Examinando por Materia "Transferencia de masa"
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Publicación Acceso abierto Combination of technologies for the dehydration of pineapple.(2011-10-13) Leiva, Andrea; Pardo, MauricioSe estudiaron tres tecnologías como pretratamientos para incrementar la transferencia de masa durante la deshidratación osmótica de piña. Se cuantificaron los efectos de impregnación con pulsos de vacío, ondas de ultrasonido de alta potencia y calentamiento por microondas sobre la pérdida de agua, la ganancia de sólidos y la capacidad de rehidratación de las muestras de piña. Cada tecnología de pretratamiento se evaluó bajo tres condiciones de operación diferentes. Adicionalmente, el consumo de energía se cuantificó como un indicador del impacto de cada pretratmiento sobre el costo final del producto. Las condiciones de procesamiento con microondas de 1000 W durante 1 min (procedimiento MD1) y 500 W durante 2 min (procedimiento MD2), mostraron efectos promisorios para ser utilizadas como pretratamientos para deshidratación osmótica, debido a su influencia positiva en la transferencia de agua y sólidos y a su bajo consumo de energía en términos de kJ / g de agua retirada. Por otro lado, bajo las condiciones experimentales utilizadas en este trabajo, los tratamientos con ultrasonido se identificaron como no amigables con el medio ambiente desde el punto de vista de uso de la energía porque su consumo energético se encontró que es de 3 a 6 veces mayor que el observado para el procedimiento MD1. Finalmente, la impregnación con pulsos de vacío aumentó la transferencia de sólidos pero disminuyó la transferencia de agua.Publicación Acceso abierto Dinámica de fluidos computacional en operaciones de secado y refrigeración aplicados a la industria de alimentos.(2012-10-08) Gómez Daza, Juan C.; Ochoa Martínez, Claudia I.El estudio de la transferencia de masa se debe iniciar desde el punto de vista de los fenómenos de transporte seguido por los procesos de separación macroscópica. Para desarrollar esta área, se requieren progresos en análisis matemático y en herramientas computacionales para el diseño y optimización de los procesos. La dinámica de fluidos computacional (CFD) es una alternativa versátil y, precisa que ha evolucionado hasta lograr un interés creciente en los últimos años en la comunidad científica de la ingeniería de alimentos. En este artículo se presenta una descripción de los fundamentos de la transferencia de masa y las aplicaciones de CFD en las operaciones de transferencia de masa de la industria de alimentos con base en la literatura disponible en la literatura en las bases de datos Science Direct, EBSCO y Scielo entre los años 1999 y 2009. Se encuentra un crecimiento considerable en el desarrollo y las aplicaciones de CFD en las áreas de secado y refrigeración.Publicación Acceso abierto Estudio de la transferencia de masa en estado estacionario con agitación del sistema agua - alcohol polivinílico a través de una celda de ultrafiltración asistida por polímeros (PEUF) que utiliza una membrana de polietersulfona(Universidad del Valle, 2025) Benítez Cancimance, Johnny Fernando; Lemos Vidarte, Laura Catalina; López Vélez, José SebastiánEn este trabajo, se determinaron experimental y teóricamente los coeficientes de transferencia de masa del agua en un sistema de ultrafiltración asistida por polímeros (PEUF), usando una membrana de polietersulfona y alcohol polivinílico (PVA) como polímero modelo. Se evaluaron cuatro concentraciones de PVA (60, 80, 100 y 120 mM) y cuatro velocidades de agitación (150, 250, 350 y 450 RPM), observando que el aumento de PVA reduce el flujo por mayor viscosidad y formación de una capa límite, mientras que la agitación incrementa el flujo al disminuir dicha capa, aunque este efecto es menor a altas concentraciones de PVA. Teóricamente, se aplicó una correlación basada en los números de Sherwood, Reynolds y Schmidt para estimar el coeficiente de transferencia de masa, la cual mostró buena concordancia con los datos experimentales a bajas concentraciones de PVA, pero limitaciones a concentraciones elevadas. Además, se implementó una red neuronal artificial para predecir el coeficiente experimental de transferencia de masa, logrando un error cuadrático medio (MSE) de 1.12×10⁻⁶ y un 𝑅² > 0.95, lo que evidencia su utilidad para describir sistemas complejos, aunque su alcance se limitó a la predicción de datos experimentales y no al ajuste de la correlación teórica.Publicación Acceso abierto Evaluación de las tasas de difusión entre una proteína modelo y el almidón de residuos postcosecha de plátano macho(Universidad del Valle, 2025) Franco Cortes, María Camila; López Vélez, José Sebastián; Niño Vargas, Adriana KaterineEl presente proyecto tiene como objetivo principal evaluar las tasas de difusión entre una proteína (albúmina) y almidón extraído de desechos postcosecha del plátano macho, utilizando sistemas modelo en suspensión acuosa, con el fin de comprender los mecanismos de transporte de masa que intervienen. Para ello, se aislará almidón mediante operaciones unitarias como lavado, decantación, secado y molienda, promoviendo así el aprovechamiento de subproductos agrícolas en el marco de la economía circular. Posteriormente, el almidón obtenido será caracterizado física, química y estructuralmente. Además, se llevará a cabo una caracterización coloidal en medio acuoso utilizando técnicas de Dispersión de Luz Dinámica (DLS) y potencial Zeta, para conocer el comportamiento hidrodinámico y la estabilidad de las partículas en suspensión. Finalmente, se desarrollará un sistema experimental que permita evaluar la difusión de proteínas modelo a través de la suspensión de almidón, determinando parámetros clave como el coeficiente de difusión binaria y modelo de difusión multicomponente por Maxwell-Stefan.Publicación Acceso abierto Evaluación de los coeficientes globales de transferencia de masa en biofiltros percoladores para el tratamiento de corrientes gaseosas residuales contaminadas con xileno.(2017-03-16) Melo Cruz, Daniel Eugenio; Silva Vinasco, Juan PabloEn este estudio fueron determinados experimentalmente los coeficientes globales de transferencia de masa de xileno (KLaX y KGaX) para dos diferentes materiales de empaque en un biofiltro percolador (BTF) construido a escala de laboratorio. Los materiales de empaque evaluados fueron anillos plásticos (AP) y espuma de poliuretano (PUF). El BTF se construyó a partir de una columna transparente de acrílico (D= 9,4×10-2 m; H= 5,0×10-1 m), fue alimentado con una concentración de xileno en el gas de 5 g.m-3 y operado a tiempos de residencia de lecho vacío (EBRTs) de 10, 20, 40 y 60 s; esta concentración y EBRTs son típicos en BTFs. Un modelo basado en balances de masa de xileno y los datos experimentales permitieron determinar los coeficientes experimentales por medio de un método de optimización, donde KLaX fue el parámetro de ajuste. Una correlación experimental permitió determinar los coeficientes globales de transferencia de masa de oxígeno (KLaO2) en los dos materiales de soporte. Por otra parte, se determinaron los coeficientes locales de transferencia de masa de xileno teóricos (kLX y kGX) a partir de correlaciones empíricas y posteriormente se determinaron los KLaX teóricos. Los valores de KLaX experimentales están en el rango de 27 a 39 h-1 cuando el BTF se empacó con AP y de 16 a 28 h-1 en el BTF empacado con PUF; valores de KLaO2 de 54 a 78 h-1 en el BTF empacado con AP y de 32 a 56 h-1 en el BTF empacado con PUF fueron obtenidos; los resultados obtenidos en este estudio, comparados con otros estudios de transferencia de masa de COVs muestran los más bajos coeficientes de transferencia. De acuerdo a los resultados se observó que el EBRT tiene influencia sobre los coeficientes y que el oxígeno fue transferido más rápido que el xileno. Adicionalmente se encontró que, bajo las condiciones evaluadas, se podrían presentar limitaciones de transferencia de masa de xileno cuando el BTF se opere inoculado. Además de las limitaciones de transferencia de xileno, un déficit de oxígeno se presentaría si la concentración de xileno en la corriente gaseosa que ingresa al BTF es mayor a 2,1 g.m-3. Los kLaX y kGaX teóricos obtenidos de las correlaciones empíricas mostraron que la principal resistencia a la transferencia de masa de xileno se encuentra en la fase líquida. También se observó que existen diferencias entre los KLaX teóricos obtenidos a partir de correlaciones empíricas reportadas en la literatura y los calculados experimentalmente en este estudio; esto sugiere que un mejor diseño de los BTFs requiere una estimación precisa de los coeficientes globales de transferencia de masaPublicación Acceso abierto Evaluación del comportamiento hidrodinámico en una membrana de ósmosis inversa usando fluidodinámica computacional (CFD)(Universidad del Valle, 2025) Espinosa Valle, Angie Fernanda; Niño Vargas, Adriana KaterineLa ósmosis inversa (OI) es una tecnología ampliamente utilizada para la desalinización y tratamiento de aguas, cuyo desempeño se ve limitado por la formación de concentración de polarización (CP), fenómeno que reduce la eficiencia del proceso. En este trabajo de grado se desarrolló un modelo computacional en ANSYS Fluent para estudiar el efecto de la geometría de la membrana, el tipo de soluto y el material sobre la CP. Se evaluaron dos geometrías patronadas, dos tipos de solutos NaCl y MgSO₄ y además, se integraron los materiales poliamida y fluoruro de polivinilideno (PVDF) desde GRANTA Selector, para estudiar el efecto térmico sobre la CP. La metodología fue verificada a partir de un modelo de simulación previamente publicado en la literatura científica, para el cual los resultados mostraron coherencia con los perfiles de concentración y comportamiento del sistema. Los resultados indicaron que la geometría triangular presentó mayor coeficiente de transferencia de masa y menor espesor de capa límite para ambos solutos. Se observó que el NaCl, debido a su mayor difusividad, generó menor CP que el MgSO₄. Comparando valores simulados con los teóricos obtenidos por correlaciones de Sherwood, se encontraron errores relativos menores al 7 % para el coeficiente de transferencia de masa y menores al 10 % para el espesor de capa límite, lo cual valida la confiabilidad del modelo. En cuanto al comportamiento térmico, el aumento de temperatura favoreció el flujo de permeado, siendo el material poliamida quien presentó mayor conducción de calor que el PVDF; lo que permitió una reducción significativa en la CP. Se concluye que la geometría, el tipo de soluto y el material de la membrana influyen de manera significativa en el comportamiento del proceso, y que la simulación CFD es una herramienta poderosa para su análisis y optimización.