Un reactor continuo de tanque agitado es, básicamente, un recipiente por el que circula un caudal de fluido, y en cuyo seno el fluido se encuentra perfectamente agitado de manera que, en un momento dado, todos los puntos del mismo poseen idénticas propiedades, variando éstas con el tiempo (Bayas M. 2011).

Este tipo de tanque es por lo general de forma cilíndrica y provista de un eje vertical. La parte superior del tanque puede estar abierta al aire; pero generalmente está cerrada. Las proporciones del tanque varían bastante, dependiendo de la naturaleza del problema de agitación. Sin embargo, en muchas situaciones se utiliza un diseño estandarizado. La profundidad (o altura) del líquido es aproximadamente igual al diámetro del tanque. Un agitador va instalado sobre un eje suspendido, es decir, un eje sostenido en la parte superior. El eje es accionado por un motor, a veces directamente conectado al eje, pero es más común que se encuentre conectado a éste, a través de una caja reductora de velocidad. Por lo general también lleva incorporados accesorios tales como líneas de entrada y salida, serpentines, encamisados y pozo para termómetros u otros equipos de medición de la temperatura. Estos pueden ser operados por lotes, con recirculación o de flujo continuo (Bayas M. 2011).

Cuando se habla de reactores discontinuos, se habla de reactores tipo Batch o reactor por lotes. Este tipo de reactores, se caracteriza por no tener flujo de entrada de reactivos, ni de salida de productos mientras se lleva a cabo la reacción. Puede ser simplemente un tanque, el cual puede o no contener un agitador y se le da tiempo para que se lleve a cabo la reacción; es decir hasta que homogenice la mezcla. En los reactores discontinuos, todos los reactivos son cargados inicialmente en el reactor y la reacción continua entonces hasta completarse (Himmelblau 1997).

Una de las ventajas de este reactor es que un solo recipiente realiza una secuencia de diversas de operaciones sin tener que romper la contención, esto es particularmente útil para producir procesos tóxicos o componentes altamente potentes. A pesar que estos reactores son usados a nivel de procesos industriales y aplicaciones de control de contaminación, para tratamiento de aguas residuales no es muy práctico pues se necesita tener entrada y salida de agua para que se pueda tratar volúmenes de agua residual considerables (Himmelblau 1997).

El reactor de tanque agitado continuo (CSTR) consta de un tanque con una agitación casi perfecta, en el que hay un flujo continuo de mezcla reaccionante y desde el cual sale continuamente el material que ha reaccionado (Felder y Rousseau 1981).

Este tipo de reactores trabajan en estado estacionario, es decir, que sus propiedades no varían con el tiempo. Este modelo ideal supone que la reacción alcanza la máxima conversión en el instante en que la alimentación entra al tanque. Es decir, que en cualquier punto de este equipo las concentraciones son iguales a las de la corriente de salida. Además para este tipo de reactor se considera que la velocidad de reacción para cualquier punto dentro del tanque es la misma y suele evaluarse a la concentración de salida. Para este reactor suele asumirse que existe un mezclado perfecto, en la práctica esto no es así, pero puede crearse un mezclado de alta eficiencia que se aproxima a las condiciones ideales (Felder y Rousseau 1981).

El propósito de lograr una buena agitación es lograr que en el interior del tanque se produzca una buena mezcla de los materiales, con el fin de asegurar que todo el volumen del recipiente se utilice para llevar cabo la reacción, y que no existan o queden espacios muertos.