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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD
ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA
RECONOCIMIENTO UNIDAD 2: 211612 – TRANSFERENCIA DE MASA
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PROGRAMA DE INGENIERIA DE ALIMENTOS
211612 TRANSFERENCIA DE MASA
ACTIVIDAD 7
RECONOCIMIENTO UNIDAD 2
BOGOTA D.C.
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Destilación
La destilación es la operación de separar, los diferentes componentes líquidos de una mezcla,
aprovechando las diferencias de puntos de ebullición de los compuestos a separar. La destilación se da
en forma natural debajo del punto de ebullición, luego se vuelven nubes que se transportan a
recipientes y/o ductos donde finalmente se condensan por la disminución de temperatura, separándose
los líquidos. Existe destiladores de platos perforados, de campanas o válvulas.
Tipos de destilación
Destilación fraccionada es una variante de la destilación simple que se emplea principalmente cuando
es necesario separar líquidos con puntos de ebullición cercanos.
La principal diferencia que tiene con la destilación simple es el uso de una columna de
fraccionamiento. Ésta permite un mayor contacto entre los vapores que ascienden con el líquido
condensado que desciende, por la utilización de diferentes "platos". Esto facilita el intercambio de calor
entre los vapores (que ceden) y los líquidos (que reciben). Ese intercambio produce un intercambio de
masa, donde los líquidos con menor punto de ebullición se convierten en vapor, y los vapores con
mayor punto de ebullición pasan al estado líquido.
Figura 1. Destilación fraccionada
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Destilación al vacío es la operación complementaria de destilación del combustible procesado en la
unidad de destilación atmosférica, que no se vaporiza y sale por el fondo de la columna de destilación
atmosférica. El vaporizado de todo el crudo a la presión atmosférica necesitaría elevar la temperatura
por encima del umbral de descomposición química y eso, en esta fase del refinamiento de
combustibles, es indeseable.
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Absorción
Es la operación unitaria que consiste en la separación de uno o mas componentes de una mezcla
gaseosa con la ayuda de un solvente líquido con el cual forma solución (un soluto A, o varios solutos,
se absorben de la fase gaseosa y pasan a la líquida). Este proceso implica una difusión molecular
turbulenta o una transferencia de masa del soluto A a través del gas B, que no se difunde y está en
reposo, hacia un líquido C, también en reposo. Un ejemplo es la absorción de amoniaco A del aire B
por medio de agua líquida C. Al proceso inverso de la absorción se le llama empobrecimiento o
desorción; cuando el gas es aire puro y el líquido es agua pura, el proceso se llama deshumidificación,
la deshumidificación significa extracción de vapor de agua del aire.
En la absorción hay que tener en cuenta el grado de solubilidad de un gas en un líquido. Se usa
generalmente la ley de Henry para relacionar la presión parcial del soluto en el gas y su concentración
en el líquido: p = k.c
Para lograr que el soluto gaseoso se mueva de la fase gaseosa a la líquida, se hace que la torre de
absorción opere a contracorriente.
Figura 2. Torre de absorción
El potencial de transferencia de masa está representado por la diferencia de concentraciones del soluto
en el seno de cada fase.
NA= K (ΔC),
NA: # de moles del componente A que se transfieren por unidad de área y por unidad de tiempo.
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C: Diferencia de concentración o potencial.
k: Coeficiente de transferencia de masa, que es función del sistema y de la geometría.
Para maximizar NA debemos se debe aumentar C, que se logra con la operación a contracorriente.
Aumentar K, que se logra disminuyendo en ancho de la película manteniendo condiciones de flujo
turbulento para el gas y el líquido.
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Extracción
La extracción es la técnica empleada para separar un producto orgánico de una mezcla de reacción o
para aislarlo de sus fuentes naturales. Puede definirse como la separación de un componente de una
mezcla por medio de un disolvente.
En la práctica es muy utilizada para separar compuestos orgánicos de las soluciones o suspensiones
acuosas en las que se encuentran. El procedimiento consiste en agitarlas con un disolvente orgánico
inmiscible con el agua y dejar separar ambas capas. Los distintos solutos presentes se distribuyen entre
las fases acuosas y orgánica, de acuerdo con sus solubilidades relativas.
De este modo, las sales inorgánicas, prácticamente insolubles en los disolventes orgánicos más
comunes, permanecerán en la fase acuosa, mientras que los compuestos orgánicos que no forman
puentes de hidrógeno, insolubles en agua, se encontrarán en la orgánica.
Los diferentes tipos de extracción dependen de la fase de extracción, ya sea líquido-líquido o sólidolíquido.
Figura 3. Dispositivos para la extracción
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Evaporación
La evaporación es una operación unitaria que consiste en la eliminación de agua de un alimento fluido
mediante vaporización o ebullición. Son varios los alimentos que se obtienen en forma de soluciones
acuosas, y que para facilitar su conservación y transporte se concentran en una etapa de eliminación de
agua. Esta eliminación puede realizarse de diferentes formas, aunque es la evaporación uno de los
métodos más utilizados. Los dispositivos para realizar esta eliminación de agua se denominan
evaporadores. Un evaporador consta, esencialmente, de dos cámaras, una de condensación y otra de
evaporación. En la de condensación un vapor de agua se transforma en líquido, con lo que cede su calor
latente de condensación, el cual es captado en la cámara de evaporación por el alimento, del que se
desea eliminar el agua. El agua evaporada abandona la cámara de evaporación a la temperatura de
ebullición, al mismo tiempo que se obtiene una corriente de solución concentrada.
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Secado
La deshidratación o secado de alimentos es una de las operaciones unitarias más utilizadas en la
conservación de los mismos. Ya era utilizada en tiempos prehistóricos por nuestros antepasados, pues
les permitía obtener productos alimenticios con un tiempo de vida superior. Con el paso del tiempo, la
demanda de alimentos ha ido creciendo con el aumento de la población, y cada vez es mayor esta
demanda, lo que ha acarreado el que la industria de conservación por secado haya adquirido una gran
importancia en el sector alimentario. El desarrollo de la industria del secado ha ido ligado a la demanda
de alimentos que debían cubrir las necesidades de los soldados en las guerras que se han dado a lo largo
del mundo. La deshidratación es especialmente útil para los propósitos militares, ya que reduce el peso
y tamaño de los alimentos. Los avances logrados en el campo militar han sido transferidos a la industria
del secado en general, lo que ha traído consigo un mejor y mayor avance de la industria del secado de
alimentos. En los procesos de deshidratación el agua del alimento es eliminada, en mayor o menor
grado, y se consigue con ello una mejor conservación microbiológica, además de retardar muchas
reacciones indeseables. Aunque esta conservación del alimento tiene una gran importancia, con la
deshidratación también se logran disminuir los costes de envasado, manejo, almacenado y transporte,
ya que se disminuye el peso del alimento, y en algunos casos el volumen.