O processo de produção de um polímero ( P ) a ser utilizado como biomaterial pode ocorrer por rota microbiológica. Esse processo é conduzido em um reator de mistura perfeita (CSTR) em fase aquosa, utilizando um resíduo agroindustrial rico em glicose (A) como substrato. A equação que representa essa reação é
.
A vazão volumétrica de entrada e saída do reator é de
com uma concentração inicial de glicose de
. Considere a cinética da reação de primeira ordem com a constante cinética igual a
. Com base nas informações apresentadas, assinale a opção que apresenta o volume necessário do reator (em litros) para obter 95% de conversão de glicose.
A vazão volumétrica de entrada e saída do reator é de
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem um reator CSTR (mistura perfeita) que está transformando glicose (A) em polímero § seguindo cinética de primeira ordem.
Dados principais:
• Vazão volumétrica de entrada/saída
• Concentração de alimentação
• Constante cinética
• Conversão desejada (95%)
Matéria: balanço de massa em estado estacionário para reator CSTR e cinética de primeira ordem. Vamos precisar do balanço e da expressão de conversão para CSTR.
Dados principais:
• Vazão volumétrica de entrada/saída
• Concentração de alimentação
• Constante cinética
• Conversão desejada
Matéria: balanço de massa em estado estacionário para reator CSTR e cinética de primeira ordem. Vamos precisar do balanço e da expressão de conversão para CSTR.
Passo 2
No regime estacionário, o balanço de massa para o reagente A em CSTR é:
Aqui,
é a concentração de A na saída. A conversão é
Da equação de balanço isolamos
:
Logo, a conversão vira
Passo 3
Isolando o volume
em função de
:
Passo 4
Só colocar os números:
Resposta
O volume necessário do reator é de 2375 L.