Transferencia de masa

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1. TRANSFERENCIA DE MASA La transferencia de masa estudia los fenómenos relacionados con la difusión molecular, el transporte de masa por convección y el transporte de…
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  • 1. TRANSFERENCIA DE MASA La transferencia de masa estudia los fenómenos relacionados con la difusión molecular, el transporte de masa por convección y el transporte de masa entre fases.  La transferencia de masa ocurre en toda reacción química, ya sea dentro de un reactor industrial, un fermentador o un reactor de laboratorio.  El transporte de masa por convección es el operación por el cual los gases salientes de una chimenea se dispersan en la atmósfera y/o el mezclado de dos corrientes gaseosas.  La transferencia de masa entre dos fases que es la que se da entre fases inmiscibles o miscibles, en estas incluyen las operaciones tales como: la humidificación, secado, absorción, destilación, extracción líquido – líquido, entre otros.
  • 2. El transporte de materia es el movimiento de uno o mas componentes, dentro de una misma fase o su paso de una a otra fase. Ejemplos de operaciones en que tiene lugar este fenómeno son: cristalización, extracción, absorción, destilación, entre otros. Siempre que en una fase haya un gradiente de concentración de uno de los componentes, se producirá transporte de materia en el sentido de las concentraciones decrecientes. Por lo tanto, la transferencia de masa es la masa en tránsito como resultado de una diferencia en la concentración de especies en una mezcla. Este gradiente de concentración proporciona el potencial de impulso para el transporte de esas especies o componentes, esta condición se denomina difusión ordinaria. La transferencia de calor por conducción y la difusión de masa son procesos de transporte que se originan en la actividad molecular. Una división delgada separa los gases A y B. Cuando se elimina la división, los gases difunden entre ellos hasta que se establece el equilibrio y la concentración de los gases dentro de la caja es uniforme.
  • 3. INTRODUCCION • Las operaciones de transporte molecular, es conocido como DIFUSION, y es la transferencia o desplazamiento de una molécula a través de un medio que puede ser un fluido (gas o líquido) o un sólido. • Cada molécula de un medio tiene una cantidad determinada de masa, de energía térmica y/o de movimiento asociada a ella • En los fluidos gaseosos, las moléculas están relativamente alejadas entre sí, por tanto su movilidad en ese medio será relativamente alta, puesto que hay pocas moléculas presentes para obstaculizar su movimiento o para interactuar entre ellas.
  • 4. En fluidos líquidos, las moléculas están próximas entre sí y el movimiento o la difusión se realiza con mas lentitud, debida a la interacción entre ellas. En los sólidos, las moléculas están interactuando mas estrechamente que en los líquidos y la migración molecular es aun más restringida o casi insignificante. Los tres factores del transporte molecular: cantidad de movimiento, energía térmica y de masa, se caracterizan por el mismo tipo general de ecuación de transporte. fuerza impulsora Velocidad de desplazamiento molecular = resistencia
  • 5. LEYES DE VELOCIDAD Ley de Fick Ley de Fourier Ley de Newton (Densidad de flujo de materia) = (Difusividad)(Gradiente de concentración) (Densidad de flujo de energía mecánica) = (Conductividad térmica)(Gradiente de temperatura) (Densidad de flujo de cantidad de movimiento) = (Viscosidad)(Gradiente de velocidad)
  • 6. EJEMPLOS DE OPERACIONES TRANSFERENCIA DE MASA 1. Cuando se vaporiza agua líquida en un recipiente abierto en contacto con el aire estacionario debido a la diferencia de concentración del vapor de agua entre la superficie del líquido y el aire que lo rodea. Existe una “fuerza impulsora” entre la superficie del agua líquida y el aire. 2. Un trozo de azúcar sumergido en una taza de café se disuelve y se difunde, sin agitación, en la solución que lo rodea. 3. Cuando la madera verde recién cortada se expone a la acción atmosférica, se seca parcialmente a medida que el agua de la madera se difunde hasta la superficie cortada y después, a la atmósfera circundante.
  • 7. EJEMPLOS DE OPERACIONES TRANSFERENCIA DE MASA 4. En un proceso de fermentación, los nutrimentos y el oxígeno disueltos en la solución se difunden hacia los microorganismos. 5. En una reacción catalítica, los reactivos se difunden del medio circundante a la superficie catalítica donde se verifica la reacción. 6. La destilación para separar alcohol de agua implica una transferencia de masa. 7. La extracción del S02de los gases producidos en la combustión se lleva a cabo por absorción en una solución líquida básica.
  • 8. Las moléculas de glucosa se disuelven en agua y se movilizan en direcciones al azar Las moléculas de glucosa al término de un tiempo están distribuidas uniformemente en todo el recipiente Si se coloca una membrana permeable a la glucosa en el recipiente, después de un tiempo las concentraciones en ambos lados de la membrana son iguales.
  • 9. Si las concentraciones en ambos lados de la membrana son iguales los flujos unidireccionales son iguales. Si la concentración en 1 es mayor que en 2, el flujo unidireccional de 1 a 2 será mayor que el de 2 a 1. 1,22,1 JJ  1,22,1 JJ 
  • 10. El gradiente de concentración es el cociente entre la diferencia de concentración C1 – C2 y el espesor de la membrana x2-x1
  • 11. Bibliografía:
  • 12. GRACIAS
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