Operaciones unitarias de transferencia de materia

UNIDAD 4
OPERACIONES UNITARIAS
OPERACIONES UNITARIAS DE TRANSFERENCIA DE MATERIA
Destilación, absorción, desorción, extracción, adsorción, intercambio iónico.

TRANSFERENCIA Y APLICACIONES
La transferencia de masa cambia la composición de soluciones y mezclas mediante métodos que no implican necesariamente reacciones químicas y se caracteriza por transferir una sustancia a través de otra uotras a escala molecular.
PROCESO DE TRANSFERENCIA DE MASA
El proceso de transferencia moléculas de masa, al igual que la transferencia de calor y de Momentum están caracterizados por el mismo tipo general de ecuación.
En esta ecuación la velocidad de transferencia de masa depende de una fuerza impulsora (diferencia de concentración) sobre una resistencia, que indica la dificultad de lasmoléculas para transferirse en el medio. Esta resistencia se expresa como una constante de proporcionalidad entre la velocidad de transferencia y la diferencia de concentraciones denominado: “Difusividad de masa”. Un valor elevado de este parámetro significa que las moléculas se difunden fácilmente en el medio.
CLASIFICACION DE LA TRANSFERENCIA DE MASA
Molecular: la masa puede transferirse por mediodel movimiento molecular fortuito en los fluidos (movimiento individual de las moléculas), debido a una diferencia de concentraciones. La difusión molecular puede ocurrir en sistemas de fluidos estancados o en fluidos que se están moviendo.
Convectiva: la masa puede transferirse debido al movimiento global del fluido. Puede ocurrir que el movimiento se efectúe en régimen laminar o turbulento. Elflujo turbulento resulta del movimiento de grandes grupos de moléculas y es influenciado por las características dinámicas del flujo. Tales como densidad, viscosidad, etc.
TRANSFERENCIA MOLECULAR
El transporte molecular ocurre en los tres estados de agregación de la materia y es el resultado de un gradiente de concentración, temperatura, presión, o de aplicación a la mezcla de un potencialeléctrico.
Las moléculas se desplazan en trayectorias desordenadas, y recorren distancias extremadamente cortas antes de chocar con otras y ser desviadas al azar.
A la difusión molecular a veces se le llama también proceso de camino desordenado.
CLASIFICACION DE LAS SEPARACIONES CON TRANSFERENCIA DE MASA
Gas-gas : esta categoría no es prácticamente realizable ya que todos los gases son solubles entresi.
Gas-líquido: destilación (acido acético y agua)
Absorción gaseosa (desorción)
(ejemplo: mezcla amoniaco – aire en contacto con agua líquida, una gran cantidad de amoniaco pero escencialemente nada de aire, se disolverá en el líquido)
Humidificación ( dehumidificacion) contacto con aire seco y agua líquida.
Gas-solido: Sublimación de un solido
Secado
Líquido-Liquido: extracción liquidocontacto directo de dos fases inmiscibles. Ejemplo solución de acetona- agua, se agita con tetracloruro de carbono y se deja reposarla acetona se encuentra en gran proporción en el tetra cloruro de carbono.
Líquido-sólido
Cristalización fraccionada lixiviación: extracción mediante hexano del aceite de las oleaginosas.
Adsorción: eliminación de las materias coloreadas que contaminan lassoluciones impuras de agua poniendo en contacto las soluciones líquidas con carcón activado.
Solido- Solido: debido a las velocidades de difusión extremadamente lentas entre fases sólidas, no existen operaciones industriales de separación en esta categoría.


DIFUSION Y DIFUSIVIDAD
La difusión es el movimiento, bajo la influencia de un estimulo físico, de un componente individual a través de unamezcla. La causa más frecuente de la difusión es un gradiente de concentración del componente que difunde. Un gradiente de concentración tiende a mover el componente en una dirección tal que iguale las concentraciones y anule el gradiente.
La Difusividad: es una característica de compuesto y de su entorno (temperatura, presión, concentración), ya sea en una solución líquida, gaseosa o solida y...