Distribuição de tempos de residência em reatores contínuos do tipo tanque agitado (CSTRS)

Resumo

Um reator de mistura contínuo (CSTR) em escala piloto e três reatores CSTR em série foram utilizados para estudar o comportamento fluidodinâmico quando submetidos a variações de vazão e de agitação. O objetivo principal do presente trabalho foi determinar os tempos de residência dos reatores, comparando-os com os teóricos para diagnosticar possíveis desvios da idealidade. Por meio de uma perturbação “tipo pulso”, 10 mL do traçador azul de metileno, com concentração de 0,4 g/L, foi injetada, de uma só vez, em um curto período de tempo, na corrente de alimentação. Com tempos previamente estabelecidos, foram retiradas amostras na corrente de saída do primeiro reator (um único CSTR) e do terceiro reator (três reatores CSTR em série). Em seguida, com a ajuda de um espectrofotômetro realizou-se a leitura das concentrações dessas amostras. Com os valores obtidos, foi descoberto o tempo médio de residência e comparado com os valores teóricos. Foram utilizadas duas vazões: uma baixa de 4,23 mL/s e uma alta de 9,63 mL/s (um CSTR) e 11,00 mL/s (três CSTRs em série). Para cada caso, em um primeiro momento o sistema não tinha agitação e, na sequência, uma agitação moderada. Com os resultados obtidos, pode-se concluir que o reator CSTR e os três reatores em série apresentaram tempos médios de residência um pouco menores que o tempo espacial, indicando a presença de zonas mortas, mas, de modo geral, seus comportamentos fluidodinâmicos são muito próximos do ideal.

Palavras-chave: Reator CSTR. Reator real. Reator ideal. Distribuição de tempo de residência.