR, reaksi berlangsung dalam beberapa saluran, dan satu atau lebih reagen dimasukkan ke dalam reaktor tangki yang diaduk menggunakan impeller untuk menjamin pencampuran reagen yang tepat. Bila volume tangki dibagi dengan laju aliran volumetrik rata-rata ke tangki, maka Anda mendapatkan waktu yang diperlukan untuk memproses satu volume cairan. Selanjutnya, jika Anda menggunakan kinetika kimia, maka Anda dapat menghitung persentase penyelesaian reaksi yang diharapkan.

Ada aspek-aspek penting yang perlu dipertimbangkan ketika menggunakan CSTR.

Pada kondisi tunak, laju aliran massa masuk harus sama dengan laju aliran keluar untuk mencegah tangki meluap atau kosong.
Reaksi berlangsung dengan laju reaksi yang dikaitkan dengan output akhir karena asumsinya adalah bahwa konsentrasi homogen di seluruh reaksi.
Adalah ekonomis untuk mengoperasikan beberapa CSTR secara seri karena memungkinkan CSTR pertama berfungsi pada konsentrasi reagen yang lebih tinggi, sehingga laju reaksi lebih tinggi.
3. Pasang Reaktor Aliran.
Dalam reaktor PFR, satu atau lebih reagen dipompa melalui tabung, dan reaksi kimia berlangsung saat reagen berjalan melalui reaktor aliran plug. Dalam reaktor jenis ini, laju reaksi menciptakan gradien sesuai dengan jarak yang dilalui. Pada saluran masuk, konsentrasi reagen tinggi, tetapi ketika konsentrasi produk meningkat dan konsentrasi reagen menurun, reaksi melambat.

Ada beberapa aspek yang perlu Anda ketahui mengenai PFR:

Reagen dapat dimasukkan ke dalam reaktor aliran steker pada posisi lain selain inlet. Hal ini dapat menjamin efisiensi yang lebih tinggi serta mengurangi biaya PFR.
Desain PFR mengasumsikan bahwa tidak ada pencampuran aksial; dengan demikian, setiap elemen fluida yang berjalan melalui reaktor tidak akan bercampur dengan fluida di hilir atau di hulu, sehingga istilah "aliran steker".
Reaktor plug flow memiliki efisiensi yang lebih besar dibandingkan dengan reaktor tangki berpengaduk kontinyu dengan volume yang sama.