定容量バッチリアクターは、反応物をリアクターに加え、追加供給なしで一定時間反応させるタイプのリアクターである。
生成物はその後除去され、プロセスを繰り返すことができる。
この反応器は、容積が一定でよく混合された系を想定しているため理想的であると考えられており、計算を単純化し、より複雑な反応器の学習ステップとしての役割を果たす。
定容量バッチリアクターの操作と利点を理解するための5つのポイント
1.操作
定容量バッチリアクタでは、最初に全ての反応物がリアクタに装入される。
リアクターは密閉され、温度、圧力、場合によっては攪拌などの制御された条件下で反応が進行します。
反応が完了するか所定の終点に達すると、生成物は除去され、反応器は次のバッチのために洗浄される。
2.理想的な仮定
リアクターは反応プロセスを通して一定の容積を維持すると仮定する。
この仮定は、反応器内の反応速度論と熱伝達の数学的モデリングを単純化するために重要である。
さらに、系はよく混合されていると仮定する。これは、濃度と温度が任意の時点でリアクター全体で均一であることを意味する。
3.汎用性と用途
バッチリアクターは、異なる操作の間に封じ込めを解除する必要がなく、様々な反応やプロセスに使用できるため、非常に汎用性が高い。
このため、有毒化合物や反応性の高い化合物を扱うのに特に有用である。
小規模生産、発酵、パルプ、酵素生産などのプロセスで一般的に使用されている。
4.連続攪拌槽リアクター（CSTR）との比較
バッチ反応器とは異なり、CSTR は反応物の安定した流入と生成物の流出で連続的に運転される。
CSTRは、反応物を連続的に攪拌して均一な状態を確保し、一定の状態を維持するように設計されている。
一方、バッチリアクターは定常状態に達しないため、温度や圧力のような条件をよりダイナミックに制御する必要がある。
5.設計と構造
バッチリアクターの大きさは、1リットル未満から15,000リットル以上まで様々である。
通常、反応の化学的・物理的条件に耐えるよう、鋼鉄、ステンレス鋼、ガラスコーティング鋼、ガラス、あるいはエキゾチック合金などの材料で作られている。
反応物のチャージ、生成物の排出、コンディションのモニタリングのためのポートが装備され、反応条件を制御するための熱交換器や攪拌システムなどの機能が含まれることもある。
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