ריאקטור

ריאקטור הוא כלי בו מתבצעת תגובה כימית.

הריאקטורים הנפוצים בתעשייה

• ריאקטור מנתי (Batch Reactor).
• ריאקטור בחוש רציף (CSTR).
• ריאקטור צינורי (PFR).

בריאקטור מנתי אין כניסה ויציאה של מגיבים או תוצרים במהלך הראקציה.

הריאקטור ישמש בדרך כלל לתגובות בפאזה נוזלית. בריאקטור מנתי אידאלי הריכוזים משתנים עם הזמן אולם הריכוז בכל נקודה בריאקטור בזמן מסוים זהה (בחישה אידאלית). נוסף לכך גם הטמפרטורה בריאקטור בזמן מסוים זהה בכל נקודה בריאקטור ומשתנה עם הזמן בהתאם לאופי הריאקציה (אקסותרמי - עולה, אנדותרמי יורדת).

בריאקטור רציף ישנה כניסה ויציאה של מגיבים/תוצרים מתוך ואל הריאקטור במהלך התגובה. ריאקטור CSTR נפוץ בתעשייה ומשמש בעיקר לתגובות בפאזה נוזלית.

בעבודה בריאקטור CSTR אידאלי הריכוזים אינם משתנים כפונקציה של הזמן ו/או המקום. הזנת המגיבים מתבצעת במקביל להוצאת התוצרים, כאשר ריכוז המגיב בריאקטור אחיד ושווה לריכוזו ביציאה. עם כניסת המגיב לריאקטור ריכוזו יורד מיד לריכוז היציאה. הטמפרטורה יכולה להשתנות עם הזמן אם הריאקטור מבודד או להישאר איזותרמי עם חימום קירור (שוב בהתאם לריאקציה). ב-CSTR אידאלי גם הטמפרטורה במכל אחידה ושווה לזו של החומר ביציאה מהריאקטור.

ריאקטור PFR משמש למגוון סוגי תגובות - תגובות בפאזה גזית אחידה, תגובות בפאזה נוזלית אחידה ותגובות גז-נוזל או גז-מוצק-נוזל.

ריאקטור PFR הוא ריאקטור רציף, אך להבדיל מריאקטור CSTR בריאקטור PFR ישנו שינוי רציף של ריכוזי מגיבים ותוצרים לאורך הריאקטור ולא נפילה מיידית לריכוז יציאה. הריכוז בריאקטור משתנה כתלות במיקום אך לא עם הזמן (במצב עמיד).

סוגי ריאקטורים צינוריים

• ריאקטור צינורי בוכנתי (PFR) בו הזרימה בוכנתית, טורבולנטית ומהירה יחסית.
• ריאקטור צינורי למינרי (LFR) בו הזרימה למינרית ובאופן יחסי איטית.
• ריאקטור צינורי ממולא (Packed Bed). חלק מסוים מנפח הריאקטור ממולא בחלקיקי קטליזטור מוצק, אשר הראקציה מתבצעת על פניו. הזרימה בריאקטור מתבצעת בחללים הפנויים בין חלקיקי הקטליזטור, ולכן טורבולנטית. אופן זרימה זה מגביר את הבחישה הרדיאלית, ומקנה לריאקטור זה אופי דומה לשל PFR.

קישורים חיצוניים

• ייצור ביו-ריאקטורים
• ייצור דלקים נוזליים וכימיקלים ירוקים מפחמן דו-חמצני ומים, כתב העת אקולוגיה וסביבה, אוקטובר 2015