Los reactores continuos (también denominados reactores de flujo ) transportan material como una corriente fluida. Los reactivos se alimentan continuamente al reactor y emergen como una corriente continua de producto. Los reactores continuos se utilizan para una amplia variedad de procesos químicos y biológicos dentro del sector alimentario , químico y farmacéutico.Industrias. Un estudio del mercado de reactores continuos arrojará una abrumadora variedad de formas y tipos de máquinas. Sin embargo, debajo de esta variación se encuentra un número relativamente pequeño de características de diseño clave que determinan las capacidades del reactor. Al clasificar los reactores continuos, puede ser más útil observar estas características de diseño en lugar de todo el sistema.
Los reactores se pueden dividir en dos categorías amplias, reactores discontinuos y reactores continuos. Los reactores por lotes son tanques agitados lo suficientemente grandes para manejar el inventario completo de un ciclo completo por lotes. En algunos casos, los reactores discontinuos pueden operar en modo semi-discontinuo donde se carga un químico en el recipiente y se agrega un segundo químico lentamente. Los reactores continuos son generalmente más pequeños que los reactores discontinuos y manipulan el producto como una corriente fluida. Los reactores continuos pueden diseñarse como tuberías con o sin deflectores o como una serie de etapas interconectadas. Las ventajas de las dos opciones se consideran a continuación.
Desde la perspectiva del diseño del reactor, la capacidad de transferencia de calor está fuertemente influenciada por el tamaño del canal, ya que este determina el área de transferencia de calor por unidad de volumen. El tamaño del canal se puede clasificar de varias formas; sin embargo, en términos más generales, las categorías son las siguientes:
Los canales de diámetro pequeño tienen la ventaja de una alta capacidad de transferencia de calor. Sin embargo, frente a esto, tienen menor capacidad de flujo, mayor caída de presión y una mayor tendencia a bloquearse. En muchos casos, la estructura física y las técnicas de fabricación de los microrreactores dificultan mucho la limpieza y el desbloqueo.
El control de temperatura es una de las funciones clave de un reactor químico. Un control deficiente de la temperatura puede afectar gravemente tanto al rendimiento como a la calidad del producto. También puede provocar ebullición o congelación dentro del reactor, lo que puede hacer que el reactor deje de funcionar por completo. En casos extremos, un control deficiente de la temperatura puede provocar una sobrepresión severa que puede ser destructiva para el equipo y potencialmente peligrosa.
En un reactor discontinuo, se logra un buen control de la temperatura cuando el calor agregado o eliminado por la superficie de intercambio de calor (qx) es igual al calor generado o absorbido por el material de proceso (qp). Para los reactores de flujo compuestos por tubos o placas, satisfacer la relación qx = qp no proporciona un buen control de la temperatura, ya que la tasa de liberación / absorción de calor del proceso varía en diferentes puntos dentro del reactor. Controlar la temperatura de salida no evita los puntos calientes / fríos dentro del reactor. Los puntos calientes o fríos causados por la actividad exotérmica o endotérmica se pueden eliminar reubicando el sensor de temperatura (T) en el punto donde existen los puntos calientes / fríos. Sin embargo, esto conduce a un sobrecalentamiento o un sobreenfriamiento aguas abajo del sensor de temperatura.