Fındıkta Fenolojik Gözlemler 44

Neste tipo de reator, parte do efluente do reator é recirculada para junto da corrente de alimentação de reagentes. Caso a taxa de recirculação seja muito alta, o comportamento do processo passa a se aproximar ao de um CSTR, alargando conseqüentemente a distribuição dos tempos de residência e de tamanhos de partículas. Além disso, em virtude dessa semelhança com o comportamento de um reator CSTR, em determinadas condições específicas, são produzidas oscilações que

podem se tornar auto-sustentadas. Estas oscilações são caracterizadas por golpes de renucleação de partículas causados pela instabilidade no controle do número de partículas e da concentração de emulsificante.

O reator tubular contínuo com reciclo pode ser usado de modo vantajoso para a obtenção de altas taxas de conversão. Isto é possível porque altas taxas de transporte de calor são atingidas devido às características geométricas do reator. Devido a essa vantagem os efeitos das características operacionais desse tipo de reator vêm sendo estudados, (ABAD et al., 1995a; ABAD et al., 1995b; ABAD et al., 1995c; ARAÚJO et al., 1998; ARAÚJO et al.,1999; ARAÚJO et al., 2000; ARAÚJO et al., 2001).

O estudo da copolimerização em emulsão de acetato de vinila e acrilato de butila, conduzido em um reator tubular contínuo com reciclo, foi realizado por POORMAHDIAN e BATAILLE (2000). Nesse trabalho foram avaliados os efeitos das condições operacionais sobre a conversão, tamanho de partículas e composição do copolímero formado. Foram avaliadas diferentes velocidades de escoamento e diferentes composições dos monômeros alimentados. A partir daí conclui-se que a quantidade de acrilato de butila alimentada e a velocidade de escoamento influenciavam fortemente a distribuição do tamanho de partículas e a composição do copolímero, podendo-se evitar a alta deriva de composição característica de reatores batelada. Determinaram-se também velocidades ótimas de escoamento onde eram alcançadas máximas taxas de conversão. Estas velocidades variam de acordo com a composição dos monômeros alimentados.

LEE et al. (1990) estudaram o efeito do tempo de residência médio sobre a performance de um reator tubular contínuo com reciclo e verificaram um aumento seguido de uma queda nos valores tanto da conversão de monômero como da concentração de partículas na etapa transiente, até alcançar o regime permanente, e cujas amplitudes aumentavam com o incremento do tempo médio de residência. Estas amplitudes podem ser minimizadas utilizando-se diferentes estratégias de partida. No trabalho realizado por ABAD et al. (1994) verificou-se que a melhor estratégia para o

reator contínuo com reciclo estudado era o arranque do processo com o reator carregado com um látex produzido a partir de uma polimerização prévia.

Na investigação realizada por ARAÚJO et al. (1999) foi estudado o efeito de várias condições experimentais (temperatura, tempo de residência e concentração de iniciador) sobre o desempenho do processo contínuo de copolimerização de acetato de vinila e Veova 10® em emulsão conduzida num reator tubular com reciclo. Os resultados deste estudo mostraram que, para este tipo de processo, não podem ser alcançados simultaneamente desempenhos ótimos de produção e de qualidade do produto. Neste caso, deve-se alcançar uma relação ótima entre qualidade do produto e a taxa de produção do processo. ARAÚJO et al. (2001) também determinaram as condições ótimas de operação de modo a aumentar não só a taxa de conversão do processo como também a qualidade do produto obtido. Tais condições, que não devem ser as mesmas que são aplicadas no início do processo, estão relacionadas a um regime pseudo-estacionário, no qual altas taxas de conversão são obtidas com baixos tempos de residência, baixas temperaturas e baixas concentrações de iniciador.

Em um estudo sobre o efeito do regime de escoamento sobre a polimerização em emulsão em um reator tubular com reciclo, realizado por ROLLIN et al. (1977) foram realizadas polimerizações isotérmicas em emulsão de estireno empregando-se concentrações de emulsificante próximas à concentração micelar crítica, CMC. Verificou-se que a taxa de polimerização alcançou valores máximos na fase de transição entre regimes de escoamento laminar e turbulento. Neste caso, do mesmo modo que na polimerização em emulsão em batelada, a turbulência excessiva do escoamento da emulsão aumenta a área superficial das gotas de monômero, as quais passam a deslocar emulsificante do meio dispersante, diminuindo a formação de micelas e a taxa de conversão. Por outro lado, a baixa turbulência do meio reacional pode limitar a taxa de reação no reator tubular devido a fatores difusionais. Já nas polimerizações em emulsão em batelada, a queda na taxa de conversão com a baixa agitação se deve à coalescência excessiva das gotas de monômero com a conseqüente segregação de fases.

No trabalho de PAQUET e RAY (1994a) destaca-se a importância do regime turbulento para manter uma mistura eficiente da emulsão. Por outro lado o regime turbulento excessivo pode causar a coagulação de emulsões fracamente estabilizadas. O regime laminar em reatores tubulares, sem recheios ou anteparos internos, se caracteriza pela ausência de mistura radial, afetando o transporte de calor e de massa do meio reacional e podendo causar também a coalescência de gotas de monômero, separando-as da fase dispersante. Esta segregação pode ser responsável pela possível formação de coágulos em pontos de estagnação do escoamento, tais como locais de amostragem no interior do reator.

O estudo do efeito do recheio em uma polimerização em emulsão de metil metacrilato, conduzida em modo descontínuo com reciclo num reator tubular com duas seções, a primeira seção com reciclo, realizado por FAN et al. (2005) indicou que o recheio do tipo Sulzer SMXL ajuda a manter a estabilidade da emulsão favorecendo o controle de temperatura. Esta conclusão confirma o resultado do estudo anterior feito no mesmo equipamento sem reciclo, (FAN et al., 2003) indicando que escoamentos próximos ao do tipo pistonado podem ser obtidos na presença de homogenizadores estáticos tais como os do tipo de recheio utilizado. Portanto, os inconvenientes ocasionados por uma distribuição de tempos de residência larga, tais como os obtidos no CSTR, podem ser evitados neste caso.