Transferencia De Oxigeno

El reactor Airlift obtuvo un K_LA=0,101[1/s], superior en dos órdenes de magnitud a los reactores agitados que registraron valores de K_LA=0,004[1/s] y K_LA=0,008[1/s] a 400 y 600 rpm respectivamente, esto coincide con los resultados esperados y se explica por la gran área de transferencia de masa que posee un reactor airlift dada por el área superficial de las burbujas que lo recorren, a esto se le suma que el tiempo residencia de las burbujas dentro del reactor Airlift es mayor, por ende existe un mayor tiempo de intercambio de masa entre el agua y las burbujas, en otras palabras la misma burbuja permite un intercambio de masa mayor en un reactor airlift que en un reactor agitado, sin embargo es importante notar que esta relación no es lineal ya que a medida que la burbuja sube la concentración de oxigeno de esta disminuye (se va agotando) lo que genera un menor gradiente y por lo mismo una menor velocidad de transferencia. Por otro lado, que el reactor agitado a 600 rpm posea un coeficiente de transferencia mayor que el agitado a 400 rpm obedece a la misma lógica anterior, lo que sucede en este caso es que una mayor velocidad de agitación genera burbujas más pequeñas y entre más pequeña sea la burbuja más grande será la relación Área/Volumen de la misma, de forma más simple una burbuja grande de volumen 2V tendrá menor área superficial que 2 burbujas de volumen V.

Si se compara los coeficientes de transferencia de oxígeno de absorción con los de desorción se puede observar la misma tendencia. , sigue siendo más eficiente hacer esta transferencia en un reactor tipo ‘Airlift’. También, continúa siendo más rápida la transferencia de oxígeno con una mayor velocidad de agitación, lo que nuevamente puede ser explicado por las diferencia en el área de transferencia en función del tamaño de las burbujas. Lo mismo ocurre para los K_LA^a ambiente, como las concentraciones de saturación y mínimas varían levemente en los distintos reactores es de esperar que el comportamiento de este coeficiente siga la misma tendencia que el K_LA de desorción.

Observando los coeficientes de correlación (R^2) de cada gráfico, es posible notar que estos oscilan entre 0,969 y 0,997 lo que comprueba que los datos se ajustan al modelo de transferencia de masa por convección, también es posible notar que en reactores agitados el valor de R^2 es considerablemente más cercano a 1 en el fenómeno de absorción que en el de desorción esto puede ser causa de la omisión del término de desorción al ambiente en la ecuación de transferencia de masa en estado transiente.

Si se observan las concentraciones de saturación en los 3 casos de estudio (Gráficos 7,8 y 9) se puede notar que la concentración de saturación oscilo levemente 10-10,6 [mg/L], de esto se puede afirmar que la solubilidad de oxígeno es independiente de reactor que se utilice, y de la velocidad de agitación que este pueda tener. Los factores que podrían afectar a la solubilidad del oxigeno son:

-Sales disueltas en el agua: Actúan como una resistencia o barrera a la absorción de oxígeno. A mayor concentración de sales, menor será K_LA. Esto también podría haber sido un factor de error, al comparar los resultados de este informe con los de la literatura. Quizá el agua usada en el laboratorio posee mayor concentración de sales.

Burbujas formadas por el gas en movimiento:

Concentración de la solución:

Temperatura: K_LA aumenta con la temperatura. Esto se debe a que a mayor temperatura, hay una mayor interacción molecular. Esto hace que la transferencia del oxígeno sea más rápida.

Presión: K_LA aumenta con la presión, debido a que a mayor presión las moléculas de gas están más cerca, lo cual produce un aumento en la interacción entre estas. Es análogo a lo que sucede con la temperatura.

Como la experiencia se realizó a presión atmosférica a temperatura ambiente y con agua potable común no es posible determinar experimentalmente la influencia de estos factores en él cálculo de los coeficientes de transferencia de masa.

Entre los factores de error más significativos destaca la poca precisión y exactitud que pudo haber tenido el electrodo debido a la deposición de burbujas en el sensor, lo que pudo haber provocado una medición errónea constante en función de la cantidad de burbujas que se depositaron en este, y en la concentración de ellas. A esto se le suma que no se trabajó con agua pura lo que claramente influenció en la concentración de saturación y en el coeficientes calculados, también es relevante mencionar que la Linealización presentada en resultados es función del tramo de datos que se considere, en otras palabra en el caso de la desorción y absorción se omitieron los datos cercanos al estado estacionario ya que no se ajustaban correctamente a la curva y aumentaban el coeficiente de correlación.

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