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En la cotidianidad nos damos cuenta del sinfn de compuestos qumicos utilizados.Todas las personas del mbito de la qumica, bien sea ingeniera o la ciencia pura,deberan peguntarse-no estoy delimitando, cualquiera se lo podra preguntar-dnde se producen los reactivos que se utilizan a escala de laboratorio y a nivelindustrial, con los cuales la vida se hace un poco ms sencilla, o preguntarse, y

esta vez refirindome a mis colegas del mundo de la qumica, de dnde salen loscompuestos que generalmente desarrollamos en nuestras reacciones qumicas.!or ms inverosmil que sea una reaccin qumica determinada debemos tener encuenta que todas son posibles y todas, algunas ms que otras, tienen unaimportancia considerable debido a que en algunas el producto generado ofrecealg"n beneficio con respecto a otro, siendo la produccin del compuesto suplenteun tanto ms econmico, por e#emplo. Es muy amplia la #ustificacin de laproduccin de compuestos qumicos ya que hay casos en los cuales la necesidaddel producto coloca el aspecto econmico en segundo plano. $l condensar todaslas consideraciones que hemos tratado le damos una respuesta directa a lainterrogante anterior. %a respuesta es en un &eactor 'umico, el cual se definecomo un equipo en cuyo interior se desarrolla una reaccin qumica, dise(ado conel ob#eto de ma)imizar la conversin y la selectividad de la reaccin seleccionadacon el menor costo posible. Esto hace que los reactores qumicos sean sin dudaalguna una de las unidades de procesos ms importantes en el mbito de la*ngeniera 'umica. !ara poder comprender su operacin y dise(o, es necesariocontar con conocimientos previos en el rea de cintica qumica. El dominio deldise(o de reactores y cintica qumica son aspectos fundamentales que distinguenun ingeniero qumico de cualquier otro en un campo de aplicacin determinado. Elestudio de reactores se condensa en una rama de la *ngeniera 'umicadenominada +*ngeniera de las &eacciones 'umicas+, la cual eval"a lasreacciones qumicas en los reactores a escala industrial. u ob#eto de estudio esel dise(o y funcionamiento ptimo de las unidades de procesos mencionadasanteriormente. Es atrevido decirlo, pero autores mencionan que la *ngeniera de&eacciones es lo que hace que la *ngeniera 'umica sea una rama de la*ngeniera. o necesariamente es as. ay otras unidades de procesos quetambin tienen un papel fundamental en *ngeniera 'umica y que se estarnestudiando ms adelante.

%os reactores qumicos tienen una clasificacin bastante simple./. eg"n su modo de operacin se encuentran los reactores discontinuos ycontinuos.

0. eg"n el tipo flu#o dentro de la unidad se tienen los reactores ideales y no

ideales.1. eg"n las fases albergadas se cuentan con los reactores homogneos yheterogneos.

%a continuidad o discontinuidad responde al hecho de cmo opera el reactor. %osreactores discontinuos son tambin denominados reactores por lotes, debido aque una cantidad de reactivo es colocado en la unidad, esperando un tiempodeterminado en el cual la reaccin transcurre para luego retirar el producto final. Eltiempo de espera depende de la cintica qumica de la reaccin a tratar. !or otra

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parte, un reactor continuo es aquel en donde su alimentacin se hace en formacontinua y no por lotes o cargas.

&eactor discontinuo 2atch.

$ pesar de que los reactores ms utilizados a escala industrial son los reactorescontinuos, cabe destacar que stos, en casos donde la produccin seadescomunal, casi nunca se comportan idealmente, ya que en ellos, con el pasardel tiempo, se va generando zonas muertas en donde el fluido no circula. Esto vaa depender de lo corrosivo que sean los reactivos en la reaccin traba#ada, yaunque sean reactores denominados ideales por la sencillez de su dise(o, sedeben tomar en cuenta todas las consideraciones que podran hacer que elrendimiento de operacin se vea disminuido.

En esta introduccin abarcaremos ms a fondo las caractersticas de los reactorescontinuos, estudiando los dos ms utilizados a nivel industrial y en muchas

sntesis de gran utilidad. En pr)ima instancia abarcaremos el estudio dereactores discontinuos y estableceremos diferencias en cuanto a los reactoresestudiados en esta oportunidad. 3inalizando con reactores de estudios mscomple#os como los catalticos y heterogneos.

%os reactores continuos utilizados con mayor frecuencia son los de tanque agitadoo de mezcla completa y los reactores de flu#o en pistn. %os reactores continuosde tanque agitado 45T&6, o tambin denominados de flu#o de mezcla completa4&3756, son unidades de reaccin que operan en estado estacionario. 5onsisteen un tanque en donde la alimentacin posee la misma concentracin de lacorriente de salida en cualquier punto del interior del mismo, y tericamente se

alcanza la m)ima conversin de los reactivos en el instante en que stos entran ala unidad. 5uentan con un sistema de agitacin que garantiza el mezclado de losreactivos para generar un mayor rendimiento de los productos de salida. 5adareaccin en particular necesita ciertas revoluciones de mezclado pero en el dise(ose considera una holgura en las revoluciones por minuto del motor de agitacinpara garantizar un mayor mezclado que en teora se considera un mezcladoperfecto, pero a nivel fsico puede no cumplirse ese criterio por consideracionesque abarcan desde el sistema mecnico del reactor que proporciona el mezclado,

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hasta la compatibilidad de los reactivos a la hora de reaccionar, sinembargo, a#ustndose a condiciones ideales puede darse un mezclado de altaeficiencia, garantizando la m)ima conversin de los reactivos en la unidad.

&eactor continuo de tanque agitado

$ nivel industrial es uno de los reactores ms comunes debido a surentabilidad econmica. u dise(o, al igual que los dems reactores, depende dela cintica qumica y naturaleza de la reaccin, y de la cantidad de productodeseado se quiera generar para determinar su volumen. 8ependiendo de lanaturaleza de las especies a reaccionar, los reactores de mezcla completa puedenpresentar ciertas modificaciones. !ara citar un e#emplo prctico, en la sntesis de

compuestos orgnicos o)igenados a partir de alcoholes, es necesario uncalentamiento que catalice la reaccin, es por esto que entre los reactores detanque se tienen los denominados reactores con chaquetas de calentamiento, enlos cuales un fluido caliente transfiere calor a las paredes de la unidad paraproporcionar la energa necesaria a la reaccin a desarrollar. 5onsiste en unintercambiador de calor colocado en serie al reactor en donde el fluido realiza unrecorrido cclico, transportndose desde la salida caliente del intercambiador,

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entrando a la chaqueta del reactor, y saliendo fro para entrar al intercambaidor yser calentado nuevamente.

&eactor de tanque agitado con sistema de calentamiento

9tra alternativa para catalizar ciertas reacciones qumicas en las cuales elcalentamiento no basta es la implementacin de catalizadores slidos. Estamodificacin de los 5T& se conoce como reactores empacados. El ingenierodebe determinar cunta masa de catalizador necesita la reaccin en estudio paraevitar gastos innecesarios debido a que los catalizadores utilizados confrecuencia tienden a ser en algunas ocasiones relativamente costosos. :n e#emploprctico es la sntesis de glicerol a partir de la o)idacin de alcohol allico,utilizando catalizadores de ;olframio, por lo general slidos.

9tro de los reactores continuos a estudiar que tambin cuenta con gran utilidad anivel industrial, es el reactor de flu#o en pistn o reactor tubular 4!3&6. $l igual queel 5T&, opera de forma estacionaria, solamente que no se considera que laconcentracin de las especies es uniforme en toda la mezcla, sino que seincrementa progresivamente a medida que la reaccin se va dando en el haz detubos, y su conversin progresa a lo largo del recorrido. 5onsiste en un haz detubo que puede ser unitubular o pluritubular, dependiendo de la demanda delcompuesto deseado y de la disposicin del espacio en donde opere la unidad. u

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principal venta#a en comparacin al reactor de tanque agitado es que, al calcular elvolumen del reactor, en ingeniero consultor para la construccin puede buscar la

disposicin del reactor que implique el menor espacio posible, ya que el haz detubos puede construirse de varias maneras.

&eactor de 3lu#o !istn combinado con *ntercambiador de 5alor

$l igual que los reactores de mezcla completa, los &3! pueden contar con unintercambio de calor y empaques de catalizador que requiera la reaccin. En losreactores de flu#o pistn el calentamiento ms utilizado es el dise(o de unintercambiador de calor de doble tubo, en donde el interno pertenezca al delreactor, fluyendo el fluido de calentamiento por el e)terno. $lgunas veces es pocoeficiente este mtodo ya que la velocidad de los reactivos es ms rpida que lavelocidad del fluido de calentamiento, por ello, se emplean deflectores en el tuboe)terno para generar una turbulencia que ma)imice el intercambio de calor en lasparedes del reactor. Es por la cualidad de combinar un intercambiador de calor ensu misma estructura que es considerado uno de los reactores ms verstiles endiversas sntesis.

8ebido a que en el reactor de flu#o pistn a medida que los reactivos se desplazana lo largo del mismo, la conversin va incrementando, al momento de empacarlocon catalizador el ingeniero debe ser muy cuidadoso ya que debe saber laconversin e)acta de los reactivos en una posicin determinada para colocar elcatalizador, y luego, ms adelante en el haz de tubos, volver a empacar con otraconversin hasta alcanzar la m)ima al final del reactor. Es la principal desventa#aen comparacin con el reactor de mezcla completa ya que el empaque debehacerse progresivamente a medida que la conversin de los productos aumente.

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emos analizado cada uno de los casos por separado de cada uno de losreactores continuos ms utilizados, pero hay casos donde slo se puede alcanzarcierta conversin en uno de ellos, no necesariamente la m)ima, y el equipo nopuede promover una ms alta. En esos casos se cuenta con los sistemas dereactores, que no es ms que colocar un reactor de flu#o pistn y uno de tanque

agitado en serie. 5ul de los dos est primero va a responder a lasconsideraciones de dise(o y la naturaleza de la reaccin. e dan los casos endonde el &3! va primero que el 5T&, o viceversa, y en casos ms remotos setienen los mismos tipos de reactores en serie variando "nicamente los vol"menesde los mismos.

istemas de &eactores

Tericamente se sabe que para algunas reacciones determinadas en las cuales sequieran alcanzar altas conversiones, la serie &3!-5T&, es la ms indicada. 8eigual forma, los reactores continuos seguirn siendo los ms confiables en laproduccin de compuestos qumicos a gran escala, compuestos que estarn

destinados a cualquier campo que lo requiera, y que seguirn en las mentes de lossuspicaces que aun se preguntan dnde se producen.

!ara los suspicaces, les de#amos estos colosos de las reacciones qumicas.Esperamos sus comentarios ante la introduccin a este comple#o mundo inmersoen el comple#o mundo de la *ngeniera 'umica.