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Procesos a través de membranas
Membrana
Definición
Barrera física entre dos fluidos que permite, en forma selectiva, el paso de ciertos componentes del fluido alimentado.
Tipos
Macroporosas
Microporosas (cuentan con permeabiliad selectiva)
Densas (no porosas). Cuentan con permeabiliad selectiva
Espectro de filtración
Comienza con la ósmosis inversa, pasando por nanofiltración, ultrafiltración y, finalmente, microfiltración.
Permeabilidad (PM)
Es un coeficiente de transporte que se puede estimar a partir de variables como solubilidad y difusividad. La unidad comúnmente usado es el barrer.
Permeancia
Es la relación PM/lM y con frecuencia se mide experimentalmente.
Mecanismos de transporte
A
. El diámetro de poro es grande comparado al diámetro molecular, y existe una diferencia de presión a través de la membrana, existe flujo de bulto o convectivo por los poros (este flujo es indeseable porque no es selectivo por lo que no ocurre ninguna separación).
B
. Si la fugacidad, actividad y potencial químico, concentración o diferencia de presión parcial existen a través de la membrana para los diferentes componentes, pero la presión es la misma en ambos lados de la membrana, la difusión permiselectiva tomará lugar, efectuando una separación como se muestra en la figura.
C
. Si los poros son del orden de tamaño molecular (tamaño semejante) para algunos de los componentes que conforman la mezcla de alimentación, la difusión de estos componentes será obstaculizada como se muestra en la figura, esto da como resultado una mejor separación.
D
. Las especies gaseosas o líquidas se absorben del lado de alta presión, se difunden a través de la membrana y se desorben del lado de baja presión de la membrana, este mecanismo predomina para los procesos de Ósmosis Inversa, Permeación de Gases y Pervaporación.
Transferencia de masa en membranas porosas
Transporte en membranas porosas
Difusión líquida a través de poros
Difusión gaseosa a través de poros
Transferencia de masa en membranas densas
Solución- Difusión para mezclas líquidas
Este modelo está basado en la ley de Fick. Habla de la difusión a través de las membranas sólidas no porosas; basada en la fuerza impulsora, donde la concentración es el soluto disuelto en la membrana. .
Solución difusión para mezclas gaseosas
Landón Catorce Dulce Nayeli