Resumen

En el presente trabajo se realizo un estudio de la transferencia de masa multicomponente de una mezcla gaseosa de CH₃OH-CH₃ CH₂OH-H₂O acompañada de un inerte (H₂ no condensable). Esta transferencia ocurre cuando la mezcla a alta temperatura es expuesta a una pared de temperatura inferior, la mezcla es obligada a enfriarse, formando una película de liquido sobre la pared. Se hace una breve introducción a la ley de Maxwell-Stefan [1] y se modela está obteniendo un sistema de ecuaciones diferenciales ordinaria (ODE’s siglas en ingles). Para la solución de este sistema se uso la solución numérica Runge-Kutta de cuarto orden y el método del disparo [2]. Por último se hará un breve análisis de los valores del flux de cada componente (Ni) y los perfiles de concentración respectivamente. El procedimiento anterior es teniendo como suposición un sistema ideal.

Actualmente se ha incrementado el estudio de nuevas tecnologías que minimicen el consumo de materias prima provenientes del petróleo y que maximicen su producción. Los bioprocesos buscan no minimizar el consumo de materias prima, pero si reemplazar aquellos derivados del petróleo y de procesos convencionales por mecanismo biológicos. Por otro lado la intensificación de procesos busca integrar diferentes etapas de un proceso en un único dispositivo, que cumpla varias tareas maximizando producción. A nivel ambienta estos procesos integrados buscan la reducción del consumo en recurso con un mayor rendimiento y sobre todo dosificar marcadamente la emisiones de gases y la reducción de efluentes contaminantes en la industria química. ¿Cómo se logra esto? Principalmente la consecuencia en la reducción de uso de materias primas se detiene apreciablemente el abuso de recursos no renovables tales como el petróleo, el carbón e hidrocarburos como el metano, de otra mano al integrar un dispositivo de separación u otra operación en la zona de transformación de materia se garantiza la mayor producción de productos con la misma cantidad de materias prima, el menor consumo de energía operacional ya que no son dos o tres si no un dispositivo que cumple con el cometido deseado. 

El estudio de sistemas donde ocurre transferencia de masa y energía de varios componentes es de suma importancia en el desarrollo de tecnologías integradas. Ya que el desarrollo, el funcionamiento y modelamiento de estas está enfocada a sistemas multicomponentes, por motivo que en la industria no hay mayor número de procesos donde se usen dispositivos diseñados para funcionar con componentes binarios. 

El modelo desarrollado por James Clerk Maxwell y paralelamente Josef Stefan (1871) es ampliamente usado en el estudio de transferencia de masa multicomponentes. Otros modelos más rigurosos se han desarrollado y adaptado para cumplir el papel del estudio de la transferencia de masa multicomponente, Hirschfelder (1964), Chapman y Cowling (1970) y Cunningham y Williams (1980). El modelo de Maxwell-Stefan considera que la transferencia de masa no se da por un gradiente de concentración como lo predice la ley de Fick (1855), pero si por un gradiente de potencial químico entre el sistema. La ley de Maxwell, Stefan o ley de fricción explica que aunque puede haber un gradiente de concentración la transferencia de masa puede ocurrir en regiones de menor concentración hacia regiones de mayor concentración debido a la interacción molecular de los componentes que conforman la mezcla, esta interacción molecular de forma simplificada se expresa por el coeficiente de difusividad de Maxwell-Stefan (Dij) que es el inverso de la fricción entre el componente iyj.

• Materias:Transferencia de masa Tecnología química Química Ecuaciones de Maxwell Condensación
• Subjects:Mass transfer Chemical technology Chemistry Maxwell equations Condensation
• Palabras claves:gradiente de concentración
• Keywords:concentration gradient