TRANSFERENCIA DE MATERIA LIQUIDO-LIQUIDO

TRANSFERENCIA DE MATERIA FASE LIQUIDA-LIQUIDA
INTRODUCCIÓN
Un sistema con dos o más constituyentes (mezclas) cuyas concentraciones varían de un punto a otro presentan una tendencia natural a transferir materia haciendo mínimas las diferencias de concentración dentro del sistema. Este fenómeno se llama transferencia de masa o materia. [3]
La transferencia de masa cambia la composición desoluciones y mezclas mediante métodos que no implican necesariamente reacciones químicas y se caracteriza por transferir una sustancia a través de otra a escala molecular. [5]
Además las operaciones de transferencia de masa tienen una gran importancia desde el punto de vista químico industrial, ya que es muy difícil encontrar un proceso químico que no requiera previamente la purificación de la materiaprima o un producto intermedio, o simplemente separar el o los productos finales del proceso de sus subproductos. Las mismas que están involucrados en procesos tales como: producción de fertilizantes, la industria azucarera, la producción de ácidos sulfúrico y clorhídrico, las refinerías de petróleo, entre otros. [3]
Hay que considerar que el mecanismo de transferencia de masa, depende de ladinámica del sistema en que se lleva a cabo, siendo una de ellas la de tipo convectivo en la que la masa puede transferirse debido al movimiento global del fluido. [4]


CONVECCIÓN

La masa puede transferirse debido al movimiento global del fluido. Puede ocurrir que el movimiento se efectúe en régimen laminar o turbulento. El flujo turbulento resulta del movimiento de grandes grupos demoléculas y es influenciado por las características dinámicas del flujo. Tales como densidad, viscosidad, entre otros. La transferencia de materia por convección puede ser mayor al aumentar el área disponible para la transferencia de materia, si se aumenta la diferencia de concentración entre el seno del fluido y la interfase, o si se aumenta el coeficiente de transferencia de materia. [4]


mconv=hmasa As (Cs-C∞)

Dónde:

hmasa= Coeficiente de transferencia de masa
As= Área de superficie
(Cs-C∞)= Diferencia apropiada de concentración de uno a otro lado de la capa límite de concentración. [4]

TIPOS DE CONVECCIÓN

Existen dos tipos de mecanismos de convección:
Convección natural.- La mezcla de las diferentes partes del fluido se debe a las diferentes densidades que presentandebidas a la diferencia de concentraciones.
Convección forzada.- La mezcla del fluido se debe a la acción de una fuerza externa que incrementa en gran medida la velocidad con que se da el proceso de transferencia de materia. [4] [5]


TRANSFERENCIA DE MATERIA POR CONVECCIÓN.
El estudio de la transferencia de materia por convección entre dos fases debe llevarse a cabo mediante la utilización de losconceptos de coeficientes individuales y globales de transferencia de materia, relacionados respectivamente con las resistencias ofrecidas por cada fase independiente y con la resistencia total ofrecida por ambas fases a la transferencia de materia. [3]

COEFICIENTES INDIVIDUALES DE TRANSFERENCIA DE MATERIA.

En la figura 1 se esquematizan dos fases fluidas, 1 y 2, circulando en régimenturbulento, separadas por una interfase a través de la cual se transfiere un componente A desde la primera en la que su concentración es c1 hasta la segunda en la que dicha concentración es c2. [1]

Figura 1. Transporte de un componente A entre dos fases 1 y 2 por convección.

Para analizar la resistencia ofrecida por una de las fases, por ejemplo la fase 1, al transporte de componente A, en lafigura 2 se presenta el perfil de concentraciones de dicho componente. Este perfil corresponde al Modelo de gradiente máximo utilizado en la presente práctica para el cálculo de los coeficientes volumétricos globales de transferencia de materia: este modelo implica que la concentración de A será máxima en el seno de dicha fase, c1, y mínima en la interfase de separación con la fase 2, c1,i. [1]...