Reactor químico
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, hablamos de biorreactores.
Existen varias formas de clasificarlos:
- 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.
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.
Dentro de la idealidad pueden suponerse tres tipos de reactores homogéneos:
- Reactores discontinuos: trabajan en estado no estacionario y el más sencillo sería un tanque agitado.
- Reactores continuos tipo tanque agitado (CSTR): estos reactores trabajan en estado estacionario, es :decir que sus propiedades no varían con el tiempo. Este modelo ideal supone que la reacción alcanza la máxima conversión en el instante en que la alimentación entra al tanque. Es decir, que en cualquier punto de este equipo las concentraciones son iguales a las de la corriente de salida.
- Reactores en flujo pistón (PFR): estos reactores trabajan en estado estacionario. Es decir, las propiedades en un punto determinado del reactor son constantes con el tiempo. Este modelo supone un flujo ideal de pistón, y la conversión es función de la posición.
En muchas situaciones estos modelos ideales son válidos para casos reales, en caso contrario se habrán de introducir en los balances de materia, energía y presión términos que reflejen la desviación de la idealidad. Si por ejemplo la variación de las propiedades se debe a fenómenos de transporte de materia o calor se pueden introducir las leyes de Fick o Fourier respectivamente.
