O processo de produção de um polímero (P) a serutilizado como biomaterial pode ocorrer por rotamicrobiológica. Esse processo é conduzido em umreator de mistura perfeita (CSTR) em fase aquosa,utilizando um resíduo agroindustrial rico em glicose(A) como substrato. A equação que representa essareação é A → P.A vazão volumétrica de entrada e saída do reatoré de 25 L/min com uma concentração inicial deglicose de 1 mol/L. Considere a cinética da reaçãode primeira ordem com a constante cinética igual a0,2 min^-1.Com base nas informações apresentadas, assinale aopção que apresenta o volume necessário do reator(em litros) para obter 95% de conversão de glicose.A 22,75 L.B 227,5 L.C 555,0 L.D 2 275 L.E 5 550 L.
#ENADE
Respostas
O volume do reator deve ser de 2375 L. Essa questão foi anulada no Enade 2019, pois nenhuma alternativa correspondia ao valor correto.
O reator CSTR (continuous stirred-tank reactor), é um reator com fluxo contínuo de entrada e saída, ou seja, no meio reacional há conversão contínua dos reagentes em produtos.
Para esse tipo de tanque, a equação de projeto para estimativa do volume é feita através da vazão molar de entrada do reagente limitante (Fao), a conversão (Xa) e a velocidade de reação (-ra).
V = Fao*Xa / (-ra)
Fao = 25 L/min * 1 mol/L = 25 mol/L
Xa = 0,95
A reação é de primeira ordem a = 1, a concentração inicial de A é 1 mol/L e a constante cinética (k) é de 0,2 . Logo, a velocidade de reação deve ser:
(-ra) = k*Ca
Ca = Cao(1 - Xa) = 1*(1-0,95) = 0,05 mol/L
(-ra) = 0,2*0,05 = 0,01 mol/(L*min)
Resolvendo a equação de projeto para o CSTR, temos:
V = Fao*Xa / (-ra)
V =25*0,95 / 0,01 = 2375 L
O volume do reator CSTR para conversão de glicose em polímero deve ser de 2375 L.
OBS: Essa questão foi anulada no Enade 2019, pois nenhuma alternativa correspondia ao valor correto.
Espero ter ajudado!