Uma enzima específica atua como catalisador na fermentação do reagente A. Para uma dada concentração de enzima na corrente aquosa de entrada (
), encontre o volume necessário do reator de mistura perfeita (CSTR), para converter
do reagente
. A cinética da fermentação, nesta concentração específica da enzima é:
.
Dado:
Dado:
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.
A → R, com cinética
O fluxo de entrada é de 25 L/min com
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
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.
Passo 4
No balanço de massa estacionário pro CSTR vale
Isso leva a
Note que
é positivo e representa a taxa de consumo de A.
Passo 5
Agora calculamos
para
mol/L:
Passo 6
Com tudo em mãos,
Resposta
O volume necessário do CSTR é, aproximadamente, 81 L.