Come già spiegato nel capitolo relativo ai reattori, il reattore chimico è un contenitore nel quale deve avvenire una reazione chimica.
Il ricercatore progetta questo contenitore in funzione di quello che deve avvenire al suo interno.
Colaver realizza molti tipi di reattore chimico per i principali centri di ricerca e sviluppo di Università e aziende private.
Quale tipo di reattore chimico?
I diversi tipi di reattore chimico si differenziano tra loro per diversi elementi.
In primo luogo per il tipo di reazione che deve avvenire nel contenitore. Poi, a seconda delle sostanze utilizzate nella reazione. Infine per il modo in cui si svolge la reazione: se in modo continuo o discontinuo.
La realizzazione del reattore chimico deve fare in modo di garantire la migliore resa del processo. Deve essere il più economico possibile e deve evitare pericoli per la sicurezza degli operatori. Questo aspetto è molto importante perché le sostanze utilizzate possono essere tossiche o possono produrre reazioni violente.
Diversi tipi di reattore chimico
Come progettare e realizzare un reattore chimico
Quando Colaver realizza un reattore cerca di mantenere un livello alto per la qualità dei materiali utilizzati. Ma allo stesso tempo utilizza la quantità minima necessaria di materia prima per mantenere costi accessibili.
In laboratorio, oltre al costo dell'operatore, va calcolato anche il costo di questi strumenti da far realizzare.
Inoltre è necessario calcolare anche il cost dell'energia spesso necessaria per agitare o per riscaldare le sostanze. A volte anche per raffreddare.
Quando Colaver realizza un reattore tiene conto che in questo contenitore devono avvenire questi processi:
- i reagenti devono essere miscelati
- questa miscelazione deve poter essere ottenuta anche con agitatori
- la temperature deve poter essere controllata
- anche la pressione deve poter essere determinata
- le condizioni di temperatura e pressione possono essere mantenute con apparecchi come condensatori, pompe, scambiatori di calore, ecc.
Quale reattore usare in laboratorio
Cerchiamo di capire meglio che tipo di reattori sono utilizzati in laboratorio.
I processi chimici posso essere suddivisi in due grandi tipologie: continui e discontinui.
Allo stesso modo anche i reattori si differenziano secondo questa caratteristica.
Il reattore chimico continuo lavora 24 ore su 24 a condizioni costanti. Questo tipo di impianto non si ferma mai, se non per i normali interventi di manutenzione. Di solito la manutenzione ha cadenza annuale.
Il reattore che agisce in modo discontinuo, solitamente opera secondo i cicli di carico, reazione e svuotamento.
Alcuni tipi di reattore utilizzano un catalizzatore eterogeneo al proprio interno.
In questo caso, nella progettazione si dovrà predisporre lo spazio entro il quale posizionare il catalizzatore eterogeneo. Questo spazio è il cosiddetto "letto".
Il catalizzatore, solitamente allo stato solido, può essere fisso o mobile.
Ecco un elenco di alcuni reattori che utilizzano il catalizzatore eterogeneo per scatenare le reazioni desiderate:
reattori bifase fluido-solido (reattore agitato, reattore Carberry, reattore a letto fisso assiale o radiale, reattore a letto mobile trascinato o fluidizzato)
reattori trifase a letto fisso (per esempio a gocciolamento)
reattori trifase a letto mobile
Per approfondire gli aspetti più generali del reattore da laboratorio clicca qui