Caractéristiques des réacteurs par lots, pièces, applications

Il Réacteur par lots ou discontinu est un type de réacteur chimique dans lequel les réactifs, le milieu et les catalyseurs sont chargés au début du processus, permettant à la réaction de passer jusqu'à sa fin. Ensuite, les produits du réacteur sont retirés. De cette façon, le réacteur est en mesure de démarrer un nouveau cycle d'exploitation.

Le réacteur par lots peut être comparé dans son fonctionnement dans un pot de pression. La nourriture est placée dans le pot, le couvercle est fermé et le processus de cuisson commence, ce qui n'est rien de plus qu'un processus chimique. Lorsque la cuisson des aliments est terminée, le couvercle en pot est ouvert et leur retrait commence.

Conception et parties d'un réacteur par lots. Source: Echis à l'anglais Wikipedia, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Par rapport aux réacteurs continus, les réacteurs par lots ont l'avantage de leur polyvalence et de leur coût d'installation; Bien que son coût d'exploitation soit plus élevé.

Les réacteurs par lots ont leur plus grande utilité dans les laboratoires de recherche, dans le développement de nouveaux produits, ainsi que dans les industries alimentaires et pharmaceutiques. En effet.

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Caractéristiques des réacteurs par lots

Charge discontinue

Le réacteur par lots fonctionne pour des charges discontinues, c'est-à-dire que les différentes composantes du processus chimique (réactifs) sont introduites, permettant aux réactions chimiques de se produire.

Après un certain temps, les produits sont supprimés avant de démarrer un nouveau processus chimique. Les produits de retrait se formeraient beaucoup, un pour chaque charge de réactif.

Système fermé

Une conséquence de ce qui précède consiste à conclure que le réacteur par lots fonctionne comme un système fermé; c'est-à-dire que lors de la réalisation d'un processus chimique dans le réacteur, il n'y a pas de revenu ou de sortie de substances.

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État non stationnaire

Le réacteur fonctionne dans un état non stationnaire, car la composition chimique de son intérieur varie dans le temps. La concentration des réactifs diminue, tout en augmentant celle des produits. Ce ne serait pas le cas si de nouveaux réactifs coulent constamment vers lui.

Opération flexible

Le réacteur par lots est très flexible dans son fonctionnement, donc un certain équipement peut être utilisé à différentes fins ou applications.

Coûts relatifs

Le coût de l'achat et de l'installation d'un réacteur Bach est inférieur à la dépense d'un réacteur continu. Cependant, le coût d'exploitation du réacteur par lots est plus élevé, causé par l'intermittence dans son fonctionnement, et qui, dans certains cas, nécessite l'intervention d'un opérateur.

Phases de réaction

Le réacteur par lots est de préférence utilisé avec le réactif chimique en phase liquide. Mais il peut également être utilisé dans des réactions qui impliquent des phases solides et gazeuses, ainsi que dans les mélanges de phases, tels que liquide-solide, liquide-gazeux, etc.

Petite échelle

Le réacteur par lots est de préférence utilisé dans les opérations à petite échelle et la recherche scientifique. Dans l'industrie, il a la difficulté de la variabilité d'un lot à l'autre, ainsi que la difficulté de produire à grande échelle.

Parties d'un réacteur par lots

Bol

Le réacteur par lots se compose d'un récipient, généralement en acier inoxydable, qui dans certains cas peut être recouvert de porcelaine. Le réacteur se présente dans le couvercle qui le ferme, en haut, des trous où les réactifs du processus chimique entrent dans le réacteur.

De même, il présente généralement une production pour les liquides ou les produits des processus chimiques subis dans le réacteur. De plus, le conteneur a des sorties pour les vapeurs et les gaz produits dans les réactions, et doit être éliminé pour éviter une augmentation de la pression.

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Moteur d'agitation

Les réacteurs par lots présentent sur leur couvercle un moteur, équipé d'un système de transmission, qui permet le mouvement d'un système d'agitation, capable de garder un contenu de réacteur homogène pendant les réactions.

Ce système d'agitation se compose d'un axe, connecté au moteur, et un ensemble d'axe lié à l'axe, dont les formes dépendent du contenu du réacteur. Les palets sont disposés de telle manière que le diamètre qu'ils forment est proche du diamètre intérieur du réacteur.

Les réacteurs par lots sont généralement équipés d'un système de déflecteur. Cela se compose de plaques avec les murs des réacteurs, et qui sont touchés par le contenu des conteneurs mobilisés par le système d'agitation, atteignant ainsi un plus grand degré d'homogénéisation.

Système de chauffage ou de refroidissement

Les réactions chimiques qui se produisent dans les réacteurs peuvent être endothermiques ou exothermiques. Par conséquent, pour que les réactions se produisent sans variation de la température à l'intérieur des réacteurs, leur température doit être régulée.

À cette fin, les conteneurs de réacteurs sont entourés d'un couvercle en forme de veste, connecté à un système de chauffage ou de refroidissement, selon le cas, ce qui permet la circulation des liquides pour le maintien d'une température constante.

Cette condition est nécessaire pour des performances optimales des processus chimiques. Dans certains cas, le refroidissement du contenu de l'intérieur du réacteur est obtenu en utilisant un système de tube en spirale, attaché aux murs des conteneurs réacteurs.

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Applications

Le réacteur par lots est utilisé dans la production industrielle à petite échelle, dans la recherche scientifique dans les études de calorimétrie, en cristallisation, cinétique, polymérisation et synthèse. Il est également utilisé dans le développement de nouveaux produits.

Ce réacteur est utilisé dans l'industrie pharmaceutique où de nombreux médicaments sont fabriqués. Il est également utilisé dans l'initiation de la fermentation de certaines boissons.

Il est utilisé dans l'élaboration des polyes et des polyglycols, des polymères utilisés comme bases de peinture, pour l'élaboration de moules, d'adhésifs, de revêtements, d'étanchées, d'isolateurs de tuyaux et de caméras de réfrigérateur. De plus, il est utilisé dans la sulfonation des hydrocarbures aromatiques et dans la combustion solide.

Les réacteurs par lots sont également utilisés dans la production à petite échelle d'homopolymères en vinyle à basse température. Le réacteur a été utilisé dans la production d'hydrogène d'origine biologique des déchets solides.

Ces réacteurs ont profité du traitement des matériaux toxiques ou à haut risque.

Les références

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