sesion 1. introduccion-difusion
Post on 16-Jan-2016
14 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
SESION 1. INTRODUCCION. DIFUSION
M.Sc. HUBERT ARTEAGA MIÑANO
INGENIERIA DE ALIMENTOS II
25
/04
/20
15
1
H. A
RTE
AG
A
Si las operaciones cambian la composición de soluciones, entonces se conocen como operaciones de transferencia de masa
La transferencia de masa se verifica cuando el componente de una mezcla emigra en una misma fase o de una fase a otra, a causa de la diferencia de concentración entre dos puntos.
Las operaciones de transferencia de masa se caracterizan por transferir una sustancia a través de otras a escala molecular
Introducción
25
/04
/20
15
2
H. A
RTE
AG
A
Semejanzas entre los procesos de transferencia de masa y calor
25
/04
/20
15
3
H. A
RTE
AG
A
25
/04
/20
15
4
H. A
RTE
AG
A
CLASIFICACIÓN DE LAS OPERACIONES DE TRANSFERENCIA
CLASIFICACIÓN DE LAS OPERACIONES DE TRANSFERENCIA
DE MASA
25
/04
/20
15
5
H. A
RTE
AG
A
CONTACTO DIRECTO DE DOS FASES INMISCIBLES
Las composiciones de las fases son distintas en un sistema de dos fases de varios componentes en el equilibrio.
En algunos casos, la separación lograda de esta manera, proporciona inmediatamente una sustancia pura, debido a que una de las fases en equilibrio sólo contiene un componente
En las operaciones de transferencia de masa, ninguna delas fases en el equilibrio consta de un único componente.Por ello, cuando inicialmente se ponen en contacto las dosfases, no constan (excepto en forma casual) de lacomposición que tienen en el equilibrio.
25
/04
/20
15
6
H. A
RTE
AG
A
Gas-gas; esta categoría no se realiza
Gas-líquido; se realiza en:
Destilación:
Absorción de gases
Desorción
Humidificación o deshumidificación
25
/04
/20
15
7
H. A
RTE
AG
A
Gas-sólido: adsorción , sublimación fraccionada
Liquido-liquido:
extracción líquida; solución de acetona-agua con tetracloruro de carbono
extracción fraccionada; separación de una solución de ácido acético y acetona
Líquido-sólido
Sólido-sólido
25
/04
/20
15
8
H. A
RTE
AG
A
FASES SEPARADAS POR UNA MEMBRANA
1
• Sirven para prevenir que se entremezclen dos fases miscibles.
2• El movimiento de las sustancias a través
de las membranas es por difusión.
3
• Permiten una separación de componentes, porque no todos los componentes pueden atravesarlas.
25
/04
/20
15
9
H. A
RTE
AG
A
La membrana es microporosa, los diferentes componentesde la mezcla pasan a través de los poros con una rapidezque depende de los pesos moleculares.
El helio, por ejemplo, se puede separar del gas natural porpermeación selectiva, a través de membranas de polímerosfluorocarbonados.
Estas son separaciones por permeación, en que unasolución líquida de alcohol y agua se pone en contacto conuna membrana no porosa
Gas-Gas
Gas-Liquido
Liquido-Liquido
25
/04
/20
15
10
H. A
RTE
AG
A
TIPOS DE OPERACIONES
Operación en estado estacionario:
Las concentraciones en cualquier punto del aparato permanecen constantes con el paso del tiempo
Operación en estado no estacionario:
Las concentraciones en cualquier punto del aparato cambian con el tiempo.
25
/04
/20
15
11
H. A
RTE
AG
A
DIFUSIÓN MOLECULAR EN FLUIDOS
La difusión molecular se trabaja con elmovimiento de las moléculas individuales a travésde una sustancia debido a su energía térmica.
El fenómeno de la difusión molecular conducefinalmente a una concentración completamenteuniforme de sustancias a través de una soluciónque inicialmente pudo haber sido no uniforme.
La difusión molecular es el mecanismo detransferencia de masa en fluidos estancados o enfluidos que se están moviendo típicamentemediante flujo laminar
25
/04
/20
15
12
H. A
RTE
AG
A
LEY DE FICK PARA LA DIFUSIÓN MOLECULAR
25
/04
/20
15
13
H. A
RTE
AG
A
Considérese la caja de la figura 2.1, que esta separada en dos partes mediante la partición P. En la secci6n 1 se coloca 1 kg de agua (A) y en la sección II 1 kg de etanol (B) (las densidades de los líquidos son diferentes y la partición esta colocada de tal forma que la profundidad de los líquidos en cada sección sea la misma).
13
25
/04
/20
15
14
H. A
RTE
AG
A
LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD
Considérese el elemento de volumen del fluido en la figura, en donde un fluido está fluyendo a través del elemento.
25
/04
/20
15
15
H. A
RTE
AG
A
DIFUSIÓN MOLECULAR EN ESTADO
ESTACIONARIO EN FLUIDOS SIN
MOVIMIENTO Y EN FLUJO LAMINAR
25
/04
/20
15
16
H. A
RTE
AG
A
DIFUSIÓN MOLECULAR EN GASES
Debido a los espacios libres que hay entre las partículas de un gas, estos se difunden con mucha facilidad, es decir, sus partículas se dispersan y se desplazan unas sobre otras, mezclándose rápidamente entre si
NA y NB constantes (estado estacionario)
DAB es constante
25
/04
/20
15
17
H. A
RTE
AG
A
25
/04
/20
15
18
H. A
RTE
AG
A
Contradifusión equimolar en gases en estado estacionario
25
/04
/20
15
19
H. A
RTE
AG
A
DIFUSIÓN EN ESTADO ESTACIONARIO DE A A TRAVÉS DEL NO DIFUNDENTE B
25
/04
/20
15
20
H. A
RTE
AG
A
25
/04
/20
15
21
H. A
RTE
AG
A
25
/04
/20
15
22
H. A
RTE
AG
A
top related