Difusion molecular

DIFUSION DE LIQUIDOS EN AIRE EN REPOSO

I. INTRODUCCIÓN

Los fenómenos de transporte tienen lugar en aquellos procesos, conocidos como procesos de transferencia, en los que se establece el movimiento de una propiedad (masa o energía) en una o varias direcciones bajo la acción de una fuerza impulsadora. Al movimiento de una propiedad se le llama flujo.

Los procesos de transferencia de masason importantes ya que la mayoría de procesos agroindustriales requieren de la purificación inicial de las materias primas o de la separación final de los productos y subproductos. Para esto en general se utilizan las operaciones de transferencia de masa.

Con frecuencia, el costo principal de un proceso deriva de las separaciones (transferencia de masa). Los costos por separación y purificacióndependen directamente de la relación entre la concentración inicial y final de las sustancias separadas; si esta relación es elevada, también serán los costos de producción.

En muchos casos es necesario conocer la velocidad de transporte de masa a fin de diseñar o analizar el equipo industrial para operaciones unitarias, en la determinación de la eficiencia de etapa, que debe conocerse paradeterminar e l numero de etapas reales que se necesita para una separación dada.

La ley de Fick es el modelo matemático que describe la transferencia molecular de masa, en sistemas o procesos donde puede ocurrir solo difusión o bien difusión mas convección . en este trabajo , una idea central será el cálculo de los coeficientes de transferencia de masa del etanol y la acetona en aire.

Mafart(1996)

II. OBJETIVOS:
* Determinar la velocidad de transferencia de masa.
* Comprender el fenómeno de transferencia de masa.
* Identificar las diferencias de transferencia para cada material y cada situación.

III. REVISION LITERARIA:

1. DIFUSION

Difusión es la dispersión de un material a sus alrededores. Los dos tipos principales que pueden encontrarse son la difusiónmolecular y la difusión en remolino. La difusión molecular puede definirse como el transporte de materia a escala molecular a través de un fluido inmóvil, o bien, si el fluido posee flujo laminar, en una dirección perpendicular al flujo principal.

En contraste, la difusividad en remolino se refiere a los procesos de transferencia de masa que implican movimiento global del fluido.

En lapráctica los dos tipos de difusión se encuentran mezclados pero son los procesos de difusión molecular quienes principalmente influyen en muchas situaciones debido a que implican la transferencia de masa sobre la capa limite que existe en todas las situaciones de flujo y dentro de la matriz del alimento, donde no es posible en condiciones normales inducir turbulencias.

Figura1. difusión de gases

2.LEY DE FICK

La rapidez de difusión por unidad de área de sección transversal en una dirección determinada es proporcional al cambio de la concentración del soluto en esa dirección
La ecuación para esta ley es
(1)
donde es la masa del soluto que difunde a lo largo de esa dirección por unidad de tiempo, A es el área de la sección transversal, C es laconcentración del soluto (que se supone constante sobre cualquier sección transversal del tubo), D es el coeficiente de difusión, y se llama gradiente de concentración.

3. DIFUSION GASEOSA
Para la difusión de gases y vapores, el termino de la concentración en la ley de Fick puede ser sustituido por la presión parcial, empleando la siguiente relación para un gas ideal:
ca=PaRT(2)

Donde ca es la concentración molar de A y Pa la presión parcial de A. por consiguiente la tasa de transferencia molar por difusión se convierte en:
NA=DRT ∆Pa (3)

Se consideraran a continuación dos casos, concernientes a la contradifusion equimolecular y a la difusión de un gas a través de una capa inmóvil de...