1. Introducción y Difusión

7/24/2019 1. Introduccin y Difusin

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ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERA

TRANSFERENCIA DE MASA

Asignatura: Ingeniera de Operaciones Agroindustriales III

Docente: Ing. Fredy Taipe Pardo.


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INTRODUCCION

Los fenmenos de transporte tienen lugar en aquellos procesos, conocidos

como procesosde transferencia, en los que se establece el movimientode una

propiedad (masa, momentum o energa) en una o varias direcciones bajo la

accin de una fuerzaimpulsora. Al movimientode una propiedadse le llama

flujo. Los procesos de transferencia de masa son importantes ya que la

mayora de los procesos qumicos requieren de la purificacin inicial de las

materias primas o de la separacin final de productosy subproductos.
http://www.monografias.com/trabajos/transporte/transporte.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/romano-limitaciones/romano-limitaciones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/eleynewt/eleynewt.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/romano-limitaciones/romano-limitaciones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/elproduc/elproduc.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/elproduc/elproduc.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/romano-limitaciones/romano-limitaciones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/eleynewt/eleynewt.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/romano-limitaciones/romano-limitaciones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos/transporte/transporte.shtml


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FUNDAMENTOS DE LA TRANSFERENCIA DEMASA

La transferencia de masa cambia la composicin de soluciones y

mezclas mediante mtodos que no implican necesariamentereacciones qumicasy se caracteriza por transferir una sustancia atra!s de otra u otras a escala molecular" Cuando se ponen encontacto dos fases que tienen diferente composicin# la sustanciaque se difunde abandona un lu$ar de una re$in de alta

concentracin y pasa a un lu$ar de ba%a concentracin" &l procesode transferencia molecular de masa# al i$ual que la transferenciade calor y de momentum est' caracterizado por el mismo tipo$eneral de ecuacin" &n esta ecuacin la !elocidad detransferencia de masa depende de una fuerzaimpulsora (diferencia

de concentracin) sobre una resistencia# que indica la dificultad delas molculas para transferirse en el medio" &sta resistencia see*presa como una constante de proporcionalidad entre la!elocidad de transferencia y la diferencia de concentracionesdenominado+ ,Difusi!idad de masa," Un !alor ele!ado de estepar'metro si$nifica que las molculas se difunden f'cilmente en elmedio"
http://www.monografias.com/trabajos14/soluciones/soluciones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/separacion-mezclas/separacion-mezclas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/tdequim/tdequim.shtml#REACChttp://www.monografias.com/trabajos6/dige/dige.shtml#evohttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICOhttp://www.monografias.com/trabajos12/eleynewt/eleynewt.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/restat/restat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/restat/restat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/restat/restat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/restat/restat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/eleynewt/eleynewt.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICOhttp://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos6/dige/dige.shtml#evohttp://www.monografias.com/trabajos11/tdequim/tdequim.shtml#REACChttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/separacion-mezclas/separacion-mezclas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/soluciones/soluciones.shtml


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CLASIFICACIN GENERAL DE LA TRANSFERENCIADE MASA

&l mecanismo de transferencia de masa# depende de la din'micadel sistemaen que se lle!a acabo" -ay dos modos de transferenciade masa+

.olecular+ La masa puede transferirse por medio del mo!imientomolecular fortuito en los fluidos (mo!imiento indi!idual de lasmolculas)# debido a una diferencia de concentraciones" Ladifusin molecular puede ocurrir en sistemas de fluidosestancados o en fluidos que se est'n mo!iendo"

Con!ecti!a+ La masa puede transferirse debido al mo!imiento$lobal del fluido" /uede ocurrir que el mo!imiento se efect0e enr$imen laminar o turbulento" &l flu%o turbulento resulta delmo!imiento de $randes $rupos de molculas y es influenciado porlas caractersticas din'micas del flu%o" Tales como densidad#!iscosidad# etc"
http://www.monografias.com/trabajos14/dinamica-grupos/dinamica-grupos.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/grupo/grupo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/carso/carso.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/visco/visco.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/visco/visco.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/carso/carso.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/grupo/grupo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/dinamica-grupos/dinamica-grupos.shtml


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DI1U2IN .OL&CUL3R

i una solucin es completamente uniforme con

respecto a la concentracin de sus componentes,

no ocurre ninguna alteracin! en cambio, si no es

uniforme, la solucin alcanzar

espontneamente la uniformidad por difusin. La

rapidez con la cual un soluto se mueve en

cualquier punto y en cualquier direccin

depender, por tanto, del gradiente de

concentracin en ese punto y esa direccin.

(Geankoplis, 2008!


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L&4 D& 1IC5 /3R3 L3 DI1U2I6N .OL&CUL3R

La difusin molecular (o transporte molecular) puede definirse como la

transferencia (o desplazamiento) de mol"culas individuales a trav"s de

un fluido por medio de los desplazamientos individuales y desordenados

de las mol"culas.


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ENTONCES TRANSFERENCIA DE MASA ES:

El transporte de masa es un proceso espontneo en lanaturaleza ue resulta! pr"nc"palmente! de un #rad"entede concentrac"n de una determ"nada espec"e u$m"caen un med"o dado%

E&"sten med"os de trans'erenc"a de masa ue sons"m"lares a las 'ormas de trans'erenc"a de calor porconducc"n ( con)ecc"n%


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E"e#plo$ *reparac"n de t+ por "n'us"n ,e&tracc"n

sl"do-l$u"do se#u"do de d"'us"n.% El procesode trans'erenc"a de masa es 'a)orec"do por laa#"tac"n de la cuc/ara ,con)ecc"n.%


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TRANSFERENCIA DE MASA EN 0NA ME1C2A DE 3ASES

Tanue uecont"ene N4 (a"re en sus dos

compart"m"entos! ( la d"'us"n delN4 /ac"a el a"re,( la d"'us"n del

O4 /ac"a el N4.cuando se u"tala part"c"n%

3 OS OS S C


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A230NOS E5EM*2OS DE TRANSFERENCIA DEMASA 60E COM*RENDEN 0N 2I60IDO 7-O 0N

SO2IDO


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Ope%a&iones 'e T%anse%en&ia'e Masa

Las operaciones unitarias, especialmente las de transferencia de

masa, son muy vitales en la formulacin de las diferentes procesos

de transformacin de la materia y purificacin de productos del

campo de la Ingeniera Agroindustrial, y que pueden ser por

ejemplo:

DestilacinAbsorcinLixiviacin

xtraccin lquida!lquidaAdsorcin"umidificacin#ristali$acin

Desorcin%ecadoIntercambio inico

Liofili$acin#romatografasDi&lisis'smosis, etc(


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Clasi)&a&i*n 'e las Ope%a&iones'e T%anse%en&ia 'e Masa

De acuerdo a las fases que involucran al proceso de transferencia

de masa:

#ontactointerfacial)directo dedos fasesinmiscibles*

+asesseparadas pormembrana

#ontactodirecto defases miscibles,

controladas pordifusinmolecular

Accin decampos

electromagnticos en unafase


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'tro modo de clasificacin es evaluando el sistema controlante de

transferencia:

-ransferenciade calorcontrolante)evaporacin*

-ransferencia demateria y calorcontrolantessimult&neamente).umidificacin ysecado*(

-ransferencia demasa controlante

)absorcin,extraccinlquida, etc*(


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#lasificacin de las separaciones con transferencia de masa( Los /estados de agregacin: gas, liquido y slido permiten 0posibilidades de contacto de fases:

i) gas!gas: esta categora no es pr&cticamente reali$able ya que

todos los gases son solubles entre si(ii)gas!lquido :

! Destilacin )&cido actico y agua*! Absorcin gaseosa ! )desorcin*(

)jemplo: me$cla amoniaco!aire en contacto con agua liquida, una

gran cantidad de amoniaco pero esencialmente nada de aire, sedisolver& en el liquido*(

"umidificacin )de.umidificacin*)jemplo: contacto entre aire seco y agua liquida*iii) gas!slido : ! %ublimacn de un slido ! secado(


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iv) lq!lq : extraccin lquido contacto directo de 1 fasesinmiscibles( jemplo sol de acetona !agua se agita con tracloruro yse deja reposarla acetona se encuentra en gran proporcin en eltetracloruro de carbono(

v)liquido!slido:-#ristali$acin-Lixiviacin: extraccin mediante .exano del aceite de lasoleaginosas(-Adsorcin: eliminacin de las materias coloreadas que contaminan

las soluciones impuras de agua poniendo en contacto las solucioneslquidas con carbn activado(vi) slido!slido : debido a las velocidades de difusinextremadamente lenta entre fases slidas, no existen operacionesindustriales de separacin en esta categora(


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DIFUSIN + TRANSFERENCIA DEMASA EN UNA FASE

La difusin en el movimiento de uno a m&s componentes dentrode un medio material )constituido en ste caso por una fase:)gas, lquido o slido*, debido a las gradientes de concentracinestablecidas en la fase(

2( 3'L#4LA5: n la cual el movimiento de las molculasindividuales se debe exclusivamente a su energa trmica queconfiere movimiento cintico molecular( ste es un procesolento, cuyo movimiento es .omlogo al flujo laminar(

1( -4564L7-': s la difusin provocada mediante la agitacin oturbulencia mec&nica provocada en la fase, en la cual la rapide$de transferencia es r&pida, en la que carece de importancia laforma de difusin molecular( -ambin se le denomina difusinpor 8remolino9(


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FACTORES UE INFLU+EN EN LARA-IDE.

-emperatura: Incide directamente en la energa interna

molecular y consecuentemente en su movimiento cintico(

radiente de concentracin(

;resin del sistema: gases

7aturale$a fsica qumica del soluto y del medio(

rado de turbulencia del medio )5e*

%uperficie interfacial )para difusin entre dos fases*(


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LA LE+ DE FIC/ + LA DIFUSINMOLECULAR

Ley de Fick (desplazamiento Unidireccional):

A condiciones de operacin isotrmica y a rgimen estacionario el

movimiento neto de un material se expresa a travs de la ley de

+ic: distancia lineal entre dos puntos de evaluacin en el medio en la

que se reali$a la difusin(

dZ

dCDJ AABA =


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La e#periencia nos demuestra que cuando abrimos un frasco de perfume o

de cualquier otro lquido vol$til, podemos olerlo r$pidamente en un recintocerrado. %ecimos que las mol"culas del lquido despu"s de evaporarse se

difunden por el aire, distribuy"ndose en todo el espacio circundante. Lo

mismo ocurre si colocamos un terrn de az&car en un vaso de agua, las

mol"culas de sacarosa se difunden por todo el agua. 'stos y otros

ejemplos nos muestran que para que tenga lugar el fenmeno de la

difusin, la distribucin espacial de mol"culas no debe ser omog"nea,debe e#istir una diferencia, o gradiente de concentracin entre dos puntos

del medio.

LA LE+ DE FIC/ + LA DIFUSINMOLECULAR


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DIFUSIN + TRANSFERENCIA DE MASAENTRE DOS FASES

Denominado tambin como transferencia de masa

interfacial( n la mayora de las operaciones de

transferencia de masa, se ponen en contacto dosfases inmiscibles )insolubles entre si*, con el fin de

que entre dic.os fases se establecer& la

transferencia de las sustancias que las componen(


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Ope%a&i*n 'e T%anse%en&ia 'eMasa pa%a &ona&o 'i%e&o 'e 2

ases in#is&i1les

s la categora de mayor importancia que incluye la mayora de lasoperaciones de transferencia de masa(Los principios en la que se sostiene ste modo de operacin son lossiguientes:

2( l y?o los componentes a tratarse se encuentran .omogneamenteen una fase(

1( La fase conteniendo el soluto se pone en contacto directo con otrafase, tal que ambas fases sean inmiscibles o ligeramente miscibles(

/( Las fases inmiscibles se ponen en contexto intimo )me$cla,agitacin turbulencia* tal que permita la difusin del componente deuna fase a la otra fase, .asta alcan$ar su m&ximo equilibrio(

@( %eparacin de las fases en contacto )tal que las concentracionessean los m&s diferenciado posibles*(

( %eparacin del componente de la nueva fase y?o tratamientoconsecutivo en otra nuevas etapa de contacto de fases(


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1. Introducción y Difusión

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