Plantas Piloto Educativas de Ingeniería Química
Planta Piloto Educativa de Reacción Catalítica Gas-Sólido de Lecho Fijo
Número de artículo : LPK-GDCQG
El precio varía según Especificaciones y personalizaciones
- Configuración del reactor
- Reactor tubular de lecho fijo (acero inoxidable o cuarzo, dimensiones personalizables)
- Control de calefacción y temperatura
- Horno de división programable con controladores PID multizona y sensores de termopar
- Control de alimentación y flujo
- Controladores de flujo másico de precisión (MFC) con bomba dosificadora de líquido opcional
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Introducción
La Planta Piloto Educativa de Operaciones Unitarias de Reacción Catalítica Gas-Sólido de Lecho Fijo es una plataforma de aprendizaje a escala de laboratorio diseñada para laboratorios de ingeniería química e ingeniería de reacción. Esta unidad permite a estudiantes de pregrado y posgrado investigar los fundamentos de la catálisis heterogénea, la cinética de reacción gas-sólido, la evaluación de catalizadores y la dinámica de reactores. Al utilizar un horno programable de tipo dividido y una estación de trabajo industrial integrada, el sistema conecta los conceptos teóricos de los libros de texto con la operación práctica y la adquisición de datos estándar de la industria.
Para adaptarse a diferentes espacios de laboratorio, requisitos de planes de estudio y enfoques de investigación, esta planta piloto presenta un diseño flexible. Tanto las configuraciones de hardware (incluidas las dimensiones del reactor, los rangos de flujo y los tipos de sensores) como las interfaces de control de software pueden personalizarse para cumplir con los objetivos educativos específicos de su institución.
Funciones de Enseñanza Clave y Ventajas
- Operaciones Prácticas del Reactor: Los estudiantes adquieren experiencia práctica en el montaje, la carga y el funcionamiento de un reactor tubular de lecho fijo, ayudándoles a comprender los patrones de contacto gas-sólido y las características del flujo.
- Evaluación y Regeneración de Catalizadores: El sistema admite flujos de trabajo experimentales de múltiples pasos, lo que permite a los estudiantes evaluar la actividad catalítica, evaluar la desactivación con el tiempo y realizar los procesos de regeneración in situ del catalizador.
- Control de Procesos de Grado Industrial: Equipado con una PC de panel industrial con pantalla táctil, la unidad introduce a los estudiantes a las interfaces de control industrial del mundo real, el registro de datos y el ajuste automático de bucles PID.
- Características de Seguridad Avanzadas: El sistema incluye alarmas automáticas de sobretemperatura y sobrepresión vinculadas al hardware, con interbloqueos de seguridad para mantener un entorno de aprendizaje seguro en los laboratorios estudiantiles ocupados.
- Diseño de Horno Dividido Conveniente: El horno de calentamiento presenta una configuración de apertura dividida, lo que permite un enfriamiento rápido y seguro, así como un acceso sencillo para la instalación del tubo del reactor o el reemplazo del catalizador.
Especificaciones Técnicas y Módulos Experimentales
| Componente del Sistema / Módulo | Descripción Técnica y Parámetros | Conceptos Curriculares Relacionados |
|---|---|---|
| Configuración del Reactor | Reactor tubular de lecho fijo (opciones de acero inoxidable o cuarzo, dimensiones personalizables) clasificado para operaciones de alta temperatura. | Dinámica de lecho empacado, fracción de vacíos, carga de lecho catalítico. |
| Calentamiento y Control de Temperatura | Horno eléctrico dividido programable con controladores de temperatura PID multizona y sensores termopar. | Cinética de reacción, energía de activación, efectos térmicos en reactores. |
| Alimentación y Control de Flujo | Controladores de flujo másico de precisión (MFC) para alimentaciones de gas; bomba dosificadora opcional para alimentaciones de vaporización de líquidos. | Velocidad espacial (GHSV/LHSV), distribución del tiempo de residencia, estequiometría. |
| Control e Instrumentación | PC de panel industrial con software integrado de adquisición de datos, visualización de parámetros en tiempo real y exportación de datos históricos. | Control de procesos, calibración de sensores, adquisición de datos computarizada. |
| Interbloqueos de Seguridad | Válvulas de apagado de seguridad de sobrepresión y sobretemperatura de doble nivel y alarmas audibles/visuales. | Gestión de seguridad de procesos, alivio de presión, estándares de seguridad industrial. |
| Capacidad Experimental | Prueba de actividad catalítica, cálculo de tasa de conversión, ciclos de regeneración y determinación de parámetros cinéticos. | Tasas de reacción, desactivación del catalizador, gráficos de Arrhenius, cinética de regeneración. |
Alineación Académica e Integración Curricular
Esta planta piloto educativa está diseñada para apoyar cursos de laboratorio básicos dentro de los programas de Ingeniería Química, Ingeniería Ambiental, Química Aplicada y Química Industrial. Al transformar modelos matemáticos abstractos en fenómenos físicos, la unidad ayuda a los estudiantes a visualizar y analizar comportamientos de reacción complejos.
Los módulos experimentales y los parámetros operativos de este sistema corresponden directamente a los conceptos fundamentales detallados en los libros de texto clásicos de ingeniería:
- Catálisis Heterogénea y Diseño de Reactores: La unidad proporciona validación práctica para temas cubiertos en Elementos de Ingeniería de Reacciones Químicas, como la cinética de desactivación del catalizador, las limitaciones de difusión externa, los factores de efectividad y las ecuaciones de diseño para reactores de lecho empacado.
- Fenómenos de Transporte en Lechos Empacados: Los estudiantes pueden estudiar las limitaciones de transferencia de calor y masa dentro de las pastillas catalíticas porosas y a través de la capa límite gas-sólido, alineándose con las teorías presentadas en Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias.
- Operaciones Unitarias de Flujo de Fluidos y Transferencia de Calor: La caída de presión a través del lecho catalítico y los perfiles térmicos dentro del horno demuestran directamente la mecánica de fluidos de las columnas empacadas y los mecanismos de transferencia de calor discutidos en Operaciones Unitarias de Ingeniería Química.
- Control de Procesos y Síntesis de Sistemas: La integración de sensores, bucles de control e interbloqueos de seguridad permite a los instructores hacer referencia a principios de diseño y seguridad prácticos destacados en Diseño de Ingeniería Química.
Para garantizar que el equipo se integre sin problemas con su plan de estudios e infraestructura de laboratorio existentes, LABPARK brinda soporte integral tanto para la personalización de hardware como de software. Ya sea modificando las configuraciones de alimentación para mezclas de gases específicas o adaptando las interfaces del software de control para que coincidan con estilos de instrucción particulares, la plataforma puede configurarse para satisfacer las necesidades exactas de su departamento.
Sobre LABPARK
LABPARK ha dedicado más de 20 años a servir a la educación superior, entregando equipos de laboratorio robustos y de alta calidad diseñados para preparar a la próxima generación de ingenieros e investigadores. Nos enfocamos en proporcionar plantas piloto educativas avanzadas y aparatos experimentales en seis campos principales: química, ingeniería química, biología, ingeniería de alimentos, farmacéutica e ingeniería ambiental.
Con el respaldo de una base de producción e I+D de última generación de 49.000 metros cuadrados, nuestro equipo innova continuamente para cumplir con los estándares educativos en evolución, contando con 209 patentes técnicas. Hasta la fecha, LABPARK ha establecido colaboraciones exitosas con más de 289 universidades y colegios en todo el mundo, ayudando a las instituciones a construir laboratorios de ingeniería más seguros, efectivos y alineados con el plan de estudios.
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