UNIDAD III transferencia de materia - Fenómenos de transporte molecular de masa para líquidos, gases y sólidos.

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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“RAFAEL MARIA BARALT”
VICERRECTORADO ACADEMICO
UNERMB

ASIGNATURA: TRANSFERENCIA DE MATERIA
UNIDAD III. Fenómenos de transporte molecular de masa para líquidos, gases y sólidos.

TRASFERENCIA DE MASA.

Es el fenómeno de transferir gases, líquidos, sólidos a en una dirección de gradiente direccional a través de un medio como sistema determinado.

Ejemplos deProcesos de Transferencia de Masa.
La trasferencia de masa se da en todos los sistemas bioquímicos alimentarios:
En el proceso tecnológico de enlatados de alimentos
En los procesos tecnológicos de lácteos y derivados
En los procesos tecnológicos de frutas confitadas
En los procesos tecnológicos de tecnología azucareraDIFUSIÓN MOLECULAR.
Es el mecanismo de transferencia de masa en fluidos estancados o en fluidos que están en movimiento, únicamente mediante flujo laminar, aun cuando siempre está presente hasta el flujo turbulento muy intenso (TREYBAL, 1998).

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DEL PROCESO DE DIFUSIÓN MOLECULAR

El mecanismo real de transporte difiere en gran medida entre gases, líquidos ysólidos, debido a las diferencias sustanciales en la estructura molecular de estos 3 estados físicos.

Gases: los gases contienen relativamente pocas moléculas por unidad de volumen. Cada molécula tiene pocas vecinas o cercanas con las cuales pueda interactuar y las fuerzas moleculares son relativamente débiles; las moléculas de un gas tienen la libertad de moverse a distancias considerablesantes de tener colisiones con otras moléculas.

El comportamiento ideal de los gases es explicado por la teoría cinética de los gases.

Líquidos: los líquidos contienen una concentración de moléculas mayor por unidad de volumen, de manera que cada molécula tiene varias vecinas con las cuales puede interactuar y las fuerzas intermoleculares son mayores. Como resultado, el movimiento molecular serestringe más en un líquido.

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La migración de moléculas desde una región hacia otra ocurre pero a una velocidad menor que en el caso de los gases. Las moléculas de un líquido vibran de un lado a otro, sufriendo con frecuencia colisiones con las moléculas vecinas.Sólidos: En los sólidos, las moléculas se encuentran más unidas que en los líquidos; el movimiento molecular tiene mayores restricciones. En muchos sólidos, las fuerzas intermoleculares son suficientemente grandes para mantener a las moléculas en una distribución fija que se conoce como red cristalina.

ECUACIÓN GENERAL DEL TRANSPORTE MOLECULAR
La ecuación general de transportemolecular puede obtenerse a partir de un modelo gaseoso simple (teoría cinética de los gases). La ecuación resultante derivada de este modelo puede ser aplicada para describir los procesos de transporte molecular de cantidad de movimiento, calor y de masa, en gases, líquidos y sólidos


Y neto = I (1) Ecuación general del transporte molecular

Y = Densidad de flujo (flujo por unidad de área kmol / s m2)= Velocidad promedio de las moléculas de un gas m/s .
I = Recorrido libre medio de las moléculas en m
dG / dz = incremento de la concentración en la dirección z

Según la ecuación (1), para que la densidad de flujo Y sea positiva, el gradiente dG /dz tiene que ser negativo.
Coeficiente de Difusión en Gases, Líquidos y Sólidos

La constante de proporcionalidad de la ecuación de Fick (DAB), seconoce con el nombre de coeficiente de difusión. El coeficiente de difusión depende de la presión, de la temperatura y de la composición del sistema. Como es de esperar, de acuerdo con la movilidad de las moléculas, los coeficientes de difusión son generalmente mayores en los gases (10-5 m2s-1), que en relación con los líquidos (entre los valores 10-10-10-9m2s-1) que son mayores a los valores...