Question

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

Answer 1

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 $min^{-1}$. 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!