Réacteur (chimie)

En chimie, un réacteur est une enceinte ou récipient apte à la réalisation et l'optimisation de réactions chimiques et généralement de procédés de transformation de la matière (génie des procédés). Le but recherché dans un réacteur est l'homogénéité du milieu réactionnel du point de vue de la température et du mélange des réactifs. Par exemple : cuve : réacteur ouvert à l'atmosphère permettant de faire une transformation chimique ; bioréacteur : réacteur permettant de faire une transformation biologique. Dans le cas d'une fermentation, on utilise aussi le terme de fermenteur ; grignard : réacteur permettant de travailler sous légère pression ou dépression ; autoclave : réacteur permettant de travailler sous forte pression. En fonction des limitations imposées par la sécurité, la thermodynamique ou la cinétique, l'ingénieur-chimiste est chargé de dimensionner le réacteur afin d'optimiser la performance du procédé. Comme il n'est pas possible d'obtenir un taux de conversion de 100 %, un bon dimensionnement permet de réduire les coûts de séparation et de réduire la quantité de déchets. Il existe des réacteurs de toutes tailles et de toutes formes. Dans les procédés continus, le réacteur est en général construit sur mesure, en fonction des spécificités de la réaction. Dans les procédés discontinus, on utilise des réacteurs polyvalents normés. Les réacteurs sont construits en acier inoxydable (le plus courant), en émail (pour des réactions avec des acides ou autres produits corrosifs), voire en titane ou en hastelloy pour des réactions particulièrement corrosives. La structure générale des réacteurs est une cuve avec un système de contrôle de température. Il existe différentes configurations pour le contrôle de température : un manteau situé tout autour de la cuve où circule le fluide caloporteur ; le demi-tube soudé autour de la cuve où circule de manière forcée le fluide caloporteur ; l'échangeur de chaleur interne (serpentin placé dans la cuve) et l'échangeur de chaleur externe (le mélange réactionnel de la cuve est pompé à l'extérieur de la cuve, passe dans un échangeur de chaleur, puis est renvoyé dans la cuve).