L'optimum consiste à associer un RPA puis en réacteur piston en série. Le RPA (aire colorée en jaune ci-dessus) doit conduire au taux de conversion X_A^{min}, puis le réacteur piston (aire hachurée de rouge) jusqu'au taux de conversion souhaité X_A^s.
Pour calculer X_A^{min}, on dérive \frac{C_{A0}}{r} par rapport à X_A :
\frac{\mathrm{d}{C_{A0}}/{r}}{\mathrm{d}X_A} = - \frac{1}{k} \cdot \frac{\frac{\mathrm{d}\left( \left( 1 - X_A \right) \cdot \left( c + a \cdot X_A \right) \right)}{\mathrm{d}X_A}}{\left( 1 - X_A \right)^2 \cdot \left( c + a \cdot X_A \right)^2} = - \frac{1}{k} \cdot \frac{a \cdot \left( 1 - X_A \right) - \left( c + a \cdot X_A \right)}{\left( 1 - X_A \right)^2 \cdot \left( c + a \cdot X_A \right)^2} = - \frac{1}{k} \cdot \frac{a - c - 2 \cdot a \cdot X_A}{\left( 1 - X_A \right)^2 \cdot \left( c + a \cdot X_A \right)^2}
Cette dérivé s'annule lorsque le nominateur a - c - 2 \cdot a \cdot X_A est nul, soit pour X_A^{min} = \frac{a-c}{2 \cdot a} = 48,3%
On peut alors calculer le volume du premier réacteur à partir de l'expression établie précédemment pour le réacteur parfaitement agité, mais en allant seulement jusqu'à un taux de conversion X_A^{min} :V_{RAC} = \frac{Q_v}{k} \cdot \frac{a \cdot X_A^{min}}{a \cdot \left( 1 - X_A^{min} \right) \cdot \left( c + a \cdot X_A^{min} \right)} = 3,1 m3
Pour le second réacteur, il faut reprendre l'intégration entre X_A^{min} et X_A^s : V_{TUB} = \frac{Q_v}{k} \cdot \frac{1}{a+c} \cdot \left[ \ln \ \left( \frac{c + a \cdot X_A^s}{c + a \cdot X_A^{min}} \right) - \ln \ \left( \frac{1-X_A^s}{1-X_A^{min}} \right) \right] = 3,8 m3
Soit 6,9 m3 au total pour les deux réacteurs.
Le gain par rapport au volume du réacteur piston pur n'est pas énorme. Il n'est pas sûr qu'il soit dans ce cas pertinent de construire deux réacteurs, même s'ils ont un volume global inférieur... Une évaluation économique serait nécessaire pour avoir une réponse définitive sur cet optimisation.