la neumologia

LAS OPERACIONES
DE TRANSFERENCIA DE MASA
Una parte importante de las operaciones unitarias en Ingeniería química está relacionada con el problema de modificar la composición de soluciones y mezclas mediante métodos que no impliquen, necesariamente, reacciones químicas. Por lo común estas operaciones se encaminan a separar las partes componentes de una sustancia.
En el caso de mezclas, lasseparaciones pueden ser totalmente mecánicas, como la filtración de un sólido a partir de una suspensión en un líquido, la clasificación de un sólido por tamaño de partícula mediante cribado o la separación de partículas en un sólido basándose en su densidad. Por otra parte, si las operaciones cambian la composición de soluciones, entonces se conocen como operaciones de transferencia de masa; éstasson las que nos interesan aquí.
Es mucha la importancia de estas operaciones. Raro es el proceso químico que no requiere 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. Quizá se podría apreciar rápidamente la importancia de este tipo de separaciones en unaplanta procesadora, si se observa la gran cantidad de torres que llenan una moderna refinería de petróleo: en cada una de las torres se realiza una operación de transferencia de masa. Con frecuencia, el costo principal de un proceso deriva de las separaciones. Los costos por separación o purificación dependen directamente de la relación entre la concentración inicial y final de las sustanciasseparadas; si esta relación es elevada, también lo serán los costos de producción. Así, el ácido sulfúrico es un producto relativamente barato, debido en parte a que el azufre se encuentra bastante puro al estado natural, mientras que el uranio es caro a causa de su baja concentración en la naturaleza.
1.2 OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA
Las operaciones de transferencia de masa se caracterizan portransferir una sustancia a través de otras a escala molecular. Por ejemplo, cuando el agua, por evaporación, pasa de una alberca a una corriente de aire que fluye sobre la superficie del agua, las moléculas de vapor de agua se difunden, a través de las moléculas de aire en la superficie, dentro de la masa de la corriente de aire, la cual las arrastra consigo. El fenómeno que nos interesa,principalmente, no es el movimiento como resultado de una diferencia de presión, como sucede cuando se bombea un líquido a través de una tubería. En los problemas por tratar, la transferencia de masa es un resultado de la diferencia de concentraciones, o gradiente, en donde la sustancia que se difunde abandona un lugar en que está muy concentrada y pasa a un lugar de baja concentración.
CLASIFICACIÓN DELAS OPERACIONES DE
TRANSFERENCIA DE MASA
Es útil clasificar las operaciones y dar ejemplos de cada una de ellas, con el fin de indicar el panorama de los temas por tratar en este libro y para proporcionar un medio para definir algunos de los términos que se utilizan en forma común.
Contacto directo de dos fases inmiscibles
Esta categoría es la más importante de todas e incluye a la mayoría delas operaciones de transferencia de masa. En este caso, se aprovecha la circunstancia de que, con muy pocas excepciones, las composiciones de las fases son distintas en un sistema de dos fases de varios componentes en el equilibrio. En otras palabras, los diversos componentes están distribuidos en forma distinta entre las fases.
En algunos casos, la separación lograda de esta manera, proporcionainmediatamente una sustancia pura, debido a que una de las fases en equilibrio sólo contiene un componente. Por ejemplo, el vapor en contacto con una solución salina acuosa líquida en el equilibrio no contiene sal, sin importar la concentración de ésta en el líquido. En la misma forma, un sólido en contacto con una solución salina líquida en el equilibrio, o bien es agua pura o sal pura, según...