A mixing model for diagnosing reacting tracers and tracing reactants in chemical and biochemical processes

It has previously been shown (Tanner et al., 1985) that biochemical and chemical reaction processes of the Type A B C can lead not only to kinetic hysteresis between the rate of formation of C and the concentration of species B in batch processes, but also hysteresis between those variables in a closed, imperfectly mixed (two zone) batch reactor. Furthermore, crossplotting the intermediate reactant, B, in one region of the poorly mixed reactor against B from the other major region leads to a clockwise hysteresis curve which is defined by both its area and the coordinate phase angle. This paper shows that the earlier analysis (Tanner et al., 1985) can be extended to the more general system A B, where A in one region of the vessel is crossplotted against A measured in the other region. With an initial concentration of A* in one zone equal to its highest concentration, the inscribed area double-valued crossplot of A, uniquely defines the system in terms of the inter-vessel flowrate to reaction rate constant ratio, D/k. Des travaux anterieurs (Tanner et coll., 1985) ont montre que les reactions chimiques et biochimiques du type A B C peuvent conduire non seulement a une hysterese cinetique entre la vitesse de formation de C et la concentration des especes B dans des procedes discontinus, mais egalement a une hysterese entre ces memes variables dans un reacteur discontinu ferme imparfaitement agite (deux zones). De plus, en portant en graphique la concentration du produit intermediaire B dans l'une des zones du reacteur imparfaitement agite en fonction de la concentration de B dans l'autre zone, on obtient une courbe d'hysterese dans le sens horaire, definie a la fois par sa surface et par l'angle de phase. On montre dans cette etude que l'analyse precedente (Tanner et coll., 1985) peut etre etendue au systeme plus general A B, si l'on porte en graphique la concentration de A dans l'une des zones du recipient en fonction de celle de A dans l'autre zone. Lorsque la concentration initiale A* dans une zone est egale a sa concentration maximale, l'aire comprise entre les deux branches de la courbe de A definit de maniere unique le systeme en terme du rapport constant du debit inter-reservoirs sur la constante de vitesse de reaction D/k.