Uma enzima específica atua como catalisador na fermentação do reagente A. Para uma dada concentração de enzima na corrente aquosa de entrada ( 25 L / min ), encontre o volume necessário do reator de mistura perfeita (CSTR), para converter 95 % do reagente A(CA0=1 mol / L). A cinética da fermentação, nesta concentração específica da enzima é: A R.
Dado:
(-rA)=0,1 CA1+0,5 CA, mol / L s

Passo 1

Beleza, então o enunciado diz que a gente tem um CSTR (reator de mistura perfeita) onde a enzima faz a reação
A → R, com cinética
(mol /L·s).
O fluxo de entrada é de 25 L/min com mol/L, e a gente quer 95 % de conversão de A.
Conteúdo: balanço de massa para reator contínuo e aplicação da cinética.

Passo 2

Primeiro, 95 % de conversão significa que a fração de A que sobra é 5 %, logo
CA = (1 - 0,95),CA0 = 0,05 times 1 = 0,05 mol/L
Isso é o dentro do reator em regime estacionário.

Passo 3

Como a taxa de reação está em mol/L·s, a gente precisa do fluxo em L/s.
Q = 25;Lmin = 2560;Ls approx 0,4167;Ls

Passo 4

No balanço de massa estacionário pro CSTR vale
Q,CA0 - Q,CA - V,(-rA) = 0
Isso leva a
V = Q,(CA0-CA)-rA
Note que é positivo e representa a taxa de consumo de A.

Passo 5

Agora calculamos -rA = 0,1 times 0,051 + 0,5 times 0,05 = 0,0051 + 0,025 = 0,0051,025 approx 0,004878;mol/(L·s) para mol/L:

Passo 6

Com tudo em mãos,
V = 0,4167;(1 - 0,05)0,004878 = 0,4167 times 0,950,004878 approx 81,2;L

Resposta

O volume necessário do CSTR é, aproximadamente, 81 L.

Exercícios relacionados