Elaboración de una herramienta computacional para el diseño de adsorbedores de lecho fijo y cristalizadores

Abstract

Existe poca disponibilidad y acceso a herramientas para el diseño de equipos donde intervienen sustancias sólidas, por ello este trabajo de grado se realizó con el objetivo principal de crear un software en la plataforma de Excel para el diseño de adsorbedores de lecho fijo y cristalizadores. Para adsorción, se eligió el modelado de Michaels para determinar la altura de torre y se resolvió el balance de masa de adsorbato dentro de la columna por diferencias finitas para predecir la curva de ruptura. Adicionalmente, se escogió el modelo de LUB (Longitud de Lecho sin Utilizar) como un método de diseño alterno en el que la curva de ruptura es uno de los datos de entrada que se utiliza para identificar el tiempo en el cual se logra una transferencia de masa rápida y así obtener la altura de la columna y la longitud de lecho no utilizado. Por otro lado, para el diseño del cristalizador, el modelo se basó en la ecuación de balance de población, balances de masa y energía en el interior del cristalizador. Se implementó el modelo MSMPR (mezcla-suspensión mezcla-producto-mezclado) que permite simplificar el balance de población. Este balance se resolvió por la técnica de momentos de distribución de tamaño de cristal y junto con las cinéticas de nucleación y crecimiento de los cristales se calculó el volumen del cristalizador. Se realizaron validaciones del software usando casos de estudio tomados de la literatura y pruebas de satisfacción a los estudiantes de noveno semestre de Ingeniería Química de laUIS(SEM-2 2016), obteniéndose resultados satisfactorios.