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します。
答えの要約
定容バッチ反応器は反応物を導入し、制御された条件下で反応させ、生成物を取り出す閉鎖系である。一定容積と徹底的な混合を前提に運転されるため、計算を簡略化し、より複雑な反応器システムを理解するのに理想的な反応器です。
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詳しい説明操作
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定容バッチ反応器では、最初にすべての反応物が反応器に装入されます。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、リアクターは次のバッチのために洗浄される。理想的な仮定：
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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、システムはよく混合されていると仮定されます。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します。汎用性と使用：
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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。そのため、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。小規模生産や、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。連続攪拌タンクリアクター（CSTR）との比較：
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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保つ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、温度や圧力などの条件をよりダイナミックに制御する必要がある。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、またはエキゾチック合金のような材料で作られている。反応物の投入、生成物の排出、および反応状態の監視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のような機能が含まれることもある。
要約すると、定容量バッチリアクターは、化学処理で使用される基本的なタイプのリアクターであり、制御された条件下で広範囲の反応を処理できるシンプルさと汎用性で知られている。その設計と操作は、反応ダイナミクスの分析と理解を容易にする定容量と完全混合という重要な仮定に基づいています。
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