Clasificación de Las Operaciones de Trasferencia de Masa

Jesús Manuel Echevarría Sánchez

Operaciones de Separación - Ingeniería Química

CLASIFICACIÓN DE LAS OPERACIONES DE TRASFERENCIA DE MASA Exisen diversas clasi!icaciones pero la "ue se recoge a coninuación sigue dos crierios !undamenalmene# si las !ases !ísicas esán separadas por mem$rana o no% & la nauraleza de dichas !ases' es decir el esado en el "ue se encuenren (gas' lí"uido o sólido)* 1. Fas Fases es en con contac tacto to dir direc ecto to

+*+ ,as-í ,as-í"ui "uido do  .$sorción Operación en la "ue se produce la separación de uno o varios componenes de una mezcla gaseosa (el gas es la !ase inicial) mediane un disolvene lí"uido (!ase /) de di!erene nauraleza al gas* 0o generamos el lí"uido (!ase /) a parir del gas' sino "ue lo inroducimos nosoros dependiendo cual nos convenga más# ,as ípico í"uido ípico E1* Eliminación de SO/ en 2/O () • •

3esa$sorción o Sripping Operación inversa a la a$sorción* Separación de uno o más componenes de una mezcla lí"uida mediane un gas de disina nauraleza "uímica' es decir' un gas inroducido ari!icialmene por el ingeniero* E1* 2idroc 2idrocar$ ar$uro uross aromáic aromáicos os disuel disuelos os en aceie aceie'' usamo usamoss un gas de disin disinaa nauraleza (vapor de 2/O)*  Operaciones de ineracción aire-agua 2umidi!icación de aire# .umena la humedad del aire* 0o es una operación de separación' es una operación de rans!erencia de masa* 4olorario de la humidi!icación# En!riamieno del agua* E1* En la indusria "uímica el 2/O caliene no lo puedo devolver al río así "ue lo paso por una corriene de aire para en!riarlo* 3eshumidi!icación del aire# Operación inversa de la humidi!icación* El aire con mucha humedad lo ponemos en conaco con agua !ría & el agua condensa* En ese caso es una operación de separación & de rans!erencia de masa*  3esilación Separación de uno o varios componenes "uímicos de una mezcla gaseosa (vapor) o lí"uida' mediane la acción de un lí"uido o un vapor respecivamene generado por en!riamieno o calenamieno de la mezcla original* (+) (/) IQ ,.S 

•

•

,.S

IQ

4alenamieno En!riamieno Esricamene desilación es solo (+)' (/) es su operación inversa' denominada condensación* a condensación se $asa en "uiarle energía al gas o$eniendo la /5 !ase "ue es lí"uida* E1* 3esilación# 6raccionamieno del crudo de peróleo ,ases ligeros 1



,asolinas-0a!as Queroseno u$ricanes 8esiduos ($reas)

7 pesado

7 voláil

+*/ í"uido-í"uido  Exracción lí"uido-lí"uido 4onsise en la separación de uno o varios componenes de una mezcla lí"uida' usando un disolvene oal o parcialmene inmisci$le en ella & disina nauraleza "uímica* 9rans!erencia de un solo componene (operación sencilla)* E1* 2idrocar$uros aromáicos de na!a (usamos como disolvene sul!olano' 4:2;SO/)* +*< ,as-Sólido  .dsorción gas-sólido Separación de uno o varios componenes "uímicos de una mezcla gaseosa uilizando un sólido de di!erene nauraleza "uímica* E1* =uri!icación de gases con zeolias*  3esadsorción (desorción) gas-sólido Separación de uno o más componenes "uímicos de una mezcla sólida usando un vapor o gas de disina nauraleza* E1* Sólidos de car$ón acivo' los cuales poseen muchos poros por los "ue se pegan muchas susancias & llegado el momeno "ue ese se saura de susancias & ha& "ue >regenerar? el car$ón acivo pasándolo por vapor de agua a presión*  Su$limación Separación de uno o más componenes de una mezcla sólida mediane el paso direco a la !ase vapor de alguno de ellos usando calor procedene de na corriene de gas' normalmene aire* E1* Separación de &odo de algas marinas*  3eposición Separación de uno o más componenes de una mezcla vapor por paso direco al esado sólido de alguno de ellos' usando algún ipo de corriene !ría* E1* 4@3# 4hemical @apor 3eposiion* Se usa mucho en nanoecnología para hacer los chips* .demás de deposición' luego ocurre una reacción "uímica de los componenes "ue se han deposiado*  Secado Separación de lí"uido "ue impregna a un sólido' usando un gas (normalmene aire) de disina nauraleza* 2a& res !ases (gasAlí"uidoAsólido) pero desde el puno de visa de las operaciones enemos "ue ener en cuena la rans!erencia de masa del sólido al gas* Se rans!iere el lí"uido (normalmene agua' pero no siempre)* E1* .limenación' papel' e1idosB indusria !armacCuica* 4omo normalmene es aire & agua podría esar meida en la humidi!icación*  io!ilización 4ongelación 7 Su$limación a vacío* Separación del lí"uido "ue impregna un sólido por congelación & su poserior su$limación a vacío* Es una especie de secado pero más so!isicado "ue se uiliza con producos sensi$les a la emperaura por"ue iene menos pro$lema por degradación del sólido por emperaura "ue el secado' donde se encuenra con una corriene gas* E1* 3eshidraación de alimenos & oros producos* 2



+*: í"uido-Sólido  .dsorción lí"uido-sólido Separación de uno o más componenes de una mezcla lí"uida por su paso a la !ase sólida* E1* 3ecoloración de aceies raadas so$re car$ón acivo' de manera "ue esos aceies de adsor$en al car$ón acivo donde se "ueda el color*  3esadsorción lí"uido-solido Ddem a la lí"uido-gas pero cam$iando el gas por un sólido*  E1* 8egeneración del car$ón acivo con algún ipo de lí"uido* Inercam$io iónico Separación de uno o más iones de una disolución lí"uida usando un sólido con capacidad para inercam$iar iones* 0ormalmene ha& sólidos "ue inercam$ian iones posiivos (resinas caiónicas) & oros "ue inercam$ian iones negaivos (resinas aniónicas)' no se hace a la vez* E1* 3esionización del agua en el la$oraorio*  Exracción sólido-lí"uido (ixiviación) (eaching) Separación de uno o más componenes de una mezcla sólida uilizando un disolvene de disina nauraleza* os liviados son componenes de la $asura* 4uando llueve & se mo1a la $asura se >exraen? & se >arrasran? en el agua & es mu& per1udicial si llega a pozos* E1* 9raamieno del azúcar de remolacha con agua*  4risalización 0os da un exra de pureza* 0os da un componene de una disolución lí"uida por conaco de la !ase sólida de ese mismo componene* Se en!ría' la solu$ilidad $a1a' & la di!erencia de concenración de cuando esa$a !río se >elimina? pasando a sólido* =ara aumenar el amao de los crisales se aaden oros crisales de Mg4l o de lo "ue ha&a en el disolvene & los crisales se adhieren a esos inroducidos* E1* 4risalización de Mg4l/FG2/O* 

2. Fases separadas por membrana

/*+ ,as-,as  3i!usión gaseosa Separación de uno o más componenes "uímicos en $ase a la velocidad "ue araviesa una mem$rana porosa' de$ido a la di!erencia de pesos moleculares* E1* =uri!icación del isóopo de Hranio /< de la $om$a aómica*  =ermeación Separación de uno o más componenes "uímicos en $ase a "ue se disuelven en una mem$rana no porosa' & una vez disuelo' el componene di!unde a ravCs de la mem$rana pasando al oro gas* a separación se $asa en la di!erencia de solu$ilidad* E1* 2elio presene en el gas naural usando mem$ranas de polímeros !luorocar$onados* /*/ ,as-í"uido  =ermeación gas-lí"uido El componene "ue se "uiere separar esá en el lí"uido & se disuelve en la mem$rana' se di!unde & se vaporiza al oro lado de la mem$rana* 3



/*< í"uido-í"uido  3iálisis Separación de un componene disuelo en un lí"uido aravesando la mem$rana porosa & se disuelven al oro lado* Se separa por amao*  Elecrólisis Es igual a la diálisis pero los componenes "ue araviesan la mem$rana son iones cargados* Son impulsados mediane un campo elecromagnCico' por lo "ue es más rápido*  smosis Sólo el disolvene araviesa la mem$rana* a separación esá $asada en el amao* El disolvene es el más pe"ueo' sólo Cl araviesa la mem$rana hasa "ue se igualan las concenraciones*  smosis Inversa Se impone una presión conraria al !lu1o de la ósmosis de manera "ue se reviere el !lu1o* E1* 3esaladoras para o$ener agua poa$le a parir de agua de mar*

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Clasificación de Las Operaciones de Trasferencia de Masa

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