I. REVISION BIBLIOGRAFICA
II. OBJETIVOS III. MATERIALES Y EQUIPOS IV. METODOLOGIA V. CALCULOS VI. RESULTADOS
VII.
CONCLUSIONES
VIII.
CUESTIONARIO
Los perfiles de temperatura son:
Redefiniendo la concentración de tal manera que varíe de entre 0 y 1.
La relación en que se se cumple: cumple: , cuando: • •
2)
¿Cómo evaluaría Ud. la difusividad en la deshidratación de granos de arroz? Como el arroz no tiene una forma definida y por ser demasiado pequeño, la
determinación de la difusividad lo realizaría, colocando una cierta cantidad de arroz en un recipiente con forma definida como una placa petri, y consideraría a toda la placa como un
conjunto. La medición seria por la diferencias de pesos, después de un proceso de secado a diferentes tiempos. Para tal motivo se consideraría a la placa con el arroz como un cilindro, para la determinación de los valores en las tablas. 3)
¿Si Ud. trabaja en un planta de deshidratación de arvejas y le piden determinar el
coeficiente de difusión. Como lo haría? La metodología que aplicaría sería la que se utilizó en la práctica: Tomaría una determinada muestra de arvejas (10 muestras), las colocaría en una estufa sobre una malla, para que la difusividad se dé en todas las direcciones. Para verificar los datos en la tabla se considerara a la arveja como una esfera; calculado los coeficientes para cada muestra se sacaría un promedio, para así aplicar este coeficiente a nivel general en todo el proceso de deshidratación. 4)
¿Cómo evaluaría Ud. la difusividad de un molde de queso? La metodología a emplear es la difusividad de la sal en el queso: Para la determinación
de la difusividad en el queso, se tomara el queso como la muestra y consiste en poner en contacto un sólido hidratado, en una solución de alta concentración en sólidos solubles. La diferencia de concentraciones entre la solución intrapartícula y la del medio líquido que la rodea produce la transferencia preferencial de agua y otros componentes desde la partícula hasta el medio circundante y transferencia de sólidos solubles del medio al sólido. Se tomara como dato de concentración inicial de sal cero y se medirá la concentración a 4 y 8 horas.
IX. BIBLIOGRAFIA
Los fenómenos de transferencia de masa se refieren al movimiento de se define como el resultado de una diferencia de concentración de tal modo que la sustancia que se difunde se desplaza de un lugar de alta concentración a otro de baja concentración El
calor
se
transfiere
en una dirección que reduce un gradiente de
temperatura existente, la masa se transfiere en una dirección que q ue reduce un gradiente de concentración existente. La transferencia de masa cesa cuando el gradiente de concentración se reduce a cero La difusión de masa ocurre en:
Líquidos
Sólidos
Gases
Como la transferencia de masa está fuertemente influida por el espacio molecular, la difusión ocurre más fácilmente en gases que en líquidos y más fácilmente en líquidos que en sólidos.
Un frasco de loción abierto al medio ambiente, se evapora en el aire debido a la diferencia de concentración entre la superficie del líquido (loción) y el aire que lo rodea.
Té y café, como es café instantáneo, se pone en una taza con agua caliente por el contacto entre ambos se va a dar el gradiente de concentración hasta que todo el café se difunda ó se disuelva en todo el contenido de agua. En éste caso la cafeína tiene mayor concentración en soluto ya que tiene pigmentos, aroma.
Fruta confitada, al agregar jarabe a la fruta troceada se aprecia que el jarabe se difunde a través de la fruta por la existencia del gradiente de concentración.
Otros: secado de ropa, productos cárnicos (jamones), encurtidos, deshidratación de frutas, etc.
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. Para esto en general, se utilizan las operaciones de transferencia de masa. Con frecuencia, el costo principal de un proceso deriva de las separaciones (Transferencia de masa). Los costos por separación o purificación dependen directamente de la relación entre la concentración inicial y final de las sustancias separadas; sí esta relación es elevada, también serán los costos de producción. La transferencia de de masa juega juega un papel muy importante en las operaciones unitarias del procesamiento de de los alimentos, tales como el secado, extracción, destilación y absorción.
La dificultad para aplicar la teoría de transferencia de masa al procesamiento de los alimentos se deriva de la estructura física y la composición química tan
complejas de estos mismos, los cuales pueden variar igual dentro del mismo alimento y pueden cambiar durante el procesamiento y transporte. Las dificultades son mas pronunciadas en alimentos sólidos debido a que los procesos de transporte son más complejos en sólidos que en líquidos.
Los 3 estados de agregación: gas, liquido y sólido permiten 6 posibilidades de contacto de fases:
Gas -gas: esta categoría no es prácticamente realizable ya que todos los gases son solubles entre si.
Gas -líquido: -Destilación (ácido acético y agua)- Absorción gaseosa (desorción).
Gas -sólido: -sublimación de un sólido - secado, adsorción gaseosa.
Liquido -líquido: extracción líquido contacto directo de 2
fases
inmiscibles. Ejemplo Eje mplo sol de acetona agua se agita con tetracloruro y se deja reposarla acetona se encuentra en gran proporción en el tetracloruro de carbono.
Liquido -sólido:
Lixiviación: extracción mediante hexano del aceite de las oleaginosas.
Adsorción: eliminación de las materias coloreadas que contaminan las soluciones impuras i mpuras de agua poniendo en contacto las soluciones líquidas con carbón activado.
Sólido -sólido :
debido
a
las
velocidades
de
difusión
extremadamente lenta entre fases sólidas, no existen operaciones industriales de separación en esta categoría.
La difusión es el movimiento, bajo la influencia de un estimulo físico, de un componente individual a través de una mezcla. La fuerza impulsora que produce el desplazamiento es el gradiente de concentración del componente que difunde. Un gradiente de concentración tiende a mover el componente en una dirección tal que igual es las concentraciones y anule el gradiente. La difusión puede ser originada por un:
Gradiente de concentración, ( Gobernado por la “LEY de Fick” )
Gradiente de presión (difusión de presión)
Gradiente de temperatura (difusión térmica)
La rapidez de difusión se expresa por la ley de difusión de Fick, la cual establece que el flujo de masa por unidad de área de un componente es proporcional al gradiente de concentración. Para gases, la ley de Fick puede expresarse en función de las presiones parciales utilizando la ecuación de estado de los gases perfectos. 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
Ley de Fickpara Difusión. Siempre que existe un gradiente de concentración para un componente determinado en una sola dirección puede ser caracterizada por la primera Ley de Fik.
Donde:
J*AZ=Flujo molecular del componente “A” en la dirección de Z(Kg.mol/m2.s)
DAB=Coeficiente de difusión de las moléculas de A en B(m2/s)
CA=Concentración del componente “A”(Kg.mol/m3)
Z=Distancia de difusión en (m)
La difusividad es una característica de un componente y su entorno (temperatura, presión, concentración; ya sea en solución líquida, gaseosa o sólida y la naturaleza de los otros componente
Si la difusividad tiene un valor elevado, entonces hay mucha facilidad para el transporte de masa.
Difusividad de masa". Un valor elevado de este parámetro significa que las moléculas se difunden fácilmente en el medio.
La constante de difusión es distinta para cada substancia
A mayor temperatura, la difusión suele ser más rápida.
Los gases contienen relativamente pocas moléculas por unidad de volumen. El comportamiento ideal de los gases es explicado por la teoría cinética de los gases.
Los líquidos contienen una concentración de moléculas mayor por unidad de volumen. La migración de moléculas moléculas desde desde una región hacia hacia otra ocurre pero a una velocidad menor que en el caso de los gases. Sólidos: En los sólidos, las moléculas se encuentran más unidas que en los líquidos; el movimiento molecular tiene mayores restricciones. En muchos muchos sólidos, sólidos, las fuerzas intermoleculares son suficientemente grandes para mantener a las moléculas en una distribución fija que se conoce como red cristalina
Se define como la transferencia de moléculas individuales a través de un fluido por medio de los movimientos individuales y desordenados de las moléculas. Ej: los olores son moléculas de gas mezclados con el aire (cuando se huele una buena sopa se está inhalando moléculas de la misma).
La difusión molecular está gobernada por la “Ley de Maxwell Stefan”. Dice “Que la velocidad relativa del componente (A) es proporcional al producto de las concentraciones de 2 sustancias A y B.
