Reaktionsteknik

Reaktionsteknik, eller kemisk reaktionsteknik, är en disciplin inom kemiteknik som studerar hur kemiska ämnen omvandlas genom reaktioner. Målet är att förstå, modellera och optimera omvandlingen i olika reaktormiljöer, med hänsyn till kinetik, termodynamik, värme- och massöverföring samt blandning. Viktiga problemställningar är hur man dimensionerar och väljer reaktortyp samt hur temperatur och tryck kontrolleras för att uppnå önskad konvertering och selektivitet.

Typiska reaktorer inkluderar batchreaktorer, pluggflödesreaktorer och kontinuerliga blandningsreaktorer. Modelleringen bygger ofta på hastighetslagar, temperaturberoende som följer Arrhenius-ekvationen samt mass- och energi-balans. Vid design används uppehållstidsfördelning (RTD) och olika dimensionella ekvationer för att förutsäga hur reaktorn svarar på ändringar i flöden och villkor. Särskild hänsyn tas till katalysatorer, parallella eller seriekedjereaktioner samt transportbegränsningar i hur mediet blandar sig och hur värme avleds eller tillförs.

Analytiska verktyg inkluderar lösning av differentialekvationer, bedömning av dimensionlessa tal som Damköhler-tal samt optimering av driftpunkter och kontrollstrategier. Reaktionsteknik används inom petrokemikalier, läkemedelsproduktion, bioreaktorer och livsmedelsbearbetning, där säkerhet och risker som termiska runaway och temperaturgradienter kräver noggrann hantering.

Skalförändringar kräver förståelse för hur blandning, värmetransport och massöverföring ändras mellan laboratorie- och industriproduktion. Forskning och utbildning inom området fokuserar på modellering, experiment och praktisk tillämpning.