Informe de laboratorio Sedimentación de sólidos

7/21/2019 Informe de laboratorio Sedimentación de sólidos

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA EN ALIMENTOS

CARRERA DE INGENIERÍA BIOQUÍMICA

LABORATORIO DE BIOSEPARACIONES

Profesor: Ing. Alexander Córdova

Nombre: Alberto Bustillos

Semestre: Séptimo “U”

Tem: “DEE!"I#ACI$# E%&E!I"E#A' DE 'A (E')CIDAD DE

SEDI"E#ACI$#”

!" TEORÍA!"!"Se#$me%t&$'%

'a sedimenta*ión es el pro*eso por el *ual el material sólido+ transportado por

una sustan*ia l,-uida+ se deposita en el ondo del r,o+ embalse+ *anal artii*ial+

o dispositivo *onstruido espe*ialmente para tal in. oda *orriente *ara*teri/ada

por su *audal+ tirante de agua+ velo*idad 0 orma de la se**ión tiene una

*apa*idad de transportar material sólido en suspensión. El *ambio de alguna

de estas *ara*ter,sti*as de la *orriente puede 1a*er -ue el material

transportado se sedimente.

!"("T$)os #e se#$me%t&$'%

Se#$me%t&$'% #e )rt*&+,s #$s&rets t$)o I"

'os tan-ues o *ubas de de*anta*ión son de dos tipos2 re*tangulares 0

*ir*ulares. ienden a tener una rela*ión de longitud 3an*1o de alrededor de 4

una proundidad del orden de 5.6 a 7 m. En la base del lado aguas arriba se

*olo*a una po*eta de extra**ión de lodos+ 0 el lodo se *ondu*e 1asta ella por

unas tablillas o ras-uetas

Se#$me%t&$'% #e )rt*&+,s f,o&+,#s t$)o II"

'a sedimenta*ión tipo II *omo se di8o es la sedimenta*ión de grupos de

part,*ulas lo*uladas+ estas son part,*ulas -ue son a0udadas -u,mi*amente

http://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%ADo

http://es.wikipedia.org/wiki/Embalse

http://es.wikipedia.org/wiki/Canal_(v%C3%ADa_artificial_de_agua)



http://es.wikipedia.org/wiki/Embalse

http://es.wikipedia.org/wiki/Canal_(v%C3%ADa_artificial_de_agua)




para reunirse 0 ormar part,*ulas grandes 0 as, de*antar. 'a *oagula*ión es el

primer pro*eso de a9adir el produ*to -u,mi*o *oagulante -ue *ambia la *arga

elé*tri*a de las part,*ulas :*oloides; 0 por lo tanto las 1a*e sus*eptibles para la

agrega*ión. 'a lo*ula*ión es el segundo pro*eso de obtener la me/*la

*oagulada para ormar ló*ulos ma0ores. "ientras las part,*ulas est<n

sedimentando también est<n lo*ulando 0 as, aumentan en tama9o 0 en masa

durante la sedimenta*ión.

!"-"Se#$me%t&$'% Co%t$%+ . D$s&o%t$%+

Se#$me%t&$'% #$s&o%t$%+2 el lu8o volumétri*o total de materia uera del

sistema es nulo+ trans*urre en régimen no esta*ionario. Este tipo desedimenta*ión es la -ue tiene lugar en una probeta de laboratorio+ donde la

suspensión se de8a reposar.

Se#$me%t&$'% &o%t$%+: la suspensión diluida se alimenta *ontinuamente 0 se

separa en un l,-uido *laro 0 una segunda suspensión de ma0or *on*entra*ión.

rans*urre en régimen esta*ionario.

(" OB/ETIVOS("!"Cal*ular la velo*idad de sedimenta*ión utili/ando los métodos de Coe 0

Clevenger= 0 >0n*1.

("(" Anali/ar el *omportamiento de la velo*idad de sedimenta*ión a las distintas

*on*entra*iones.

-" PARTE E0PERIMENTAL

-"!"MATERIALES 1 EQUIPOS

?.5.5. ? &robetas de 6@@ml & 6?.5.4. Agitador de vidrio

?.5.?. Cronómetro

?.5.. Balan/a Anal,ti*a & @+5g

-"(" SUSTANCIAS

?.4.5. Suspensión de CaC)?.



?.4.4. Sulato de *obre

-"-"PROCEDIMIENTO

!" Determ$%&$'% e2)er$me%t, #e , 3e,o&$## #e se#$me%t&$'%

&ara esta determina*ión se utili/an los datos obtenidos *on

suspensiones de dierente *on*entra*ión ini*ial+ C@.

'a orma de operar es la siguiente2

Se toma la probeta de *on*entra*ión C@ 0 se mide la altura

ini*ial de la suspensión+ 1@.

A *ontinua*ión se agita intensamente :*uidando de no

introdu*ir mu*1o aire en la suspensión;+ para -ue la

*on*entra*ión sea lo mas uniorme posible a lo largo de toda

la probeta+ 0 se de8a en reposo+ determinando la altura -ueo*upa la suspensión en un*ión del tiempo.

Una ve/ determinada la pare8a de valores de la altura en

un*ión del tiempo+ se puede utili/ar dos métodos dierentes

para determinar la velo*idad de sedimenta*ión2 el metodo de

Coe 0 Clevenger 0 el método de >0n*1. Ambos est<n

pensados para un régimen de sedimenta*ión /onal 0

*onsidera -ue v :C;.



Tb, 5"( Datos del tiempo 0 altura para la suspensión de 6@gr de CaC) ?.

0,1g/ml

tiempo (min) altura (cm)

0,26 28

0,28 27,80,46 27,5

0,58 27,3

1,1 27

1,33 26,7

1,47 26,5

2 26,3

2,11 26

2,34 25,8

2,52 25,4

3,1 25,2

3,26 24,9

3,49 24,5

4,1 24,2

4,29 23,8

4,43 23,6

5 23,4

5,13 23,2

5,3 22,9

5,51 22,6

6,05 22,36,18 22

6,5 21,7

7,14 21,3

7,38 20,8

8,07 20,3

8,37 19,9

9,07 19,4

10,21 17,7

11,29 17

12,19 16,5

13,35 15,3

14,12 14,5

15,55 13,7

17,05 12,9

18,28 12

19,52 11,5



21,45 10,9

23,02 10,2

24,32 9,5

27,35 9,2

30 8,4

31,07 8

34,49 7,5

Tb, 5"-

Dtos #e, t$em)o . ,t+r )r , s+s)e%s$'% #e !887r #e CCO-"

0,2g/ml

tiempo (min) altura (cm)

1,27 25

3,55 24,5

4,37 24

6,2 23,4

9,11 22,3

11,21 21,3

12,44 20,3

14,07 20,2

16,49 19

19,14 18

6" C9,&+,os . Res+,t#os

6"!"C9,&+,o #e &+r3s )or re7res$'%

6"("C9,&+,o #e )e%#$e%te #;<#t= M>to#o #e Coe . C,e3e%7er



0 0,05 26 26 0,05 1,66

1,2 0,05 24 25,992 0,046168052 1,66

2,35 0,05 22 25,901 0,042469403 1,66

3,11 0,05 21 26,1626 0,040133626 1,66

4,1 0,05 19,3 26,106 0,036964682 1,66

5,05 0,05 18 26,383 0,034112876 1,66

5,48 0,05 17 26,0968 0,032571043 1,66

6,24 0,05 15,2 25,5584 0,029735821 1,66

7 0,05 14,1 25,72 0,027410575 1,66

7,5 0,05 13 25,45 0,025540275 1,66

8,48 0,05 11,6 25,6768 0,022588485 1,66

9,56 0,05 9,5 25,3696 0,018723196 1,66

11,17 0,05 7,5 26,0422 0,014399705 1,66

11,52 0,05 6 25,1232 0,011941154 1,66

12,3 0,05 4,9 25,318 0,00967691 1,66

13,08 0,05 4,6 26,3128 0,008740993 1,6614,1 0,05 3,5 26,906 0,006504125 1,66

14,48 0,05 2 26,0368 0,003840718 1,66

Tb,@ 6"-"(: Co%&e%tr&$'% &o% 687

tiempo(min) Ci(g/ml) hi(cm) hiCi/C (cm) C(g/ml) v(cm/min)

0 0,1 26 26 0,05 0,935

0,55 0,1 25,3 25,81425 0,098007883 0,935

1,09 0,1 24,7 25,71915 0,096037388 0,9351,34 0,1 23,8 25,0529 0,094998982 0,935

1,58 0,1 23,5 24,9773 0,09408543 0,935

2,37 0,1 22,5 24,71595 0,091034332 0,935

2,54 0,1 21,6 23,9749 0,090094224 0,935

2,23 0,1 21,3 23,38505 0,091083833 0,935

3,32 0,1 21,2 24,3042 0,087227722 0,935

4,02 0,1 20,7 24,4587 0,084632462 0,935

4,25 0,1 19,9 23,87375 0,083355149 0,935

5,02 0,1 19,2 23,8937 0,08035591 0,935

5,29 0,1 18,5 23,44615 0,078904212 0,9356,1 0,1 18 23,7035 0,075938153 0,935

6,28 0,1 17,1 22,9718 0,074439095 0,935

6,49 0,1 16,5 22,56815 0,073111886 0,935

7,21 0,1 15,8 22,54135 0,070093406 0,935

7,53 0,1 15,5 22,54055 0,068764959 0,935

8,15 0,1 14,5 22,12025 0,065550796 0,935

8,45 0,1 13,5 21,40075 0,063081901 0,935



9,15 0,1 13 21,55525 0,060310133 0,935

9,56 0,1 12,5 21,4386 0,058306046 0,935

10,18 0,1 12 21,5183 0,055766487 0,935

10,48 0,1 11 20,7988 0,052887667 0,935

11,14 0,1 10,3 20,7159 0,049720263 0,935

12,07 0,1 9,3 20,58545 0,04517754 0,935

12,38 0,1 8,5 20,0753 0,042340588 0,935

13,06 0,1 8 20,2111 0,03958221 0,935

14,12 0,1 6,6 19,8022 0,03332963 0,935

14,46 0,1 6,2 19,7201 0,031440003 0,935

15,54 0,1 6,2 20,7299 0,02990849 0,935

16,21 0,1 5,8 20,95635 0,027676575 0,935

17,35 0,1 5,5 21,72225 0,025319661 0,935

18,53 0,1 5,2 22,52555 0,023084897 0,935

20,32 0,1 4,9 23,8992 0,020502778 0,935

22,58 0,1 4,7 25,8123 0,018208374 0,93524,4 0,1 4 26,814 0,01491758 0,935

29,2 0,1 3,5 30,802 0,011362899 0,935

T&,@ 6"-"-: C9,&+,os &o%&e%tr&$'% &o% !887

tiempo(min) Ci(g/ml) hi(cm) hiCi/C (cm) C(g/ml) v(cm/min)

0 0,2 26 26 0,05 0,614

0,58 0,2 24 24,35612 0,197075725 0,614

2,02 0,2 23,5 24,74028 0,189973598 0,614

2,5 0,2 23 24,535 0,187487263 0,614

3,1 0,2 22,5 24,4034 0,184400534 0,614

4,45 0,2 22 24,7323 0,177905007 0,614

4,21 0,2 21,5 24,08494 0,178534802 0,614

4,47 0,2 21 23,74458 0,176882472 0,614

5,22 0,2 20,5 23,70508 0,172958708 0,614

5,56 0,2 20 23,41384 0,170839128 0,614

6,28 0,2 19,5 23,35592 0,166981219 0,614

6,53 0,2 19 23,00942 0,165149752 0,614

7,25 0,2 18,5 22,9515 0,161209507 0,614

8,07 0,2 18 22,95498 0,156828714 0,614

8,31 0,2 17,5 22,60234 0,154851223 0,614

9,02 0,2 16,8 22,33828 0,150414446 0,614

9,17 0,2 16,5 22,13038 0,149116283 0,614

9,5 0,2 16 21,833 0,146567123 0,614

10,11 0,2 15,5 21,70754 0,142807522 0,614

11,57 0,2 15 22,10398 0,135722164 0,614

11,28 0,2 14,5 21,42592 0,135350081 0,614



C(8?!7<m,=

min)/(935,0

min/)935,0(

cmv

cmv

mv

=

−−=

−=

C- 8?(7<m,=

min)/(614,0

min/)614,0(

cmv

cmv

mv

=

−−=

−=

" ERRORES

Existió un problema en *uanto a la metodolog,a -ue ue el de poder apre*iar exa*tamente la altura en la -ue se en*ontraba la masa de part,*ulas 0a -ue al no

utili/ar agua destilada pudo aumentar la solubilidad del agua e impidió una

sedimenta*ión ma0or+ este problema puede *onsiderarse un error aleatorio+ al

igual -ue el de la posi*ión en la -ue se *olo*aba la *inta métri*a para medir la

altura también se *onvierte en un error experimental aleatorio.

" DISCUSIN

'a metodolog,a de la pr<*ti*a de sedimenta*ión es simple pero nos arro8an datos

espe*,i*os del *omportamiento de las part,*ulas suspendidas 0 *on estos datos

podemos *al*ular la velo*idad de sedimenta*ión apli*ando el M>to#o #e Coe .

C,e3e%7er? 0 luego podemos obtener otros datos interesantes para poder

*ontrolar el pro*eso de sedimenta*ión *omo son la *on*entra*ión de la solu*ión a

los distintos tiempos.

" CONCLUSIONES

"!"Cal*ulamos la velo*idad de sedimenta*ión utili/ando los métodos de Coe 0

Clevenger= 0 >0n*1 d<ndonos *omo resultado -ue al utili/ar 46g

produ*iendo una *on*entra*ión de @+@6gFml la velo*idad ue de



5.77*mFmin+ al utili/ar 6@g produ*iendo una *on*entra*ión de @+5gFml la

velo*idad ue de 5.4H*mFmin+ al utili/ar 46g produ*iendo una *on*entra*ión

de @.4gFml la velo*idad ue de ?.*mFmin.

"(" Anali/amos el *omportamiento de la velo*idad de sedimenta*ión a las

distintas *on*entra*iones+ 0 de a*uerdo a los resultados mientras menor

sea la *on*entra*ión ma0or ser< la velo*idad+ esto se apre*ia al obtener

las pendientes -ue *orresponde a la velo*idad de sedimenta*ión.

" APLICACIONES

Trtm$e%to #e 7+s )otb,e" 'a sedimenta*ión en el tratamiento de aguas

potable sigue generalmente un paso de la *oagula*ión 0 de la lo*ula*ión

-u,mi*as+ -ue permite agrupar part,*ulas 8untas en los ló*ulos de un tama9o m<sgrande. Esto in*rementa la velo*idad en -ue se asientan los sólidos suspendidos 0

permite el *olo*ar los *oloides.

Trtm$e%to #e #es)er#$&$o #e 7+s" 'a sedimenta*ión es de uso re*uente

*omo etapa primaria en las plantas modernas de tratamiento de aguas inJtiles+

redu*iendo el *ontenido de sólidos suspendidos as, *omo el agente *ontaminador

en*a8ado en los sólidos suspendidos. Debido a la gran *antidad de rea*tivo

ne*esaria para el agua urbana+ la *oagula*ión -u,mi*a preliminar 0 la lo*ula*ión

generalmente no se utili/an+ los sólidos suspendidos restantes son redu*idos por

las etapas siguientes del pro*eso. Aun-ue pueden ser utili/adas para la

*onstru**ión de plantas o para repro*esar adi*ionalmente el agua tratada. En el

pro*eso del ango a*tivado+ los ló*ulos -ue son *reados *on a*tividad biológi*a se

re*ogen en los tan-ues de sedimenta*ión+ designados generalmente tan-ues de

sedimenta*ión se*undarios. K

!8"CUESTIONARIO

!8"!" Como ),$&r* estos #tos )r #$seo #e +% se#$me%t#or

&o%t$%+oH

'a sedimenta*ión a es*ala industrial se lleva a *abo en tan-ues *il,ndri*os de gran

superi*ie -ue se alimentan *ontinuamente de suspensión ini*ial *on *audal



volumétri*o L@ 0 *on*entra*ión de sólido :5e@; :igura 5@;. De él salen dos

*orrientes2 Una *orriente de sedimento por su parte inerior+ *on *audal

volumétri*o LD 0 *on*entra*ión :5e;D. )tra de l,-uido *larii*ado+ *on *audal

volumétri*o LA 0 *on*entra*ión de l,-uido e 5.

&ara dise9ar un sedimentador *ontinuo debe *al*ularse la superi*ie transversal S

0 la altura M+ bas<ndose en las *urvas experimentales de sedimenta*ión obtenidas

en laboratorio :sedimenta*ión intermitente;

!8"(" C+9,es so% ,s ,$m$t&$o%es #e este m>to#oH

Lue el tipo de sedimentador utili/ado no es un sedimentador de tipo industrial+

sino mas bien es did<*ti*o para entender la velo*idad de sedimenta*ión+ adem<s



de los errores -ue pueden existir en la prepara*ión del experimento 0 la toma de

los datos.

)tro limitante es el no saber la presión exa*ta -ue se esta apli*ando en la

suspensión -ue puede ae*tar en la velo*idad de sedimenta*ión.

!8"-" Dem+estre , e&+&$'% )r #eterm$%r e, 9re #e

se#$me%t&$'%:

Si el sistema es esta*ionario+ un balan*e de materia indi*a -ue+

0

Apli*ando un balan*e de materia a una se**ión de sedimentador situada por

deba8o de la alimenta*ión se obtiene -ue+

; AC

donde v es la velo*idad de sedimenta*ión en la superi*ie A+ 'nFA es la velo*idad

de arrastre :todo el l,-uido -ue abandona A sale *on el lodo;+ 0 :vN'nFA; es la

velo*idad total de *a,da de las part,*ulas en esta se**ión. De esta orma+ la

e*ua*ión de dise9o del de*antador -ueda *omo+



)

!!"BIBLIOGRAFÍA• (IA#+ Angel. “Elementos de Ingenier,a Lu,mi*a”+5O7H+ Luinta edi*ión+ Editorial

olle+ pag2?OG5@.• PUM!"EISE!+ Qr+ “&ere**ionamiento de la pr<*ti*a 0 velo*idad de

sedimenta*ión”+ 5O65+ "a* Rran Mill+ pag2 66@G6HH.

!("ANE0OS

Gr9f$&o !-"!

Grf$&o #e, t$em)o . ,t+r )r , s+s)e%s$'% #e (67r #e CCO-"



Gr9f$&o !-"(

Grf$&o #e, t$em)o . ,t+r )r , s+s)e%s$'% #e 687r #e CCO-"



Gr9f$&o !-"-

Grf$&o #e, t$em)o . ,t+r )r , s+s)e%s$'% #e !887r #e CCO-"



T$em)o Vs A,t+r

@4

7

5@5455754@44447

4

@ 4 7 5@ 54 5 57 5 4@ 44 4 47 4 ?@ ?4 ? ?7

T$em)o m$%=

A , t + r : & m =

!" D$7rm #e, E+$)o"

t = 0 t > 0 t >> 0 t =∞

h0

h∞

hh

h

(" D$7rm ; fT= )r ,s tres &o%&e%tr&$o%es . &o% ,s )e%#$e%tes"



-" D$7rm C fV= )r ,os tres &sos

V

C

Informe de laboratorio Sedimentación de sólidos

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