practica n°6 sedimentacion

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

ASIGNATURA

: Laboratorio de Operaciones Unitarias

DOCENTE

:

INTEGRANTES

:

CICLO

: VIII

NUEVO CHIMBOTE – 2017


Página 1

ÍNDICE I.

................................................................................................................. ........................................................ 3 INTRODUCCIÓN .........................................................

II.

OBJETIVOS ........................................................................................................................... 4

III.

MARCO TEÓRICO ........................................................................................................... 4

3.1.

.................................................................................................... ................................. 5 CLARIFICACIONES: ...................................................................

..................................................................................... 5 3.1.1. CLARIFICACIÓN CLASE 1: ......................................................................................

3.1.2.

CLARIFICACIÓN CLASE 2: ................................................................................. 6

3.2.

...................................................... 7 ETAPAS DE SEDIMENTACIÓN DISCONTINUA: .......................................................

3.3.

ESPESADORES CONTINUOS: ..................................................................................... 8

3.4.

SEDIMENTACIÓN POR GRAVEDAD: ....................................................................... 9

3.5.

.......................................................................................................... ............................................. 9 APLICACIONES: .............................................................

3.5.1.

........................................................................ 10 LA SEDIMENTACIÓN SIMPLE: .........................................................................

3.5.2.

LA SEDIMENTACIÓN INDUCIDA: ................................................................... 10

IV.

............................................................................................ 10 MATERIALES Y EQUIPOS .............................................................................................

4.1.

.................................................................................................................. ...................................................... 10 Materiales ............................................................

4.2.

...................................................................................................................... 11 Equipos .......................................................................................................................

................................................................................................................ ...................................................... 13 V. METODOLOGÍA ..........................................................

5.1.

DISEÑO DE UN SEDIMENTADOR CONTINÚO: ..................................................... 13

5.1.1. DISPOSITIVO EXPERIMENTAL: ........................................................................... 13 5.1.2.

PROCEDIMIENTO: ............................................................................................ 14

VI.

RESULTADOS ................................................................................................................. 15

VII.

................................................................................................................. ...................................................... 23 DISCUSIONES ...........................................................

VIII.

............................................................................................................ .......................................... 26 CONCLUSIONES ..................................................................

IX.

.................................................................................................. 26 RECOMENDACIONES ...................................................................................................

X.

................................................................................................................. 27 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................


Página 2

SEDIMENTACION DISCONTINUA

I.

INTRODUCCIÓN

En los últimos 50 años se da relativamente mayor atención a la sedimentación de suspensiones en sedimentadores inclinados por su importancia en el campo industrial. Se entiende por sedimentación la remoción por efecto gravitacional de las partículas en suspensión presentes en un líquido. Estas partículas deberán tener un peso específico mayor que el fluido. Como resultado de este proceso se obtiene un líquido claro (exento o con muy bajo contenido en sólidos) y una pasta más o menos espesa con un elevado contenido en sólidos. La sedimentación es una operación unitaria que es utilizada en los procesos de separación de solidos de una suspensión solida-liquida, cuyo mecanismo es generalmente poco conocido, observándose que muchas suspensiones son inestables y dan lugar a separaciones espontáneas en tiempos relativamente pequeños. La sedimentación de suspensiones se estudia con el objetivo de aplicar un análisis y obtener una ecuación que permita predecir la velocidad de descenso de las partículas en la suspensión. Las partículas en suspensión sedimentan en diferente forma, dependiendo de las características de las partículas, así como de su concentración. Es así que podemos referirnos a la sedimentación de partículas discretas, sedimentación de partículas floculentas y sedimentación de partículas por caída libre e interferida. Se llama sedimentación de partículas discretas a aquellas partículas que no cambian de características (forma, tamaño, densidad) durante la caída. Este tipo de partículas y esta forma de sedimentación se presentan en los desarenadores, en los sedimentadores y en los pre-sedimentadores como paso previo a la coagulación en las plantas de filtración rápida y también en sedimentadores como paso previo a la filtración lenta.


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Sedimentación de partículas floculentas son aquellas producidas por la aglomeración de partículas coloides desestabilizadas a consecuencia de la aplicación de agentes químicos. A diferencia de las partículas discretas, las características de este tipo de partículas —forma, tamaño, densidad — sí cambian durante la caída. Este tipo de sedimentación se presenta en la clarificación de aguas, como proceso intermedio entre la coagulación-floculación y la filtración rápida. Una vez coagulada y floculada el agua, el problema consiste en separar los sólidos del líquido o sea las partículas floculantes del agua , donde están suspendidas Cuando existe una baja concentración de partículas en el agua, éstas se depositan sin interferir. Se denomina a este fenómeno caída libre. En cambio, cuando hay altas concentraciones de partículas, se producen colisiones que las mantienen en una posición fija y ocurre un depósito masivo en lugar de individual. A este proceso de sedimentación se le denomina depósito o caída interferida o sedimentación zonal. Cuando las partículas ya en contacto forman una masa compacta que inhibe una mayor consolidación, se produce una compresión o zona de compresión. Este tipo de sedimentación se presenta en los concentradores de lodos de las unidades de decantación con manto de lodos.

II.

OBJETIVOS 

Obtener los datos experimentales necesarios para poder dimensionar un sedimentador continuo al que se ha de alimentar una suspensión de CaCO3 conteniendo X0 Kg. de sólido/m3 de suspensión, para obtener un líquido claro, exento de sólidos, y un lodo con una concentración de sólidos de Xu Kg. de sólido/m3 de suspensión.

III.

MARCO TEÓRICO La sedimentación se aplica a las operaciones en las que una suspensión es desdoblada en un fluido clarificado y una suspensión más concentrada. Describe el asentamiento gravitatorio de partículas sólidas a través de un líquido, UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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usualmente agua. Los término s “clarificación” y “espesamiento” son aplicados a menudo a la misma operación. Sin embargo la clarificación implica un interés especial en la calidad del líquido clarificado y en el espesamiento el interés se centra en la lechada concentrada, en la parte inferior del flujo. Aquí trataremos la separación por gravedad de las suspensiones líquidas. Las partículas se asentarán fiera de una suspensión en una de cuatro formas diferentes, dependiendo de la concentración de la suspensión y las propiedades aglutinantes de las partículas. El efecto de estos factores en el régimen de asentamiento se indican

La manera en que partículas con pequeñas tendencia a coagular se asientan de una suspensión diluida se identifica como clarificación clase 1.Si las partículas coagulan, el régimen de sedimentación en una suspensión diluida, es llamada clarificación clase 2. En suspensiones coagulantes de concentración intermedia, las partículas están suficientemente juntas para permitir que fuerzas entre partículas las mantengan en una posición fija relativa de una a otra. Como resultado las partículas se asientan como un conjunto en un régimen descrito como zona de asentamiento. La compresión ocurre cuando la concentración viene siendo suficientemente alta para que las partículas queden en contacto real una con otra, y el peso de las partículas es soportado, en parte, por la estructura formada por la masa compacta.

3.1. CLARIFICACIONES: 3.1.1.

CLARIFICACIÓN CLASE 1: Se aplica al asentamiento de partículas discretas no coagulantes en suspensiones diluidas (o sea que no cambian sensiblemente


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de tamaño, peso y forma en un medio líquido).La sedimentación de una partícula es ayudada por la presencia de otras partículas asentantes y es una función solo de las propiedades del fluido y las partículas en cuestión. La velocidad de asentamiento en un fluido en reposo tiende a acelerarse hasta tanto la resistencia friccional o arrastre del fluido que actúa de inmediato, iguales a la fuerza de impulsión que actúa sobre la partícula. Ello provoca, un desplazamiento de esa partícula a velocidad uniforme.

3.1.2.

CLARIFICACIÓN CLASE 2: La clarificación de suspensiones diluidas de partículas coagulantes, es una función no solo de las propiedades de las partículas sino de las características aglutinantes de la suspensión. Las partículas asentantes de tales suspensiones alcanzan y se aglutinan con partículas más pequeñas formando así otras que se asientan a mayor velocidad a las que hacían las primeras, o sea que mayor profundidad tengo mayor posibilidad de contacto. La clarificación clase 2 difiere de la clase 1 en que la remoción de partículas es dependiente de ¡a cantidad de clarificación y del tirante. Se coloca la suspensión en una columna y se le permite asentar en condiciones tranquilas, se extraen muestras a diferentes alturas a diferentes tiempos, se determina la concentración de partículas en cada una de ellas. La cantidad de partículas a remover está indicada por las líneas de isooncentración. La curvatura de las líneas refleja las propiedades coagulantes de la suspensión. Para una suspensión no coagulante las líneas de isoconcentración serían rectas. Las líneas describen una relación tirante-tiempo igual a la velocidad mínima de asentamiento de la fracción de partículas indicadas.


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3.2. ETAPAS DE SEDIMENTACIÓN DISCONTINUA: Debido a las fuerzas actuantes las partículas alcanzan su velocidad terminal bajo condiciones de sedimentación retardada y descienden a través de los fluidos envueltos por la capa límite cuyas características y dimensiones dependiendo del régimen de flujo a que están sometidas.

B: zona de “concentración uniforme” en donde la concentración es uniforme y es aproximadamente igual a la inicial.

A: zona clarificada. C: zona de transición parte inferior s forman unos canales longitudinales por conde pasa el líquido expulsado en la zona de compresión, la velocidad de sedimentación resulta doblemente retardada porque 10) el líquido proveniente de fl’ zona de compresión sub e ejerciendo un efecto

de empt. sobre la partícula que sedimenta y 20) al disminuir la distancia neja entre ellas la capa limite se comprime sobre la partícula aumentando la resistencia.

D: zona de compresión: donde se compactan las partículas y suposición se modificará algo con el tiempo como resultado de la líquido, aquí el proceso de sedimentación ha terminado y O.

E: zona comprimida: su concentración es uniforme, las partículas han tomado una ubicación definitiva que no se modifica con el tiempo, aquí también es y = O, no existe proceso de sedimentación. La zona de transición no modifica su espesor con el tiempo actuando como una membrana que deja pasar las partículas hacia abajo y el líquido hacia UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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arriba. En esta zona termina la sedimentación y comienza la compresión y es donde se tiene la velocidad mínima de sedimentación, por lo tanto es la zona limitante de la capacidad de espesamiento. Cuando se juntan AB con CD => AD o sea el punto crítico. Ya no hay más sedimentación sino únicamente compresión. La capacidad de un espesador continuo se determina por el hecho de que los sólidos que inicialmente están presentes en la alimentación debe ser capaces de sedimentar a través de todas sus zonas a una velocidad iguala la que se introducen en el sedimentador. Si la superficie no es suficiente los sólidos se acumulan en la zona de sedimentación y en la de clarificación hasta que se descargan en el derrame superior.

3.3. ESPESADORES CONTINUOS: En un equipo de operación continua se presentarán las mismas zonas, sin embargo una vez que se ha llegado al estado estable (donde la alimentación de la suspensión por unidad de tiempo o al espesador es igual a la proporción de suspensión y licor claro removidos) las alturas de cada zona serán constantes. Son tanques de mayor diámetro y poca profundidad con rastrillos que giran lentamente para remover el sedimento. La alimentación es central. Alrededor del borde superior del tanque, se encuentra el derrame de líquido claro los rastrillos sirven para raspar el sedimento levándolo hacia el centro del fondo del tanque y descargándolo. El movimiento de los rastrillos también “agita” solamente la capa de sedimento. Esta agitación

suave ayuda a la eliminación del agua en el sedimento.

En el diseño de un espesador para una cantidad específica de suspensión, el área de las sección transversal mínima del espesador que permitirá el paso de los sólidos se encuentra en el límite de la concentración intermedia transversal en el límite sea la suficientemente UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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grande de para que los sólidos pasen a través de ella en una proporción igual o mayor que la proporción de alimentación. Si el área no es lo suficientemente grande el balance de material en este nivel se satisface solamente por la acumulación de sólidos, resultando en un desplazamiento de la zona límite hacia arriba del espesador.

3.4. SEDIMENTACIÓN POR GRAVEDAD: Se produce Sedimentación por gravedad si la densidad de la partícula (ρ)

es mayor que la densidad del disolvente (ρo). Esto se puede deducir a partir del Principio de Arquímedes. Según este principio, cuando se sumerge un cuerpo en un fluido, el cuerpo experimenta una fuerza E (empuje) de sentido opuesto al Peso (P),que tiene igual valor que el peso del líquido que ha desplazado. Este principio, también conocido como la Ley de Hidrostática, se aplica a los cuerpos, tanto en flotación, como sumergidos y a todos los fluidos. El principio de Arquímedes también hace posible la determinación de la densidad de un objeto de forma irregular, de manera que su volumen no se mide directamente. Si el objeto se pesa primero en el aire y luego en el en agua, entonces la diferencia de estos pesos igualará el peso del volumen del agua cambiado de sitio, que es igual al volumen del objeto. Así la densidad del objeto puede determinarse dividendo el peso entre el volumen.

3.5. APLICACIONES: La sedimentación es muy empleada en procesos de separación.


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Una aplicación de especial interés se produce en el tratamiento de aguas residuales, donde puede realizarse de dos formas: la sedimentación simple y la sedimentación inducida o decantación.

3.5.1.

LA SEDIMENTACIÓN SIMPLE: Tiene por objeto reducir la carga de sólidos sedimentables cuyos tamaños de partícula son relativamente grandes. Mediante esta operación se eliminan partículas simples, no aglomerables, por disminución de la velocidad y turbulencia del fluido, es decir, la eliminación se da simplemente, cuando la fuerza de gravedad que obra sobre las partículas prevalece sobre la fuerza de arrastre del fluido. Esta operación se realiza en unidades conocidas como "desarenadores" o "clarificadores".

3.5.2.

LA SEDIMENTACIÓN INDUCIDA: Se refiere a la sedimentación de partículas coloidales, cuya coagulación o aglomeración, ha sido inducida previamente por agentes químicos, tales como alumbre o hidróxido férrico, entre otros. Esta operación se realiza en unidades llamadas decantadores. La decantación es inherente a la coagulación y a la floculación.

IV.

MATERIALES Y EQUIPOS

4.1. Materiales Materiales proporcionados por los alumnos UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

Página 10

TIJERAS

CRONÓMETRO

REGLAS

PAPEL MILIMETRADO

4.2. Equipos Materiales proporcionados


Página 11

PROBETA

CARBONATO DE CALCIO

PERMANGANATO DE POTASIO

PLACA PETRI


Página 12

V.

METODOLOGÍA

5.1. DISEÑO DE UN SEDIMENTADOR CONTINÚO: 5.1.1.

DISPOSITIVO EXPERIMENTAL: El ensayo de sedimentación se realizará en una probeta de vidrio de 1 litro de capacidad, que dispone de una escala graduada de alturas, utilizando una suspensión de carbonato cálcico. Esta suspensión se preparará con una concentración de X kg/lt. a partir de CaCO 3 comercial (  S = 2,63 g/cm3). El tiempo se medirá con un cronómetro y para poder ver mejor el avance de la interfase de separación entre A y B, se suele agregar a la suspensión unas gotas de solución de KMnO 4, que no influye en el desarrollo de la operación.

Probetas de vidrio Probetas con escala

Gotas de KMnO4


Concentración de CaCO

Página 13

5.1.2.

PROCEDIMIENTO: Se prepara una suspensión de CaCO 3 en agua con una concentración de X kg/lt. Esta suspensión se introduce en la probeta antes mencionada, se tapa y agita fuertemente a fin de homogeneizar la mezcla. A continuación se deja la probeta sobre la mesa de laboratorio y simultáneamente se empieza a medir el tiempo que transcurre. Durante la primera media hora de sedimentación se tomarán medidas de altura de la interfase descendente a intervalos de 1 min.; durante la segunda media hora, a intervalos de 2 min. y durante la tercera media hora, a intervalos de 5 min. Se repite este proceso con otras cuatro concentraciones diferentes.

1 2

• Se preparan suspensiones de CaCO 3 con concentraciones de 2, 4, 6, 8, 10 y

12 % v/v en las probetas de 500 ml

• Se homogeniza cada solución agitando fuertemente la probeta • Dejar reposar y tomar como primer dato la altura inicial que se aprecia para

3

un tiempo cero

• Anotar el tiempo de sedimentación con la ayuda de un cronometro y la altura

4

del sedimento por medio de un papel milimetrado colocado desde la base de la probeta.

• Tomar el valor de la altura primero cada 30 segundos luego cada intervalo de

5

tiempo conveniente.

Fi ura 01: Pesado de CaCO3


Figura 02: Probetas graduadas y diferentes concentraciones de CaCO3

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Figura 03: probetas graduadas y CaCO3

VI.

Figura 04: sedimentación del Carbonato de calcio

RESULTADOS

Hallamos la velocidad de sedimentación: 1. Concentración :

X=0.05 kg/ = 1%

t(min)

h(cm)

0

27.6

0.25

26.5

1

24.2

1.5

22.3

2

20.9

2.5

17.2

3

14.9

3.5

11.3

4

8.4

4.5

5.3

5

2.6

5.5

0.9

h(cm) 35 30

y = -5.0973x + 29.086 R² = 0.9871

25 20 h

15 10 5 0 0

2

4

6

tiempo

 = 5.0973/


Página 15

2. Concentración : t

h

0.3

26.5

1

25.7

1.5

24.6

2

23.4

X=0.1 kg/ = 2% h 30 25

2.5

21.8

20

3

20.3

15

3.5

18.7

y = -1.7682x + 23.647 R² = 0.7762

10 h

4

16.5

4.5

14.9

0

5

13.5

-5

5.5

14.8

-10

6

10.4

6.5

8.8

7

7.2

7.5

4.9

8

2.8

8.5

1.4

13.5

1.2

18.5

0.4


5

-15

0

5

10

15

tiempo

 = 1.7682/

Página 16

20

3. Concentración :

X=0.2 kg/ = 4%

t

h

1

24

2

19.5

3.1

15

4.02

11

5.03

6.3

6.04

4.5

20

7.02

4

15

8.03

3.8

9.04

3.5

5

10.03

3.3

0

11.04

3.2

-5

12.01

2.8

-10

13.01

2.7

14.02

2.5

15.03

2.5

16.02

2.5

17.02

2.5

18.03

2.5

19.02

2.5

20

2.5

21

2.5

22

2.5

23

2.5

24

2.4

34

1.8

44

1.8


h 30 25

h

y = -0.3447x + 10.195 R² = 0.3613

10

0

10

20

30

40

tiempo

 = 0.3447/

Página 17

50

4. Concentración :

X=0.3 kg/ = 6%

t

h

0

27.2 25 22.5 20.4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 30 35 45 55

h 30 25

18.4 16.2

20

14.2 12.6 11.3 10.4

15

9.7 8.85 8.25 7.75 7.2 6.6 6.1 5.8

y = -0.3083x + 14.789 R² = 0.5117

h

10 5 0 0 -5

10

20

30

40

50

tiempo

 = 0.3083/

5.6 5.4 5.3 5.2 5.1 5 4.95 4.9 4.55 4.2 3.3 3.05


Página 18

60

5. Concentración :

X=0.4 kg/ = 8%

t

h

0

27.2

1

25.5

2

24.05

25

3

22.5

20

4

21.1

15

5

19.6

6

18.2

7

16.9

8

15.7

0

9

14.7

-5

10

13.7

-10

11

12.9

12

12.1

13

11.5

14

10.8

15

10.25

16

9.7

17

9.2

18

8.7

19

8.3

20

7.8

21

7.4

22

7.1

23

6.9

24

6.8

25

6.7

30

6.4

35

6.1

45

5.7

55

5.4

30

h


y = -0.4042x + 16.435 R² = 0.5794

10 5

0

10

20

30

40

50

tiempo

 = 0.4042/

Página 19

60

6. Concentración :

X=0.5 kg/ = 10%

t

h

0

27.2

1

26.2

2

25.3

30

3

24.8

25

4

24.1

20

5

23.4

6

22.6

7

21.9

8

21.3

5

9

0

10

20.6 20

11

19.3

12

18.7

13

18

14

17.2

15

16.6

16

16.1

17

15.6

18

14.8

19

14.2

20

13.6

21

13

22

12.4

23

11.9

24

11.4

25

10.8

26

10.3

27

10

28

9.6

29

9.4

34

8.9

44

8.3

59

7.1

74

6.9


h y = -0.4172x + 19.444 R² = 0.6698

15 h

10

-5 -10

0

10

20

30

40

50

60

tiempo

 = 0.4172/

Página 20

7. Concentración :

X=0.6 kg/ = 12%

0.05

5.0973

0.254865

0.1

1.7682

0.17682

0.2

0.3447

0.06894

0.3

0.3083

0.09249

0.4

0.4042

0.16168

0.5

0.4117

0.20585

0.6

0.3287

0.19722

h 30 y = -0.3287x + 22.466 R² = 0.7487

25 20 15 h

10 5 0 0 -5

20

40

60

80

tiempo

 = 0.3287/


Página 21

8. Hallamos el flujo de solidos;

 =  ∗ 

0.05

5.0973

0.254865

0.1

1.7682

0.17682

0.2

0.3447

0.06894

0.3

0.3083

0.09249

0.4

0.4042

0.16168

0.5

0.4117

0.20585

0.6

0.3287

0.19722

Ft 0.25 y = 0.3584x + 0.003 R² = 0.8053

0.2 0.15 t F

Ft

0.1

Linear (Ft) 0.05 0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

x

 = 0.3584 + 0.003  =0.001822kg/ ∗   =∗  =

 ∗  4

 =0.0019625 


Página 22

0.5

=∗=

0.4117

0.4117cm min

0.20585

∗ 0.00196252

 = 8.07961E-06  /

 =

 ∗  

 =0.00221724 

VII. 

DISCUSIONES Según Foust, 2001. “Los sólidos en suspensión sedimentables son aquellos que por acción de la gravedad se separan del seno del líquido y son arrastrados hacia el fondo del tanque sedimentador, donde pueden ser separados del agua a la cual se desea darle tratamiento para remoción de dichas partículas. Los sólidos sedimentables son aquellos que tienen una densidad mayor a la del líquido donde se encuentran y su remoción del agua o líquido a tratar es deseable por razones estéticas y de calidad bacteriológica. Aún y cuando teóricamente deben separarse todas las partículas más densas que el líquido que contiene dichos sólidos, la eficiencia del proceso de remoción es generalmente baja ya que en el proceso de separación están involucrados otros factores como corrientes de t urbulencia y de desestabilización de la cama de lodos, etc.”



Según Cheng, et al (1955). En este proceso de sedimentación las partículas sólidas ceden parte de su cantidad de movimiento a las moléculas del líquido


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de su alrededor. Cuanto mayor sea la viscosidad del líquido, tanto más se frena el movimiento de las partículas. Las moléculas del líquido, aceleradas por contacto con el sólido transmiten su movimiento a capas de líquido más alejadas debido a las interacciones intermoleculares, de las que la viscosidad es una medida. La operación de sedimentación está, pues, controlada por el transporte de cantidad de movimiento.



Según Lama, R.,(1998). “Establece que la velocidad de sedimentación es

función única de la concentración del solido en la suspensión y que el grado de floculación es independiente de la concertación inicial de la mezcla de solido – liquido. Considera que en una sedimentación, el medio poroso floculado de una suspensión solido – liquido puede tener una estructura variante.



Según Rivera et al, (2005); la relación de la altura de interfase de sedimentación en función del tiempo, muestran pendientes diferentes en función de la concentración de almidón, éstas pendientes son más altas cuando la concentración es menor indicando que las velocidades de sedimentación son más altas en éstas etapas debido a que a menor cantidad de partículas existe menos interferencia en la caída, tal y como se mostrará más adelante. Comparando lo expuesto por el autor con las tablas y figuras vemos que a una mayor pendiente la concentración es menor. es decir las velocidades son más altas a una menor concentración de partículas.

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Según Foust, (2001). Indica que existen dos curvas durante la sedimentación; una que muestra el descenso de la interface del líquido claro y la otra el ascenso del lodo acumulado en el fondo del sedimentador. La operación de eliminación de las partículas sólidas contenidas en un fluido por acción de la gravedad, generalmente es parte de los tratamientos primarios y tiene por objetivo reducir la carga de solidos sedimentables cuyos tamaños de partícula son relativamente grandes.


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Según Philippe, (1995); para la figura de Altura de Sedimentación vs Tiempo, consta de una primera fase en la que la altura disminuye constantemente con el pasar del tiempo hasta logrando llegar a un punto que es crítico, en donde se pueden observar dos zonas: de clarificación y de compresión. Cada Figura en la sedimentación de carbonato de calcio, nos muestra el comportamiento de la curva de sedimentación de carbonato de calcio en una probeta de una altura (h) en un tiempo (t) a cada concentración, observando así en cada gráfico, pendientes diferentes en función de la concentración de CaCO3.

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Philippe (1995) Las pendientes suelen ser más altas cuando la concentración es menor indicando que las velocidades de sedimentación son más altas en éstas etapas debido a que a menor cantidad de partículas existe menos interferencia en la caída. Es así que en la práctica de laboratorio pudimos corroborar lo publicado por Philippe ya que en concentraciones de 1%, 2% de carbonato de calcio se observó pendientes más elevadas Comparando lo dicho por Philippe (1995), en las figuras nos muestra un comportamiento que a una menor concentración de carbonato de calcio en la probeta nos da una mayor velocidad de sedimentación. Entonces si contrasta con lo expuesto por el autor.

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Según Cheng, et al (1955), la velocidad de sedimentación de las partículas presentes en una suspensión sufre una caída monótona de su valor, a medida que su concentración volumétrica aumenta. El origen de este fenómeno se encuentra en la variación que sufre el comportamiento de las fuerzas hidrodinámicas, osmóticas y electroquímicas entre las partículas a medida que su concentración aumenta. Este fenómeno depende, además, del tamaño de las partículas presentes en la suspensión, ya que para suspensiones conformadas por partículas cuyo diámetro medio sea m ayor a 100 μm, las fuerzas osmóticas y electroquímicas se pueden despreciar.

Comparando lo expuesto por Cheng , et al (1955); vemos que las velocidades de carbonato de calcio en sus diferentes concentraciones fueron aumentando UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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a medida que había una baja concentración en su composición; entonces podemos afirmar que el origen de este fenómeno se encuentra en la variación que sufre el comportamiento de las fuerzas hidrodinámicas, osmóticas y electroquímicas entre las partículas a medida que su concentración aumenta y a la vez dependerá de tamaño de las partículas.

VIII.

CONCLUSIONES 

Con la ayudo del permanganato de potasio se pudo identificar las fase del procesos de sedimentación con más claridad.

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Se obtuvieron las diferencias de altura de cada una de las concentraciones de carbonato de calcio durante el tiempo establecido.

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Con la ayudo del permanganato de potasio se pudo identificar las fase del procesos de sedimentación con más claridad.

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La velocidad de sedimentación experimental se puede determinar en la región lineal de la curva (velocidad constante) requiriéndose modelos matemáticos para la determinación de las velocidades fuera de esta zona.

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Se determinó experimentalmente la velocidad de sedimentación de concentrado de carbonato de calcio

en las concentraciones de

1% ,2% ,4% ,6% ,8%, 10% y 12% obteniendo para cada caso una velocidad diferente. 

Se concluyó que a una menor concentración de partículas habrá una mayor velocidad de sedimentación y que a una mayor concentración de partículas habrá una menor velocidad de sedimentación.

IX. 

RECOMENDACIONES La suspensión debe ser bien mezclada previamente para que las partículas no se peguen entre si y aparenten tener un mayor tamaño.

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Una correcta dispersión de la suspensión, permitirá la formación de aglomerados y de flóculos que interfieren en la medición.

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Se recomienda utilizar como fluido agua destilada, ya que el agua potable podría alterar la concentración o el comportamiento químico dela suspensión y por ende la velocidad de sedimentación de la muestra.


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X.

BIBLIOGRAFÍA 1. CHENG, P. SCHACHMAN, H. (1955). “Studies on the validity of the Einstein viscosity law and Stokes law of sedimentation”. Journal Polymer Sci. 16, pp.

19-30. 2. PHILIPPE, D. (1995). Seminario textura y reología de alimentos. Memorias, Dpto. Eng. Alimentos, Universidad del Valle, Cali-Colombia. 3. RIVERA, F., GUTIÉRREZ, A., VAL, R., APARICIO, J. Y DIAZ, L. (2005). La medición de sedimentos en México IMTA, México. 4. Foust y otros: ”Principios de Operaciones Unitarias” CIA. Editorial Continental; Pag 584-594, 2001. 5. Lama, R.,Condorhuamán, C.,”Sedimentación discontinua en sedimentadores inclinados”,Revista Peruana de Qca e Ing. Qca. Volumen 2, N°1 ; 1999;Pag

72 – 78.


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practica n°6 sedimentacion

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