CE-100 - Unité d’Alimentation pour Réacteurs Chimiques

Référence : CE-100 Series
Présentation générale
Le réacteur constitue l’élément central d’une installation de production chimique. C’est au sein de celui-ci que les substances initiales (réactifs) interagissent pour former un nouveau produit. Le réacteur doit garantir des conditions optimales de réaction, notamment en ce qui concerne le contrôle de la température. Différents types de réacteurs sont utilisés selon les exigences du procédé.
Description du système
Le système CE-100 est conçu comme une unité d’alimentation compatible avec six types de réacteurs différents. Le réacteur à étudier est monté sur l’unité et maintenu en position par deux axes de fixation. Pour assurer un fonctionnement en continu, deux réservoirs destinés aux réactifs sont intégrés au dispositif.
L’unité d’alimentation et le réacteur sont reliés hydrauliquement par des flexibles équipés de raccords rapides, facilitant ainsi leur installation. Deux pompes assurent l’acheminement des réactifs vers le réacteur. Le temps de séjour des réactifs peut être ajusté via la vitesse des pompes.
Au sein du réacteur, les réactifs se transforment en produit. Un réservoir et une pompe supplémentaires sont dédiés à la récupération du produit. L’unité est également équipée d’un circuit d’eau chaude comprenant une pompe, un réservoir et un système de chauffage, permettant de réguler la température du réacteur.
Fonctionnalités et instrumentation
Le circuit d’eau froide peut être alimenté par le refroidisseur d’eau CS-100.20. La conductivité et la température dans le réacteur sont mesurées à l’aide d’un capteur combiné. L’armoire de commande intègre les dispositifs nécessaires au démarrage des agitateurs des différents réacteurs.
Les valeurs mesurées sont affichées numériquement sur l’armoire de commande. Elles peuvent également être transmises à un ordinateur via une connexion Ethernet, permettant leur analyse grâce au logiciel d’acquisition de données fourni.
Objectifs pédagogiques et expérimentations
En association avec un réacteur (CE-100.01 à CE-100.06) :
- Étude de la conception et du fonctionnement de différents types de réacteurs
- Analyse de la conversion en fonction du type de réacteur
- Influence du temps de séjour sur la conversion
- Influence de la température sur la conversion
- Influence de la concentration sur la conversion
- Étude des principes de la réaction de saponification
- Détermination de la distribution des temps de séjour
Spécifications
- Unité d’alimentation compatible avec 6 types de réacteurs chimiques
- Connexion des réacteurs via des flexibles équipés de raccords rapides
- Circuit d’eau complet avec réservoir, chauffage, régulateur de température, pompe et sécurité manque d’eau (compatible avec le refroidisseur CS 100.20)
- Contrôle de la température des réactifs et du réacteur
- Trois cuves en verre pour réactifs et produits
- Cinq pompes péristaltiques pour l’alimentation des réactifs et le transfert des produits
- Deux capteurs combinés pour la mesure de la conductivité et de la température
- Logiciel ADF pour acquisition de données via Ethernet (Windows 8.1, 10)
Données Techniques
Pompes péristaltiques (réactifs)
- Débit maximal : environ 180 mL/min
- Tuyau : 8,0 × 4,8 mm
Pompes péristaltiques (produits)
- Débit maximal : environ 420 mL/min
- Tuyau : 8,0 × 4,8 mm
Pompe à eau
- Débit maximal : 10 L/min
- Hauteur manométrique : 30 m
- Puissance : 120 W
Système de chauffage
- Puissance : 1500 W
Réservoirs
- Réactifs : 2 × 3 L
- Produit : 5 L
- Eau de chauffage : 8 L
Plages de mesure
- Conductivité : 2 × 0 à 100 mS/cm
- Température : 2 × 0 à 55 °C, 1 × 0 à 60 °C
- Débit : 1 × 0 à 240 L/min
Alimentation électrique
- 230 V, 50 Hz, monophasé
Contenu de la Livraison
- 1 unité expérimentale
- 2 capteurs combinés (conductivité et température)
- 1 logiciel ADF avec câble Ethernet
- 1 ensemble de supports pédagogiques
Conditions d’Utilisation
- Ordinateur requis avec système Windows recommandé
CE-100.01 - Réacteur Continu à Cuve Agitée
Présentation générale
Les réacteurs à cuve agitée peuvent fonctionner en mode continu ou discontinu. Les réacteurs discontinus sont généralement utilisés pour des productions en faible quantité ou pour des réactions lentes. En revanche, les réacteurs continus permettent une production fiable de grandes quantités de produit avec une qualité constante.
Le CE 100.01 fait partie d’une série d’équipements pédagogiques permettant l’étude de différents types de réacteurs. En association avec l’unité d’alimentation CE 100, il permet d’analyser le fonctionnement et le comportement d’un réacteur à cuve agitée en régime continu et discontinu.
Description du système
L’unité d’alimentation CE 100 intègre un circuit d’eau chaude ainsi que tous les éléments nécessaires au fonctionnement : connexions, pompes, réservoirs pour les réactifs et cuve de récupération du produit.
Le réacteur CE 100.01 est monté sur l’unité et maintenu en position par deux axes. Des raccords rapides permettent une connexion simple et rapide entre le réacteur et l’unité d’alimentation.
En fonctionnement continu, deux pompes assurent l’alimentation du réacteur en réactifs. Un agitateur garantit une homogénéisation efficace du mélange, favorisant ainsi le contact entre les réactifs et améliorant la réaction.
Le produit est formé par la réaction chimique des réactifs. Le mélange composé du produit et des réactifs non convertis est évacué par un trop-plein vers un réservoir de l’unité d’alimentation.
La hauteur du trop-plein est réglable, ce qui permet d’ajuster le volume du réacteur. Le temps de séjour des réactifs est contrôlé par la vitesse des pompes.
Contrôle thermique et mesures
Le réacteur est équipé d’un fond compartimenté servant d’échangeur thermique, permettant d’étudier l’influence de la température sur la réaction.
Le taux de conversion est déterminé par mesure de la conductivité. Un capteur combiné conductivité/température, fourni avec le système CE 100, permet d’effectuer ces mesures.
Les valeurs de conductivité et de température sont affichées numériquement sur l’armoire de commande. Elles peuvent également être enregistrées et analysées à l’aide du logiciel d’acquisition de données fourni.
Objectifs pédagogiques et expérimentations
- Étude des principes fondamentaux de la réaction de saponification
- Analyse de la conversion en fonction :
- du temps de séjour
- de la température
- de la concentration
Spécifications
- Réacteur continu à cuve agitée compatible avec l’unité d’alimentation CE 100
- Cuve en verre
- Trop-plein réglable en hauteur pour ajuster le volume du réacteur
- Réacteur équipé d’un agitateur
- Fond compartimenté en acier inoxydable servant d’échangeur thermique (connexion avec CE 100)
- Capteur pour la mesure de la conductivité et de la température via CE 100
- Régulation de la température assurée par l’unité CE 100
Données Techniques
Réacteur à cuve agitée
- Diamètre extérieur : 110 mm
- Diamètre intérieur : 100 mm
- Hauteur : 120 mm
- Volume réglable : 270 à 750 mL
Agitateur
- Vitesse de rotation : environ 330 tr/min
CE-100.02 - Réacteur Tubulaire
Présentation générale
Les réacteurs tubulaires sont des réacteurs fonctionnant en continu, permettant une production économique de grandes quantités de produits avec une qualité constante. Le CE 100.02 fait partie d’une série d’équipements pédagogiques conçus pour l’étude de différents types de réacteurs.
En association avec l’unité d’alimentation CE 100, il permet d’analyser le fonctionnement et le comportement d’un réacteur tubulaire dans diverses conditions opératoires.
Description du système
L’unité CE 100 comprend un circuit d’eau chaude ainsi que tous les éléments nécessaires au fonctionnement : connexions, pompes, réservoirs pour les réactifs et cuve de récupération du produit.
Le réacteur CE 100.02 est monté sur l’unité et maintenu en position par deux axes. Des raccords rapides assurent une connexion simple et rapide avec l’unité d’alimentation.
Les deux pompes de l’unité alimentent séparément les réactifs dans le réacteur via des buses distinctes. Les sorties des buses sont positionnées dans un raccord en T, permettant un mélange efficace des réactifs au centre de celui-ci.
Le mélange est ensuite introduit dans un tube hélicoïdal, dans lequel la réaction chimique se déroule. À la sortie, le mélange de produit et de réactifs non convertis est dirigé vers un réservoir de l’unité d’alimentation.
Le temps de séjour des réactifs dans le réacteur tubulaire est réglé en ajustant la vitesse des pompes.
Contrôle thermique et mesures
Le tube est immergé dans un bain d’eau connecté au circuit de chauffage de l’unité CE 100, permettant d’étudier l’influence de la température sur la réaction.
Le taux de conversion est déterminé par la mesure de la conductivité. Un capteur combiné conductivité/température, fourni avec le système CE 100, est utilisé à cet effet.
Les valeurs mesurées sont affichées numériquement sur l’armoire de commande et peuvent également être enregistrées et analysées via le logiciel d’acquisition de données inclus.
Objectifs pédagogiques et expérimentations
- Étude des principes fondamentaux de la réaction de saponification
- Analyse de la conversion en fonction :
- du temps de séjour
- de la température
- de la concentration
Spécifications
- Réacteur tubulaire compatible avec l’unité d’alimentation CE 100
- Tube hélicoïdal en plastique servant de réacteur
- Raccord en T avec deux buses pour le mélange des réactifs préchauffés
- Cuve transparente en PMMA servant de bain d’eau et connectée au circuit de chauffage du CE 100
- Capteur pour la mesure de la conductivité et de la température via CE 100
- Régulation de la température assurée par l’unité CE 100
Données Techniques
Réacteur tubulaire
- Diamètre intérieur : 6 mm
- Volume du réacteur : environ 280 mL
- Matériau : PA (polyamide)
Bain d’eau
- Diamètre intérieur : 132 mm
- Diamètre extérieur : 140 mm
- Capacité : 2 L
- Matériau : PMMA (polyméthacrylate de méthyle)