Difusión molecular a través de membranas poliméricas
Enviado por brenx18 • 6 de Marzo de 2020 • Prácticas o problemas • 1.040 Palabras (5 Páginas) • 1.356 Visitas
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS OPERACIONES UNITARIAS DE TRANSFERENCIA DE MASA
“Difusión molecular a través de membranas poliméricas”
Objetivo
Determinar la difusividad, permeabilidad y solubilidad de vapor de agua en películas de polietileno de baja densidad utilizadas como materiales de empaque.
Introducción
Los fenómenos de transferencia de masa son comunes en la naturaleza e importantes en todas las ramas de la ingeniería. Algunos ejemplos en los procesos industriales son: la remoción de materiales contaminantes de las corrientes de descarga de los gases y aguas contaminadas, la difusión de neutrones dentro de los reactores nucleares, la difusión de sustancias al interior de poros de carbón activado, la rapidez de las reacciones químicas catalizadas y biológicas, etc.
La difusividad es una propiedad física que depende de los componentes, presión y temperatura
Generalidades del Bopp (polipropileno Biorientado)
Descripción
El polipropileno biorientado (BOPP) es un polímero termoplástico parcialmente cristalino, perteneciente al grupo de las poliolefinas, se obtiene a partir de los monómeros de propileno.
La diferencia entre el BOPP y el polipropileno monorientado es que el primero está formado por dos capas rotadas en 90º, mientras que el primero consiste en una única capa orientada en una sola dirección.
Usos
Tienen una gran variedad de aplicaciones que incluye la elaboración de materiales de empaque para alimentos, algunos productos farmacéuticos, fabricación de tejidos, equipo de laboratorio, películas transparentes, componentes automotrices, recipientes para productos químicos, etc.
Aplicaciones
Gracias a sus características el BOPP puede ser utilizado en procesos de:
-Pasteurización
-Esterilización por autoclave
-Llenado en caliente hasta 120 ºC
-Reciclado
Propiedades
Propiedades mecánicas: Resistencia a roturas, ralladuras, golpes y perforaciones.
Propiedades químicas:Resistente al agua, al vapor de agua, al aceite, grasas, a algunos ácidos y álcalis así como disolventes.
Propiedades ópticas: Su superficie es brillante y tiene un alto grado de transparencia.
Reciclabilidad: Es un material fácilmente reciclable ya que únicamente debe ser triturado para regresar al proceso productivo.
Por otro lado es un material considerado por la FDA como inocuo, no transmite olores ni sabores.
Está constituido por moléculas sencillas sensibles a la luz UV y por ello se estima que en un período de 15 años puede reintegrarse a la naturaleza.
Una característica importante es que sirve de base para impresión, lo cual permite el ahorro de material adicional para etiquetar o imprimir
Resultados
Datos experimentales
Fecha | Hora | Peso de la celda | Tiempo(Horas) | Peso de la Celda(g) |
11/09/2019 | 11:37 am | 153.4174 g | 0 | 0 |
11/09/2019 | 6:30 pm | 153.4299 g | 6.53 | 0.0125 |
12/09/2019 | 12:20 pm | 153.4426 g | 17.5 | 0.0252 |
17/09/2019 | 3:49 pm | 153.6687 g | 97.89 | 0.2513 |
18/09/2019 | 9:38 am | 153.7602 g | 115.38 | 0.3428 |
[pic 3]
De esta gráfica se obtiene la siguiente ecuación de la recta.
y= bx+a y= 0.0029x - 0.011 [pic 4]
Donde:
a=0,011
b(pendiente ó m)= 0.0029 g/h
Por lo tanto sabemos que:
m = [pic 5]
Despejando DAB de la ecuación obtenemos:
DAB = [pic 6]
Donde:
Z=15 micras =0.0015 cm=1.5 x m[pic 7]
Area = 25 cm2 = 0.0025 m2
Temperatura= 25°C
Presión= 586 mm de Hg= 0.77 atm
[pic 8]
[pic 9]
Para calcular la permeabilidad tenemos que
[pic 10]
Donde:
Per= Permeabilidad ([pic 11]
S= Solubilidad del gas soluto en la membrana ([pic 12]
El flux en función de la permeabilidad se puede expresar entonces como [pic 13]
[pic 14]
Donde:
22.414 es el volumen molar a STP ([pic 15]
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