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• Piero Alva

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LECHOS POROSOS En la industria alimentaria nos encontramos con la necesidad de determinar la relación entre la pérdida de presión y la velocidad, para el caso en que el fluido se desplace a través de los intersticios existentes entre las partículas que constituyen un lecho poroso. Los lechos porosos están constituidos por un conjunto de partículas sólidas, dispuestas generalmente al azar. El flujo de fluidos a través de columnas con lecho poroso, se hace entonces a través de los espacios que dejan las partículas, la dimensión de estos canales depende de la porosidad del lecho, diámetro de las partículas, orientación y empaquetamiento de las partículas, y rugosidad de éstas. Superficie específica.- Puede ser referida a todo el lecho o a la partícula. Para el lecho se define como el área de la superficie de lecho presentada al fluido por unidad de volumen del lecho. De modo análogo se puede definir el área superficial específica de las partículas como la relación entre el área de su superficie y su volumen. Esfericidad.- se define como el factor de semejanza a la geometría de una esfera en cuanto a la partícula. Muchas deducciones se hacen para geometría esférica, por tanto, para otro tipo de formas deberá hacerse la corrección respectiva, llamada diámetro equivalente. Porosidad.- El lecho de partículas no es compacto, sino que existen zonas libres de partículas, definiéndose la porosidad del lecho o fracción de huecos (ε) como el volumen del lecho no ocupado por el material sólido. Debido a la porosidad del lecho, la superficie específica del lecho y de partícula no coincide, sino que están relacionadas. La porosidad aumenta, el flujo a través del lecho es mucho mejor, con lo que la permeabilidad aumenta. APLICACIONES INDUSTRIALES Secado.- Cuando en la industria se pretende hacer el secado de una torta filtrante, que puede estará conteniendo a un alimento, haciendo pasar aire seco caliente a su través.

Absorción.- Para la extracción de gas, la absorción de lechos porosos empacados resulta eficiente. La corriente de gas entra en la parte inferior de la torre y fluye hacia arriba a través del lecho y la salida desde la parte superior después de pasar a través de un separador. Adsorción.- En este proceso ciertos fluidos o sólidos disueltos son retenidos en una superficie, este es un lecho poroso. Esto significa que un contaminante soluble (adsorbato) es eliminado del agua mediante el lecho poroso. Filtración.- En las plantas de tratamiento, este es el primer paso de un sistema de tratamiento de agua, los hay solamente de sedimentos, o para corregir algún problema en el agua, como es el exceso de cloro, orgánicos, de bajo pH, de fierro, y muchos otros, en caso de no saber qué sistema aplicar favor de hablar. Intercambio Iónico.- En esta operación unitaria, el lecho se mantiene fijo constituido por una resina de intercambio iónico, en el que existe una reacción química en los que los iones de un sólido son intercambiados por iones de un fluido. Fluidización La fluidización es una operación básica mediante la cual el conjunto formado por partículassólidas y una o más fases fluidas cualesquiera adquiere un estado parecido al de un líquido.Un lecho de partículas está fluidizado cuando las partículas están suspendidas y enmovimiento en el fluido. Dos casos: a- Una fase fluida y una fase sólida. b- Dos fases fluidas y una fase sólida.

Cuando un fluido circula a través de un lecho de partículas, si su velocidad de circulación es baja, el lecho permanece estático. Pero si su velocidad aumenta, puede ocurrir que el lecho se expanda, existiendo una reordenación de las partículas, con el consiguiente aumento de la porosidad del lecho. Si se supone un lecho de partículas, a través de las cuales circula un fluido al que se le va aumentando paulatinamente la velocidad de circulación. Avelocidades bajas el lecho permanece estático, sin aumento de su altura, por lo que al representar

en coordenadas doble logarítmicas la caída de presión frente a la velocidad de circulación se obtiene una recta

APLICACIONES INDUSTRIALES Los lechos fluidizados tienen múltiples aplicaciones, tales como: a- La clasificación mecánica de partículas.- en base a su tamaño, forma o densidad. b- b- El lavado, también conocido como lixiviación de partículas sólidas. c- c- Cristalización en industrias del sector azucarero. d- d- Adsorción e intercambio iónico, relacionado a los lechos porosos. e- e- Intercambiado de calor en lecho fluidizado. f- Producción de gas y petróleo.- Combustión de carbón en lecho fluidizado. Gasificación de carbón en lecho fluidizado.. g- Bioreactores de lecho fluidizado.- Facilita la carga y la extracción del catalizador, lo cual es una ventaja cuando el lecho de sólidos debe ser eliminado y remplazado con frecuencia.