UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC FACULTAD DE CIENCIAS AMBIENTALES
ANÁLISIS DE FLUJO DE UN REACTOR CONTINUO COMPLETAMENTE MEZCLADO
RESUMEN Un reactor CSTR es un tanque en el cual la masa reaccionante es continuamente agitada de tal manera que se considera como una mezcla completa y, por lo tanto, se asume que sus propiedades son uniformes en todo el interior del reactor. En el siguiente informe se analiza el flujo de un reactor continuo completamente mezclado, en el cual el comportamiento es el esperado.
1 INTRODUCCIÓN
Un reactor es un recipiente o tanque
inmediatamente dentro de él. Además, se
donde ocurren reacciones físico-químicas
cumplirá que la concentración de una
y/o biológicas. En el presente, se analiza
sustancia a la salida de la unidad es igual
la metodología para determinar el tiempo
a la existente en todo el reactor en
de retención de un flujo en un reactor
cualquier instante. [1]
continuo completamente mezclado. No obstante, los reactores de flujo continuo
pueden
presentar
diferentes
condiciones hidrodinámicas y en base a
2 METODOLOGIA
estas pueden clasificarse en reactores. Un reactor con flujo completamente mezclado
Se utilizó variedad de materiales, reactivos
es aquel en el que todo elemento que
y equipos presentes en el laboratorio para
ingresa
al
reactor
se
dispersa 1
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la realización de la práctica, los cuales
2. se calibro la bomba para que diera un
fueron:
caudal tal, con el fin de que se produjera un tiempo de retención de 30 minutos y así comenzar a bombear la unidad.
Materiales
3. después de tener el montaje listo, se
- Agitador -
Unidad
midió de
mezcla
completa
el
concentrada
(Pecera)
necesario
-
Tubos de ensayo
-
Probetas de 1 litro
volumen de
de azul
para
una
solución
de
metileno
producir
una
concentración de 40mg/l, estando lista la muestra se agregó rápidamente
al
reactor. Pasado esto se registra el tiempo Reactivos
de inicial del experimento y a su vez se
- Azul de metileno
toma una muestra del efluente a tiempo 0.
Insumo
4. se tomaron muestras de 5ml del
-
Bomba peristáltica
-
Espectrofotómetro 10W
-
efluente cada 5 minutos, por un periodo (Genesys
igual a 5 veces el tiempo de retención o
electron
hasta que la concentración se estabilizara.
therm
corporation). 5. Al final se midió la absorbancia a cada muestra.
2.1 MÉTODOS
2.1.2 Análisis espectrofotométrico: 1. Teniendo una solución de 50mg/l
2.1 Análisis de flujo en un rector
de azul de metileno se prepararon
continúo:
patrones de 40, 30, 20, 10, 5. Y se 1. principalmente con una probeta de 1
llevó
litro
espectrofotómetro
se
llenó
de
agua
el
reactor
cada
muestra
al
para
su
respectivo análisis.
completamente mezclado, teniendo en cuenta la medición del volumen hasta el
3. CÁLCULOS, TABLAS Y CUESTIONARIO.
rebose, acto seguido se puso la agitación.
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Los datos obtenidos para la curva de calibración se muestran a continuación:
concentración mayor capacidad de atrapar luz.
Tabla 1. Datos Obtenidos para la cur va de Calibración Concentración mg/L
Absorbancia
50
0,305
40
0,239
30
0,186
20
0,119
10
0,064
5
0,034
Tabla 2. A bs orbanci a de las muestras tomadas del reactor Durante la experi enci a.
Se observa que entre mayor es la concentración, mayor es el índice de absorbancia, debido a que al incidir la luz,
Muestra
y entre más oscura sea una solución,
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
mayor luz atrae e impide la salida de esta, comportamiento que se evidencia en la siguiente gráfica: 0.35 0.3 0.25 S 0.2 B A0.15 0.1 0.05 0
y = 0.006x + 0.003
0
20
40
60
CONCENTRACIÓN
Gráfica 1. Concentración vs absorbancia soluciones azul de metileno. El comportamiento de la gráfica se explica como
la
relación
directamente
proporcional de la concentración y la absorbancia, es decir, que a mayor 3
Tiempo Absorbancia (min)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
0,334 0,246 0,237 0,227 0,217 0,214 0,204 0,197 0,191 0,177 0,177 0,172 0,165 0,160 0,154 0,149 0,145 0,139 0,134 0,129 0,126 0,121 0,117
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. Curva de Concentración vs
Gráfica 2
tiempo. El comportamiento de la concentración con respecto al tiempo es inverso ya que es notable que a medida que el tiempo aumenta, la concentración disminuye. b) Calcule el promedio 0.4 0.35 0.3 0.25 S B 0.2 A 0.15 0.1 0.05 0
×
ℎ
=
de
, ,×− /
retención
= 1800 ×
= ,
c) Haga el análisis de Wolf-Resnick =
0 10 20 30 -0.035x y = 0.2567e TIEMPO (min) R² = 0.9848
24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
Tr=
tiempo
23 24 25 26 27 28 29 30 35 40 45
40
50
tan() =
1
0,113 0,110 0,105 0,100 0,099 0,096 0,093 0,089 0,076 0,065 0,055
=
=
=
= 0.82 1
= 1.369 1.55 0.82
∗ tan () 0.43429 + ∗ tan() 0.82 ∗ 1.369
0.43426 + 0.82 ∗ 1.369
= 0.72
= 72% =1 = 1 0.72 = 0.28 % = 28% =1 =1
Tabla 3. Datos del R eactor Caudal L/seg 0,00125 Volumen 2250 (ml)
0.82 0.12
= 0.138
d) Haga el análisis de la tendencia de la curva El comportamiento de los datos con
7.1.3 Cuestionario
respecto a línea de tendencia es
a) Elabore la curva de concentración vs tiempo.
exponencial, lo que significa que los
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valores de los datos disminuyen a intervalos cada vez mayores.
e) ¿Se
cumple
esperado
de
el
comportamiento
flujo
completamente
flujo
completamente
mezclado? El
reactor
de
mezclado consta de un mecanismo de agitación que garantiza un mezclado que hace que toda la mezcla sea uniforme, operando de forma continua, donde sus flujos
de
entrada
y
salida
son
permanentes. Teniendo en cuenta esta información es veraz afirmar que el reactor cumplió con dichas características.
5 BIBLIOGRAFÍA [1] Análisis de reactores de flujo continuo para desinfección uv. Cap 3. [En línea] Disponible
en:
http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/docu mentos/lic/vazquez_d_z/capitulo3.pdf
[2]
Fundamentos de diseño de reactores. Disponible en: http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/docume ntos/lic/munoz_c_r/capitulo3.pdf
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