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¿Qué es un reactor de flujo?

Un reactor de flujo es un proceso químico en el que se añaden las materias primas a un recipiente de reacción, típicamente una serie de tubos, para crear productos continuamente. Esto es diferente de un proceso por lotes, donde se añaden todos los materiales y se hacen reaccionar, luego se retira y se procesan. Fluyen reacciones continúan, siempre y cuando se añaden las materias primas en un extremo, y se pueden utilizar tanto para líquidos y gases.

El diseño de un reactor de flujo es típicamente una serie de tubos dentro de una cáscara de temperatura controlada. El calor o refrigerante se pueden añadir a la cáscara para proporcionar control de la temperatura de la reacción dentro de los tubos. El reactor puede ser construido a partir de metales, plásticos o materiales compuestos según sea necesario para evitar que las materias primas de atacarla.

Diseños de tubo para un reactor de flujo pueden variar mucho dependiendo de las reacciones deseadas. Raramente son los tubos de vacío, porque la mezcla no se producirá en tubos vacíos; los materiales se mantendrán separados dentro de los tubos y no reaccionar. Bobinas de tubos más pequeños, pequeñas formas llaman embalaje, o barreras internas llamados deflectores se usan para mezclar los reactivos, o materias primas, juntos.

La colocación de tubería flexible dentro de un reactor de flujo puede ayudar con la mezcla o la transferencia de calor. Las bobinas se suman a distancia para los productos químicos para viajar en la sección de reacción, proporcionando más tiempo para el proceso químico que se produzca. Calentamiento o enfriamiento de líquidos también pueden estar dentro de las bobinas, con los reactivos fuera, para un mejor control de la temperatura. El tamaño del tubo, que cambia el diámetro interior o sección transversal, se puede variar para cambiar las tasas de flujo de reactivos.

Los tubos pueden ser empacados con diversos materiales basados ​​en lo que se necesitan reacciones. Algunos productos químicos requieren un catalizador, un material que acelera las reacciones sin ser utilizado en el proceso. Los catalizadores se pueden añadir a los granos de cristal de cerámica u otros materiales y se embalan en los tubos. Empaque sin catalizador también se puede utilizar para ayudar a mezclar los reactivos, que a menudo es necesario si se aplica calor o enfriamiento en el exterior de los tubos. Sin mezclar, el material más cercano a las paredes del tubo será demasiado caliente o frío, lo que afectará a la calidad del producto.

Los deflectores pueden variar mucho en diseño, pero todo ayuda mezclar creando vórtices o remolinos de turbulencia en el interior del tubo. Ellos pueden ser capas de malla instaladas en los tubos, o ranuras mecanizadas en las paredes del tubo. Los catalizadores también pueden ser revestidos sobre superficies deflectoras, proporcionando control de la reacción además de la mezcla.

Diseño de reactor de flujo también tiene en cuenta la velocidad de reacción de los productos químicos. El movimiento de los productos químicos a través de todos los tubos debe ser la misma, o la calidad del producto terminado puede ser diferente de cada tubo. El diseño de las velocidades de flujo para obtener condiciones de flujo de enchufe asegura un producto consistente. El flujo de tapón es una característica de diseño de tubo y el control de velocidad de flujo, donde los reactivos tiempo que pasan en el reactor es la misma independientemente de la cual se observa tubo.