operaciones unitarias

CICLO 2013-I Módulo: II
Unidad: III

Semana: 05

OPERACIONES UNITARIAS EN
INGENIERIA AMBIENTAL
LIC. FERNANDO SALAZAR ESPINOZA

TRANSFERENCIA DE MASA
Los fenómenos de transferencia de masa se refieren al
movimiento de las moléculas o de corrientes de fluido causadas
por una fuerza impulsora. Incluye no sólo la difusión molecular
sino el transporte por convección. La transferencia demasa
ocurre en toda reacción química, ya sea dentro de un reactor
industrial, un fermentador o un reactor de laboratorio. Los
principales campos de interés de la transferencia de masa son la
difusión molecular, el transporte de masa por convección y el
transporte de masa entre fases.
El transporte de masa por convección es el proceso por
el cual los gases salientes de una chimenea sedispersan en la
atmósfera y mediante el que se lleva a cabo el mezclado de dos
corrientes. La transferencia entre dos fases es especialmente
importante para los ingenieros químicos por que es la que se da
en la mayoría de los procesos de separación, tales como la
humidificación, secado, absorción, destilación, extracción líquido
– líquido, entre otros.

Al transporte de materia se entiende almovimiento de uno o
mas componentes, bien dentro de una misma fase o su paso de
una a otra fase. Ejemplos de operaciones en que tiene lugar este
fenómeno son: cristalización, extracción, absorción, destilación,
entre otros.
Siempre que en una fase haya un gradiente de concentración
de uno de los componentes , se produce transporte de materia en el
sentido de las concentraciones decrecientes.Por lo tanto, la transferencia de masa es la masa en tránsito
como resultado de una diferencia en la concentración de especies
en una mezcla. Este gradiente de concentración proporciona el
potencial de impulso para el transporte de esas especies o
componentes, esta condición se denomina difusión ordinaria. Esta
pertenece a una de las 2 condiciones restrictivas; y la otra es que
los flujosse miden en relación con coordenadas que se mueven
con la velocidad promedio de la mezcla.

La transferencia de calor por conducción y la
difusión de masa son procesos de transporte que se
originan en la actividad molecular. Una división delgada
separa los gases A y B. Cuando se elimina la división,
los gases difunden entre ellos hasta que se establece el
equilibrio y la concentración delos gases dentro de la
caja es uniforme.

Ejemplo:

GAS A

GAS B

En las operaciones de transferencia de masa, ninguna de la
fases en el equilibrio consta de un único componente. Por ello,
cuando inicialmente se ponen en contacto las dos fases, no
constan (excepto en forma casual) de la composición que tienen
en el equilibrio. Entonces, el sistema trata de alcanzar el equilibriomediante un movimiento de difusión relativamente lento de los
componentes, los cuales se transfieren parcialmente entre las
fases en el proceso.
La difusión de masa ocurre en:
* Líquidos
* Sólidos
* Gases
Como la transferencia de masa está fuertemente influida por
el espacio molecular, la difusión ocurre más fácilmente en gases
que en líquidos y más fácilmente en líquidos que en sólidos.El transporte de un elemento de una solución fluida, de una
región de más alta concentración a una región de más baja
concentración, se llama transferencia de masa.

Usamos el término de transferencia de masa para describir el
movimiento relativo de especies en una mezcla debido a la
presencia de gradientes de concentración.
El calor se transfiere en una dirección que reduce un
gradientede temperatura existente, la masa se transfiere en una
dirección que reduce un gradiente de concentración existente.

La transferencia de masa cesa cuando el gradiente de
concentración se reduce a cero.
La rapidez de la transferencia de masa depende del potencial
impulsor y de la resistencia. La transferencia de masa puede
ocurrir dentro de la fase gas o dentro de la fase líquido....