Um reator descontínuo de volume constante é um tipo de reator em que os reagentes são adicionados ao reator e deixados a reagir durante um período de tempo fixo sem qualquer alimentação adicional. Os produtos são então removidos e o processo pode ser repetido. Este reator é considerado ideal devido ao seu pressuposto de volume constante e sistema bem misturado, o que simplifica os cálculos e serve como uma etapa de aprendizagem para reactores mais complexos.
Resumo da resposta:
Um reator descontínuo de volume constante é um sistema fechado onde os reagentes são introduzidos, reagem sob condições controladas e, em seguida, os produtos são extraídos. Funciona sob o pressuposto de volume constante e mistura completa, tornando-o um reator ideal para simplificar cálculos e compreender sistemas de reactores mais complexos.
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Explicação pormenorizada:Funcionamento:
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Num reator descontínuo de volume constante, todos os reagentes são inicialmente carregados no reator. O reator é então selado e a reação prossegue sob condições controladas, tais como temperatura, pressão e possivelmente agitação. Quando a reação estiver concluída ou atingir um ponto final predeterminado, os produtos são removidos e o reator é limpo para o lote seguinte.Pressupostos ideais:
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Assume-se que o reator mantém um volume constante durante todo o processo de reação. Este pressuposto é crucial para simplificar a modelação matemática da cinética da reação e da transferência de calor dentro do reator. Além disso, assume-se que o sistema está bem misturado, o que significa que a concentração e a temperatura são uniformes em todo o reator num determinado momento.Versatilidade e utilização:
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Os reactores descontínuos são altamente versáteis, uma vez que podem ser utilizados para uma variedade de reacções e processos sem a necessidade de quebrar a contenção entre diferentes operações. Isto torna-os particularmente úteis para o manuseamento de compostos tóxicos ou altamente reactivos. São normalmente utilizados na produção em pequena escala e em processos como a fermentação, a pasta de papel e a produção de enzimas.Comparação com o Reator de Tanque Agitado Contínuo (CSTR):
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Ao contrário dos reactores descontínuos, os CSTR funcionam continuamente com um fluxo constante de entrada de reagentes e saída de produtos. Os CSTRs são concebidos para manter um estado constante, agitando continuamente os reagentes para garantir condições uniformes. Os reactores descontínuos, por outro lado, não atingem um estado constante e requerem um controlo mais dinâmico sobre condições como a temperatura e a pressão.Conceção e construção:
Os reactores descontínuos podem variar em tamanho, desde menos de 1 litro até mais de 15.000 litros. São normalmente construídos com materiais como aço, aço inoxidável, aço revestido a vidro, vidro ou ligas exóticas para suportar as condições químicas e físicas das reacções. Estão equipados com portas para carregar reagentes, descarregar produtos e monitorizar condições, e podem incluir características como permutadores de calor ou sistemas de agitação para controlar as condições de reação.
Em resumo, um reator descontínuo de volume constante é um tipo fundamental de reator utilizado no processamento químico, conhecido pela sua simplicidade e versatilidade no tratamento de uma vasta gama de reacções em condições controladas. A sua conceção e funcionamento baseiam-se nos pressupostos chave de volume constante e mistura completa, que facilitam a análise e compreensão da dinâmica da reação.
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