11.6 I reattori chimici 557 si dei legami piuttosto forti, tali da resistere al dilavamento operato dal mezzo di reazione, decisamente più forte in fase liquida che in fase gassosa. Non sempre il problema è di facile soluzione, spesso il catalizzatore eterogeneizzato risulta meno attivo o la sua attività decade rapidamente nel tempo. Con le cellule, che per le loro dimensioni presentano meno problemi, si utilizzano già fermentatori a biomassa adesa o con cellule intrappolate in matrici polimeriche altamente porose. 11.6 I REATTORI CHIMICI Il reattore chimico è quell apparecchiatura in cui si fanno avvenire le reazioni chimiche implicate in un dato processo. Le dimensioni, le condizioni operative, le caratteristiche chimico-fisiche della reazione e delle sostanze che vi partecipano possono essere molto diverse. Ne consegue che i reattori possono essere di vario tipo, anche se tutti hanno la caratteristica di mettere opportunamente in contatto i reagenti tra loro e con l eventuale catalizzatore. Con la scelta e il dimensionamento del reattore, frutto della sintesi degli aspetti tecnologici, economici e della sicurezza, se ne consegue l ottimizzazione. Nei paragrafi che seguono verranno illustrate le caratteristiche generali dei principali tipi di reattore, rimandando al prossimo volume gli approfondimenti relativi al comportamento cinetico. 11.6.1 Reattori continui e discontinui Criteri di scelta tra tipo continuo o discontinuo Nei reattori discontinui i reagenti, solventi, ecc. vengono caricati all inizio della reazione. Raggiunta la conversione voluta si ferma la reazione e si scaricano i prodotti. Il tipico reattore discontinuo è il tino, abitualmente munito di agitazione. Se è adatto a lavorare sotto pressione viene chiamato anche autoclave. Nei reattori continui i reagenti sono alimentati in continuo come pure in continuo sono estratti i prodotti. I reattori continui possono essere tubolari, a tino agitato, a torre, ecc. Oltre ai reattori continui e discontinui, si possono avere anche i reattori semicontinui, in cui solo alcuni reagenti o alcuni prodotti sono alimentati o estratti in continuo. I reattori semicontinui generalmente permettono di mantenere bassa la concentrazione di un reagente o di un prodotto. Così, p. e., nelle esterificazioni si allontana continuamente l acqua che si forma come vapore per spostare a destra l equilibrio di reazione, oppure in molte fermentazioni si alimentano i nutrienti e l aria in continuo. I reattori discontinui si preferiscono per piccole produzioni, specie se di diverso tipo, perché permettono maggiore flessibilità e costano meno dei continui. Anche il passaggio di scala dal laboratorio alla produzione è meno problematico. Di contro, i continui sono preferiti per le grosse potenzialità che possono ripagare i superiori investimenti, grazie alla migliore ottimizzazione del processo, alla qualità costante dei prodotti, alla minore incidenza della mano d opera, alla più facile automazione. Per cui il criterio di scelta è essenzialmente economico, anche se talvolta possono incidere altri fattori, come la necessità di operare per lotti, tipica di alcune industrie