Ensayo De Transferencia De Masa No. 2

Ensayo No.2

1. Difusión de Membranas

Los procesos de transferencia de masa mediante membranas tienen varias aplicaciones tanto en la industria como a nivel biológico. El análisis de transferencia de masa en membranas se lleva a cabo como contacto indirecto entre las fases miscibles entre sí, por lo que se separan por una membrana.

Las membranas, en este caso, son una barrera delgada quesepara dos fases fluidas y generalmente están fabricadas de polímeros de cadena larga. Éstas poseen ciertas características en términos de transporte de materia, las cuales son porosidad y permeabilidad.

La porosidad de una membrana es una medida de sus espacios vacíos y del diámetro de éstos; se mide como fracción entre 0-1 o como porcentaje. Experimentalmente indica la capacidad que tiene lamembrana de absorber fluidos.

La permeabilidad es la propiedad de las membranas que define la capacidad de un material para que un fluido lo atraviese sin alterar su estructura interna mediante el proceso de difusión. La permeabilidad se mide en cm2 o m2.

Termodinámicamente, el flujo de sustancias de un compartimento a otro en las membranas está en función del requerimiento de energía paraque el proceso se realice en la dirección deseada. De esta forma el transporte se clasifica en transporte pasivo y transporte activo.

El transporte activo es el proceso de transferencia de masa que se da en contra del gradiente de concentraciones;, del lado diluido al concentrado por lo que el proceso tiene energía de Gibbs positiva; esto indica que la transferencia no es espontánea y serequiere que ingrese energía al sistema. Entre estos procesos se encuentra la ósmosis inversa, la electrodiálisis, etc.

El transporte pasivo es la transferencia de materia a favor del gradiente. El requerimiento de energía externo al sistema es nulo, por lo que la energía libre de Gibbs es negativa, lo que indica que el proceso es espontáneo. Entre estos procesos se encuentra la efusión, lapermeación y la ósmosis.

2. Transferencia de Masa en sistemas Particulados

Un sistema particulado está definido como el proceso o conjunto de procesos en los que interviene un sólido en forma de partículas.

Para llevar a cabo las operaciones unitarias en las que predomina la transferencia de masa en este tipo de sistemas, es necesario crear condiciones que faciliten su manejo; una de estascondiciones es la reducción de tamaño que implica a todas las formas en que las partículas de sólidos se pueden cortar o romper en piezas más pequeñas hasta un tamaño manejable.

La reducción de tamaño aumenta la reactividad de las partículas y permite la separación por medios mecánicos. Todos los equipos de reducción de tamaño implican la compresión, impacto, frotación y/o corte.

Una de lasoperaciones unitarias de transferencia de masa íntimamente relacionadas con sistemas particulados es la cristalización. La

cristalización es la formación de partículas sólidas a partir de una fase homogénea ya sea gaseosa, líquida o desde una disolución. Un cristal perfectamente formado es totalmente puro y por ello se utiliza a gran escala esta operación. La cristalización requiere de dos etapas: lanucleación, que es el nacimiento de la nueva partícula; y el crecimiento de la misma hasta tamaño macroscópico. Para ambas etapas es necesario que la solución este sobresaturada.

Otro proceso de operaciones de transferencia de masa en sistemas particulados es el tamizado. Éste consiste en hacer pasar una mezcla de partículas sólidas de diferentes tamaños por un tamiz o colador. Las partículasde menor tamaño pasan por los poros del tamiz atravesándolo y las grandes quedan retenidas por el mismo. Los orificios del tamiz suelen ser de diferentes tamaños y se utilizan de acuerdo al tamaño de las partículas que contenga la mezcla. Las fracciones quedan separadas y se conocen su máximo y mínimo tamaño.

Otro proceso de sistemas particulados es la filtración. La filtración es una...