Transferencia de masa
Los fenómenos de transporte tienen lugar en aquellos procesos,
conocidos como procesos de transferencia, en los que se establece el movimiento
de una propiedad (masa, momento o energía) en una o varias direcciones bajo la
acción de una fuerza impulsora. Al movimiento de una propiedad se le llama
flujo.
La transferencia de masa cambia la composición de soluciones y mezclas
mediante métodos que no implican necesariamente reacciones químicas y se
caracteriza por transferir una sustancia a través de otra u otras a escala
molecular.
Los procesos de transferencia de masa son importantes ya que la mayoría
de los procesos químicos requieren de la purificación inicial de las materias
primas o de la separación final de productos y subproductos.
Algunos de los ejemplos del papel que juega la transferencia de masa en
los procesos industriales son: la remoción de materiales contaminantes de las
corrientes de descarga de los gases y aguas contaminadas, la difusión de
neutrones dentro de los reactores nucleares, la difusión de sustancias al
interior de poros de carbón activado, la rapidez de las reacciones químicas
catalizadas y biológicas, así como el acondicionamiento del aire, etc.
En la industria farmacéutica también ocurren procesos de transferencia
de masa tal como la disolución de un fármaco, la transferencia de nutrientes y
medicamento a la sangre, etc. La ley de Fick es el modelo matemático que
describe la transferencia molecular de masa, en sistemas o procesos donde puede
ocurrir solo difusión o bien difusión más convección. En este trabajo, una idea
central será el cálculo de los coeficientes de transferencia de masa para
diferentes sistemas (estados de agregación de la materia).
En esta ecuación la velocidad de transferencia de masa depende de una
fuerza impulsora (diferencia de concentración) sobre una resistencia, que
indica la dificultad de las moléculas para transferirse en el medio. Esta
resistencia se expresa como una constante de proporcionalidad entre la
velocidad de transferencia y la diferencia de concentraciones denominado:
"Difusividad de masa".
El mecanismo de transferencia de masa, depende de la dinámica del
sistema en que se lleva a cabo. Hay dos modos de transferencia de masa:
Usualmente,
ambos mecanismos actúan simultáneamente. Sin embargo, uno puede ser
cuantitativamente dominante y, por lo tanto, para el análisis de un problema en
particular, es necesario considerar solo a dicho mecanismo. La transferencia de
masa en sólidos porosos, líquidos y gases sigue el mismo principio, descrito
por la ley de Fick.
Factores que afectan la
transferencia de masa en tanques agitados
Donde:
OTR es la
velocidad de transferencia de O2
KLa es el
coeficiente volumétrico de transferencia de O2
C* es el
valor de la concentración de O2 dado por la constante de Henry
CL es el
valor de la concentración de O2 en el seno del líquido
La
diferencia de estos dos últimos términos es la fuerza impulsora de la
transferencia. El KLa es una constante de proporcionalidad que puede tomar
diferentes formas dependiendo del modelo que se utilice explicarla.
Factores
que afectan la transferencia de masa en Reactores de Columna
