Aula 04 - Reatores Ideais para não engenheiros

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Reatores Ideais 
Prof. Dr. Marcelo Fossa da Paz 
 
mfpaz9@gmail 
Reatores Ideais 
Definição: Reatores ideais são reatores que permitem 
o perfeito controle sobre as condições de mistura, 
transferência de massa e calor. 
 
Reatores Ideais: Características 
1. Fechado ou intermitente: nenhuma massa entra 
ou sai durante a(s) reação(ções). São do tipo Batch ou 
Semi-batch; 
 
A operação em batelada é mais flexível. Os reatores 
podem ser utilizados para múltiplos propósitos o que 
é particularmente importante na indústria da química 
fina, pois pode gerar mais de um produto numa única 
planta e ao mesmo tempo. 
Reatores Ideais: Características 
2. Aberto (volume de controle): A Massa entra e sai 
durante a(s) reação(ções). São reatores de fluxo 
contínuo; 
 
Este sistema Permite: 
A- Produção Contínua; 
B - Estado de equilíbrio (Steady state) após um período 
de inicialização (usualmente); 
C - Não há variação nas concentrações com o tempo; 
D - Taxa de reação constante; 
E – Balanceamento fácil a uma determinada cinética; 
F – Sem perda de tempo com limpeza, enchimento, etc. 
Comparação dos dois sistemas: 
Operação em Batelada (Batch operation) Operação em sistema contínuo (Continuous operation) 
Melhor para pequenos volumes Melhor para a produção indefinidamente longa de um produto 
ou conjunto de produtos pela manutenção do “estado de 
equilíbrio” 
Maior flexibilidade para geração de vários produtos ao 
mesmo tempo 
Menos flexível 
Custo de produção usualmente mais baixo Custo de produção usualmente mais alto 
Fácil de finalizar e limpar. Facilidade no serviço 
de desincrustações 
Finalização do processo e limpeza muito dispendiosa e exigente 
Tempo de preparo e finalização entre lotes inerente ao 
processo 
Sem tempo de preparo e finalização, exceto para programada 
e manutenção de emergência. Contudo a perda de produção em 
paradas longas pode gerar custos altos 
A não ocorrência de estado de equilíbrio significa a 
necessidade de controle do processo e a obtenção 
de uniformidade de produto é mais difícil 
Custo de operação baixo 
Inconsistência na produção devido a não existência de 
um estado de equilíbrio 
A operação em estado de equilíbrio permite maior uniformidade 
do produto 
Acoplamento com “downstream “ contínuo requer um 
tanque pulmão (tanque de amortecimento) 
Permite acoplamento perfeito com operações de “downstream” 
contínuas. 
1. Completamente misturado: a massa é homogênea 
em todo sistema: 
 
A – Batelada ou semi Batelada (Batch/Semi-Batch); 
 
 
B – Contínuo agitado (Continuous stirred tank reactor 
-CSTR); 
Reatores Ideais: Características da 
mistura 
Completamente misturado pelo sistema 
Batelada Agitado (STR) 
Completamente misturado pelo sistema 
Contínuo Agitado (CSTR) 
Completamente misturado pelo 
sistema Plug-Flow 
2. Totalmente separados: a massa não se mistura, a 
dispersão ocorre com condições heterogêneas 
A - Reator de fluxo plugado (Plug Flow Reactor - PFR) 
 
Reatores Ideais: Características da 
mistura 
Plug-Flow simples 
Comparação entre sistemas plug-flow 
homogêneo e heterogêneo