REACTOR DISCONTINUO MOD. CR3/EV I.
OBJETIBO • •
II.
Conocer el funcionamiento del reactor barch MOD. CR3/EV. Conocer el comportamiento del agua destilada en un reactor batch o discontinuo.
INTRODUCCIÓN El reac reacto torr disc discon onti tinu nuo o es un tipo tipo de reac reacto torr util utiliz izad ado o much mucho o en las las industrias en una amplia gama de procesos como disolución de sólidos mesclado mesclado de productos productos reacciones reacciones !u"micas !u"micas destilación destilación discontinua discontinua cristaliza cristalización ción e#tracción e#tracción li!uido li!uido /li!uido /li!uido polimeriza polimerización. ción. $%eses estos reactores toman su nombre de la función !ue desempe&an 'por e(emplo cristalizadores. O birreactores) *eneralmen *eneralmente te estos reactores son fabricados fabricados en acero acero ino#idable ino#idable acero re%estido de %idrio. Vidrio o en aleación. +as %enta(as %enta(as de un reactor reactor discontinuo discontinuo consisten consisten principalmen principalmente te en su %ersatilidad. ,n -nico recipiente puede lle%ar a cabo una serie de operaciones diferentes sin necesidad de interrumpir la contención. El reactor mod CR3/EV a sido proectado para permitir el estudio de ese import important antee tipo tipo de reacto reactor r la reacci reacción ón se la monitori monitoriza za midiendo midiendo la conducti%idad de la solución reacti%a. El reactor est0 pro%isto de una base para poderlo instalar en la unidad de ser%icio sus paredes fondo son aislados al %ac"o. En el interior del reactor un serpent"n de acero ino#idable proporciona una superficie de intercambio de calor tanto para calentar como para enfriar los reacti%os !u"micos. En fase de calefacción. +os conectores del serpent"n '%er las eti!uetas) se conectan a las mangueras de alimentación del retorno del circulador c irculador de agua caliente incorporado en la unidad de ser%icio. En cambio durante la fase de enfriamiento. 1a !ue conectar las mangueras a un refrigerador o a un grifo de agua fr"a.
,n agitador de turbina gira para garantizar un mesclado e intercambio de calor eficientes. El agitador es accionado por un motor el2ctrico montado sobre la cabeza del reactor el motor lo hace funcionar una unidad de %elocidad regulable
del banco de ser%icio !ue es
conectada
el2ctricamente al motor por medio de un enchufe. El tomacorriente para este enchufe es disponible en el panel el2ctrico de la unidad de ser%icio 'referirse al manual de instrucciones del mod. CR4/EV). +as cone#iones disponibles en la cabeza del reactor se usas para alo(ar los captadores de conducti%idad de temperatura !ue son suministrados con la unidad de ser%icio. +a conducción m0s grande es para el captador de conducti%idad. +a cone#ión m0s pe!ue&a se le puede destornillar manualmente luego se insertan los captadores de temperatura por fin se %uel%e a apretar manualmente la misma cone#ión.
III.
FUNDAMENTO TEÓRICO Como se hab"a mencionado anteriormente el reactor tipo batch es un reactor donde no e#iste flu(o de entrada ni de salida es simplemente un reactor con un agitador !ue homogeniza la mezcla. +as %enta(as del reactor mienten con su fle#ibilidad. ,n solo recipiente puede realizar una secuencia de di%ersas operaciones sin la necesidad de romper la contención esto es particularmente -til cuando se procesan tó#icos o componentes altamente potentes.
5igura 6.recator tipo batch $ pesar de !ue estos son mu usados para en procesos industriales aplicaciones de controlde contaminación para el tratamiento de aguas residuales son poco practicos pues se necesita tener entrada salida de agua !ue se pueden tratar %olumnes de agua residual considerables .
5igura7. Degradación de la concentración en un tiempo.
IV.
MATERIALES • • • •
V.
8robeta de 79:ml. 8robeta de 6:::ml. Regla $gua
INSTALACIÓN Cuando se instala el e!uipo en la unidad de ser%icio para ponerlo en marcha ha !ue realizar las siguientes cone#iones. •
$gitador; motor conectar el enchufe al tomacorriente disponible
•
en el panel de control. Captador de conducti%idad 'suministrado en la unidad de ser%icio) insertar el captador de conducti%idad en el agu(ero !ue
•
se halla en la tapa de la cabeza del reactor.
•
mismo prensaestopas siempre manualmente. Circulado de agua caliente 'suministrado con la unidad de ser%icio) el calculador est0 pro%isto de mangueras alimentación
de
de retorno !ue se conectan al serpent"n de
intercambio de calor dentro del reactor. El e#tremo de la tuber"a est0 pro%isto en una tuerca de pl0stico !ue debe ser enrocada al •
conectar en el reactor.
a la
temperatura ambiente ha !ue garantizar !ue el serpent"n circule agua fr"a
en lugar de agua caliente. En este caso ha !ue
desconectar del serpent"n de intercambio de calor de mangueras de alimentación de retorno del circulador de agua caliente reemplazarlas con las mangueras de alimentación de retorno de un refrigerador o de un grifo de agua fr"a.
VI.
PUESTA EN MARCHA El presente procedimiento representa un m2todo para controlar !ue el e!uipo sea perfectamente funcionarte para familiarizarse con el uso del mismo. Como li!uido de proceso ha !ue utilizar el agua. •
5i(ar =:>C el termostato disponible en el lado del circulado de
•
agua caliente girando el botón hasta la graduación de =:>C. 8lantear el %alor de consigna del dispositi%o de control de
•
temperatura 79>C. +lenar el reactor de agua clara de grifo hasta ? de %olumen !ue
•
ser"a @9:ml. 8oner en marcha el agitador a(ustar el control de %elocidad al
•
9:A. 8oner en marcha el circulador de agua caliente. $lcanzar la temperatura deseada '79>C. por e(emplo) apagar el
•
ciarculador 'el reactor es aislado al %ac"o) Controlar !ue la temperatura del reactor se mantenga a 79>CB
•
:.9>C. Controlar
•
•
!ue
el
medidor
de
conducti%idad
apro#imadamente cero. $pagar agitador circulado %aciar el reactor.
indi!ue
Tabla 1 dato obt!"#do !" labo$ato$#o tiempo 'min) : 6 7 3 = 9 @ 6: 66 67 63 6= 69
conducti%idad temperatura 'm<) 63.9 :.: 6=.6 :.: 69 :.: 69. :.: 6 :.: 6@ :.: 6 :.: 6.6 :.: 7:.3 :.: 76.= :.: 77.@ :.: 73. :.: 79 :.: 79.9 :.: 79.9 :.: 79.9 :.:
+os tres datos -ltimos obtenidos en el reactor es cuando el reactor esta apagado a no circula agua en cada minuto.
VII.
C%LCULOS
Vol&'!" t!($#)o d!l )#$)&lado d! a*&a )al#!"t! La$*oF77.7m Alt&$aF6.m A")+oF63.6m Vol&'!" t!($#)o F77.7m # 6. m #63.6m F,-.-0 m Vol&'!" t!($#)oF9.==:+ El 2ol&'!" &t#l#ado 4&! ,.-3 L '!d#do 5o$ la 5$ob!ta.
VIII.
6RAFICAS T#!'5o V t!'5!$at&$a
3
30 25 20 timepo
15
temperatura°C Linear (temperatura°C)
10 5 0 0
2
4
6
8 10 12 14 16
temperatura
Tabla 7 a&'!"to d! t!'5!$at&$a )o" !l t#!'5o t$a)&$$#do. +a temperatura aumenta al trascurrir el tiempo hasta 79 >C cuando el reactor bacth est0 apagado llega a una temperatura de 79.9 >C se mantiene constante a !ue no circula agua en cada minuto.
T#!'5o V )o"d&)t#2#dad 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 timepo 0.04
conductividad (mS) Linear (conductividad (mS))
0.03 0.02 0.01 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 conductividad
Tabla 3 t#!'5o t$a)&$$#do 8 la "o 2a$#a)#(" d! la )o"d&)t#2#dad d!l
a*&a.
el tiempo !ue ser0 trascurrido por cada minuto la conducti%idad ser0 la misma a !ue en el reactor batch contiene agua ''mientras m0s pura es el agua menor es la Concentración de electrolitos en el agua por ende maor es la resistencia del medio a la transmisión de una corriente el2ctrica).
T!'5!$at&$a V )o"d&)t#2#dad 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 temepratura 0.04
conductividad (mS) Linear (conductividad (mS))
0.03 0.02 0.01 0 10 15 20 25 30 concuctividad
Tabla - a&'!"to d! t!'5!$at&$a )o" !l t#!'5o 8 la '#'a )o"d&)t#2#dad.
$l aumentar la temperatura la conducti%idad ser0 la misma a !ue el agua es pura no est0 combinada.
I9.
CONCLUSIONES ,n reactor !u"mico es un e!uipo en cuo interior tiene lugar una reacción !u"mica en esta pr0ctica se traba(ó con el agua. 8or lo tanto no hubo reacción !u"mica. Estando 2ste dise&ado para ma#imizar la con%ersión selecti%idad de la misma con el menor coste posible.
9.
BIBLIO6RAFIA •
+e%enspiel O. GHngenier"a de las reacciones !u"micasI 3a ed.
•
M2#ico D.5. +imusa Jile 7::=
