sesion 1. introduccion-difusion

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SESION 1. INTRODUCCION. DIFUSION M.Sc. HUBERT ARTEAGA MIÑANO INGENIERIA DE ALIMENTOS II 25/04/2015 1 H. ARTEAGA

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Introducción a industria alimentaria

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Page 1: Sesion 1. Introduccion-difusion

SESION 1. INTRODUCCION. DIFUSION

M.Sc. HUBERT ARTEAGA MIÑANO

INGENIERIA DE ALIMENTOS II

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Si las operaciones cambian la composición de soluciones, entonces se conocen como operaciones de transferencia de masa

La transferencia de masa se verifica cuando el componente de una mezcla emigra en una misma fase o de una fase a otra, a causa de la diferencia de concentración entre dos puntos.

Las operaciones de transferencia de masa se caracterizan por transferir una sustancia a través de otras a escala molecular

Introducción

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Semejanzas entre los procesos de transferencia de masa y calor

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CLASIFICACIÓN DE LAS OPERACIONES DE TRANSFERENCIA

CLASIFICACIÓN DE LAS OPERACIONES DE TRANSFERENCIA

DE MASA

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CONTACTO DIRECTO DE DOS FASES INMISCIBLES

Las composiciones de las fases son distintas en un sistema de dos fases de varios componentes en el equilibrio.

En algunos casos, la separación lograda de esta manera, proporciona inmediatamente una sustancia pura, debido a que una de las fases en equilibrio sólo contiene un componente

En las operaciones de transferencia de masa, ninguna delas fases en el equilibrio consta de un único componente.Por ello, cuando inicialmente se ponen en contacto las dosfases, no constan (excepto en forma casual) de lacomposición que tienen en el equilibrio.

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Gas-gas; esta categoría no se realiza

Gas-líquido; se realiza en:

Destilación:

Absorción de gases

Desorción

Humidificación o deshumidificación

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Page 8: Sesion 1. Introduccion-difusion

Gas-sólido: adsorción , sublimación fraccionada

Liquido-liquido:

extracción líquida; solución de acetona-agua con tetracloruro de carbono

extracción fraccionada; separación de una solución de ácido acético y acetona

Líquido-sólido

Sólido-sólido

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FASES SEPARADAS POR UNA MEMBRANA

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• Sirven para prevenir que se entremezclen dos fases miscibles.

2• El movimiento de las sustancias a través

de las membranas es por difusión.

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• Permiten una separación de componentes, porque no todos los componentes pueden atravesarlas.

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La membrana es microporosa, los diferentes componentesde la mezcla pasan a través de los poros con una rapidezque depende de los pesos moleculares.

El helio, por ejemplo, se puede separar del gas natural porpermeación selectiva, a través de membranas de polímerosfluorocarbonados.

Estas son separaciones por permeación, en que unasolución líquida de alcohol y agua se pone en contacto conuna membrana no porosa

Gas-Gas

Gas-Liquido

Liquido-Liquido

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TIPOS DE OPERACIONES

Operación en estado estacionario:

Las concentraciones en cualquier punto del aparato permanecen constantes con el paso del tiempo

Operación en estado no estacionario:

Las concentraciones en cualquier punto del aparato cambian con el tiempo.

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DIFUSIÓN MOLECULAR EN FLUIDOS

La difusión molecular se trabaja con elmovimiento de las moléculas individuales a travésde una sustancia debido a su energía térmica.

El fenómeno de la difusión molecular conducefinalmente a una concentración completamenteuniforme de sustancias a través de una soluciónque inicialmente pudo haber sido no uniforme.

La difusión molecular es el mecanismo detransferencia de masa en fluidos estancados o enfluidos que se están moviendo típicamentemediante flujo laminar

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LEY DE FICK PARA LA DIFUSIÓN MOLECULAR

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Considérese la caja de la figura 2.1, que esta separada en dos partes mediante la partición P. En la secci6n 1 se coloca 1 kg de agua (A) y en la sección II 1 kg de etanol (B) (las densidades de los líquidos son diferentes y la partición esta colocada de tal forma que la profundidad de los líquidos en cada sección sea la misma).

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LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD

Considérese el elemento de volumen del fluido en la figura, en donde un fluido está fluyendo a través del elemento.

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DIFUSIÓN MOLECULAR EN ESTADO

ESTACIONARIO EN FLUIDOS SIN

MOVIMIENTO Y EN FLUJO LAMINAR

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DIFUSIÓN MOLECULAR EN GASES

Debido a los espacios libres que hay entre las partículas de un gas, estos se difunden con mucha facilidad, es decir, sus partículas se dispersan y se desplazan unas sobre otras, mezclándose rápidamente entre si

NA y NB constantes (estado estacionario)

DAB es constante

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Contradifusión equimolar en gases en estado estacionario

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DIFUSIÓN EN ESTADO ESTACIONARIO DE A A TRAVÉS DEL NO DIFUNDENTE B

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