FUERZA MOTRIZ MEDIA PARA UN PROCESO DE TRANSFERENCIA DE MASA

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a gas va aumentar con el transcurso del tiempo.

Si se espera lo suficiente en algún momento se llegara a un momento en el cual ambas velocidades sean iguales y se llegue a un equilibrio dinámico ente fases y no existirá en ese instante el proceso ya no será visible (resultado neto es nulo). La diferencia de concentraciones entre las fases (x–y) no es la fuerza motriz, sino el alejamiento de las condiciones de concentraciones en equilibrio en cada fase y puede tomar diferentes valores según sean las formas de expresar las concentraciones. Con el equilibrio se alcanza cierta dependencia entre las concentraciones límites o equilibradas del componente a transferir entre las fases. Esto ocurre a una temperatura y presión dadas. y x

Este diagrama nos representa gráficamente la dependencia que existe, y la conocemos con el nombre de línea de equilibrio del proceso y según su proceso puede adoptar una forma recta o de curva. Ella expresa la dependencia que existe al equilibrio entre los componentes, en este caso, en la fase gaseosa con respecto a la concentración de la fase líquida, para una presión y una temperatura dadas.

las leyes para la distribución es equilibrada, expresa la dependencia entre ellas y es diferente para los distintos casos de transferencia de masa. Para esto Los datos de las variables de equilibrio se registran en tablas, gráficos o a través de ecuaciones que las relacionan, útiles para la determinación de los parámetros óptimos de los procesos. en proceso industrialmente es favorable tener una producción o resultado razonable, por lo cual el equilibrio se debe evitar, puesto que el flujo de la transferencia es proporcional a la fuerza directriz, la cual es mayor mientras más alejadas son las condiciones de operación de aquellas que se establecen cuando se alcanza el equilibrio. Esto se logra a través de acciones específicas para cada tipo de operación, las cuales se integran al proceso en cuestión. Las variables de control operacional son generalmente la temperatura, la presión y las concentraciones.

Los ejemplos donde se manifiesta la transferencia de masa más utilizados son: absorción, desorción, rectificación, secado, lixiviación, extracción y adsorción.

Absorción: el que está en fase gaseosa formando una mezcla con otros gases, se transforma a la fase líquida que es mucho más soluble. Se revela la transferencia de la fase gaseosa a la fase líquida. Cuando las concentraciones del componente a transferir son pequeñas en la solución inicial, el equilibrio se describe a través de la ley de Henry.

Ejemplo: absorción de CO2 de los gases de combustión utilizando como absorbente la metanol amina.

Desorción: El componente es despojado de una corriente líquida donde forma una mezcla y pasa a la fase gaseosa.

Ejemplo: la desorción del CO2 absorbido en la metanol amina con el objeto de regenerarla, o sea de restaurarle la propiedad absorción

Destilación o Rectificación: es la separación de mezclas líquidas homogéneas mediante el múltiple intercambio de componentes en las fases líquida y gaseosa. En esta los componentes más pesados de la fase gaseosa pasan a la fase líquida, mientras que los componentes ligeros de la fase líquida pasan a la fase gaseosa, para este caso existirá una doble transferencia de masa de las fases líquida y gaseosa. Para condiciones ideales se aplica la ley de Raoult.

Ejemplo: la destilación del petróleo en las refinerías.

Secado: se trata de quitar el líquido de una masa sólida por medio de la vaporización. este proceso ocurre la transferencia de masa hacia la fase gaseosa.

Ejemplo: el secado del azúcar refinada.

Lixiviación: Esta operación consiste en remover de una mezcla sólida un componente soluble en un solvente líquido, en el cual el resto de los sólidos son insolubles.

Ejemplo: disolución de carbonato de níquel en una disolución amoniacal en el proceso productivo de Nicaro.

Extracción: se realiza en un sistema compuesto por líquido-líquido, trata en la separación de un componente diluido en un solvente líquido por otro líquido prácticamente inmiscible o miscible parcialmente con el primer solvente

Ejemplo: extracción del ácido acético mezclado con benceno, utilizando agua como solvente.

Adsorción: Consiste en la eliminación de un componente seleccionado bien sea gaseoso o líquido de una mezcla, mediante un adsorbente sólido poroso,

Ejemplo: la decoloración del sirope con carbón activado en la producción de azúcar refino.

Tabla donde se resumen las fases que intervienen en las operaciones:

En la transferencia de calor los agentes, en ocasiones, separados mediante una pared sólida, a través de la frontera que separa fases adyacentes (interfase), por lo cual, se estudiarán las leyes que rigen la transferencia tanto dentro de las fases, como en la interfase y los fenómenos asociados a ella:

El transporte de sustancias (masa) dentro de los límites de una fase.

El transporte a través de la superficie que separa las fases (interfase).

El transporte dentro de los límites de la otra fase.

FORMAS DE EXPRESAR LA COMPOSICIÓN DE LAS FASES.

La composición depende de la concentración de los componentes que la integran. Concentración es masa por unidad de volumen y la relación que existe entre ellas para estudiar los fenómenos de transferencia de masa.

Las formas para expresar la composición de las fases son:

Fracción en peso

Fracción molar

Composición relativa en peso

Composición relativa molar

Concentración másica volumétrica

Concentración molar volumétrica

Presiones parciales.

Fracción en peso: Es la relación existente entre la masa del componente en la fase y la masa total de la fase dada.

Fracción molar (x o y): Es la relación existente entre el número de kilomoles del componente