Cinética de intercambio iónico bajo control mixto en medio lácteo Título corto: Cinética de intercambio iónico / Ion exchange kinetics under mixed control in milk Short title: Ion exchange kinetics

Resumen

En este trabajo de investigación se presenta un modelo cinético de intercambio iónico binario bajo control mixto de las fases para los sistemas Na⁺ - Ca⁺⁺ y Cl^- - OH^- en medio lácteo. Los parámetros de transferencia de masa, en términos de la difusividad efectiva para la fase sólida y del número de Sherwood para la fase líquida, fueron determinados utilizando las cinéticas experimentales para los correspondientes sistemas iónicos, por intermedio del algoritmo de optimización de Nelder – Mead. Los balances diferenciales en derivadas parciales para la fase sólida, interfase líquido – sólido y fase líquida, se resolvieron por combinación de los métodos numéricos de colocación ortogonal, Runge – Kutta y Reguli – Falsi. Los resultados obtenidos indican que la cinética experimental de intercambio iónico binario en leche, puede expresarse a través del modelo de Langmiur de difusividad efectiva, con los siguientes parámetros de transferencia; α=6,1328 y β=5,30^.10^-4, número de Sherwood de 7,7936 para el sistema Na⁺ - Ca⁺⁺ y α=1,0892 y β=1,0639, número de Sherwood de 8,1436 para el sistema Cl^- - OH^-.

Abstract

In this research work it presents a kinetics model for binary ion exchange under mixed control of phases for the systems Na⁺ - Ca⁺⁺ and Cl^- - OH^- in milk. The mass transfer parameters in terms of effective diffusivity for solid phase and Sherwood number for liquid phase, were determined using experimental kinetics of ionic systems respective through the optimization algorithm of Nelder and Mead. The differential balances in partial derivatives for solid phase, interface liquid-solid and liquid phase, were solved by combination of numerical methods of orthogonal collocation, Runge – Kutta and Reguli – Falsi. The results indicate that experimental kinetics of binary ion exchange in milk, can be fitted by Langmiur model of effective diffusivity with the following mass transfer parameters; α=6,1328 y β=5,30^.10^-4, Sherwood number=7,7936 for Na⁺ - Ca⁺⁺ system and α=1,0892 y β=1,0639, Sherwood number=8,1436 for Cl^- - OH^- system.