sedimentacion

sedimentacion

1. “SEDIMENTACIÓN”


I. INTRODUCCIÓN:


La sedimentación es la separación de las partículas más pesadas en el agua mediante acción
de la gravedad. Es una de las operaciones unitarias más utilizadas en el tratamiento de las
aguas residuales.
Este tratamiento tiene como propósito fundamental obtener un efluente clarificado, pero
también es necesario producir un fango con una concentración de sólidos que pueda ser
tratado con facilidad.

En algunos casos, la sedimentación es el único paso en el tratamiento que se somete el agua
residual.
En una planta típica de lodos activados la sedimentación se efectúa en tres pasos:
 Desarenadores, en donde la materia orgánica se elimina.
 Sedimentadores primarios, que preceden al reactor biológico en donde los sólidos orgánicos y
otros se separan.
 Sedimentadores secundarios, que siguen al reactor biológico, en los cuales el lodo biológico se
separa del efluente tratado.
En base a la concentración y a la tendencia a la interacción de las partículas pueden efectuarse
cuatro clasificaciones generales sobre la forma de dichas partículas que se depositan.
II. OBJETIVOS:

 Proporcionar a los estudiantes una experiencia sobre la teoría de la sedimentación.

 Mediante la aplicación de la Ley de Stokes relativa a la sedimentación, encontrar el
diámetro equivalente de las partículas de harina de trigo.


III. FUNDAMENTO TEÓ RICO:

SEDIMENTACIÓN

La sedimentación es el proceso por el cual, el material sólido transportado por una corriente de
agua, se deposita en el fondo del río, embalse, canal artificial, o dispositivo construido
especialmente para tal fin. Toda corriente de agua, caracterizada por su caudal, tirante de
agua, velocidad y forma de la sección tiene una capacidad de transportar material sólido en
suspensión.
El cambio de alguna de estas características de la corriente puede hacer que el material
transportado se sedimente; o el material existente en el fondo o márgenes del cauce sea
erosionado.

Se pueden distinguir dos tipos de sedimentación, atendiendo al movimiento de las partículas
que sedimentan:

2.  Sedimentación libre: se produce en suspensiones de baja concentración de sólidos. La
interacción entre partículas puede considerarse despreciable, por lo que sedimentan a
su velocidad de caída libre en el fluido.
 Sedimentación por zonas: se observa en la sedimentación de suspensiones
concentradas. Las interacciones entre las partículas son importantes, alcanzándose
velocidades de sedimentación menores que en la sedimentación libre. La
sedimentación se encuentra retardada o impedida. Dentro del sedimentador se
desarrollan varias zonas, caracterizadas por diferente concentración de sólidos y, por
lo tanto, diferente velocidad de sedimentación.
Dependiendo de cómo se realice la operación, la sedimentación puede clasificarse en los
siguientes tipos:
 Sedimentación intermitente: el flujo volumétrico total de materia fuera del sistema es
nulo, transcurre en régimen no estacionario. Este tipo de sedimentación es la que tiene
lugar en una probeta de laboratorio, donde la suspensión se deja reposar.
 Sedimentación continua: la suspensión diluida se alimenta continuamente y se separa
en un líquido claro y una segunda suspensión de mayor concentración. Transcurre en
régimen estacionario.

LA SEDIMENTACIÓN DE SÓLIDOS EN LÍQUIDOS

Está gobernada por la ley de Stokes, que indica que las partículas sedimentan más fácilmente
cuando mayor es su diámetro, su peso específico comparado con el del líquido, y cuando
menor es la viscosidad del líquido. Por ello, cuando se quiere favorecer la sedimentación se
trata de aumentar el diámetro de las partículas, haciendo que se agreguen unas a otras,
proceso denominado coagulación y floculación.

Los dispositivos construidos para que se produzca la sedimentación en ellos son:
 Desarenado: diseñado para que se sedimenten y retengan sólo partículas mayores de
un cierto diámetro nominal y en general de alto peso específico (arena);
 Sedimentadores o decantadores: normalmente utilizados en plantas de tratamiento de
agua potable, y plantas de tratamiento de aguas servidas;
Presas filtrantes: destinadas a retener los materiales sólidos en las partes altas de las cuencas
hidrográficas.

BENEFICIOS DEL PROCESO DE SEDIMENTACIÓN

El proceso de sedimentación puede ser benéfico, cuando se piensa en el tratamiento del agua,
o perjudicial, cuando se piensa en la reducción del volumen útil de los embalses, o en la
reducción de la capacidad de un canal de riego o drenaje.
La sedimentación es un proceso que forma parte de la potabilización del agua y de la
depuración de aguas residuales.

En el caso del tratamiento de las aguas residuales, este proceso se realiza para retirar la
materia sólida fina, orgánica o no, de las aguas residuales, aquí el agua pasa por un dispositivo
de sedimentación donde se depositan los materiales para su posterior eliminación, El proceso
de sedimentación puede reducir de un 20 a un 40% la DBO5 y de un 40 a un 60% los sólidos
en suspensión.

3. Para una partícula que desciende en el seno de un líquido, la velocidad está dada por la ley de
STOKES:
V.max = d
2
( s - l ) g  harina = 1,259 gr/cm
3

18 u
V = velocidad (cm/seg.)
d = diámetro de partícula (cm)
u = viscosidad del líquido (gr/cm-seg.)
s = densidad de la partícula (gr/ml)
l = densidad del medio liquido (cm/seg
2
)

Las principales razones de la modificación de la velocidad de sedimentación de las partículas
en una suspensión concentrada son las siguientes:
a. Las partículas grandes sedimentan con relación a una suspensión de partículas más
pequeñas, por lo que la densidad efectiva y la viscosidad del fluido aumentan.
b. La velocidad ascendente del fluido desplazado durante la sedimentación es notable en
una suspensión concentrada y la velocidad aparente de sedimentación es menos que la
velocidad real relativa al fluido.
c. Los gradientes de velocidad en el fluido cercano a las partículas aumentan como
resultado del cambio en el área y en la forma de los espacios de flujo.
d. Las partículas más pequeñas tienden a ser arrastradas hacia abajo por el movimiento
de las partículas grandes, experimentando por tanto una aceleración



DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE LA VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN V =F (C)

Para esta determinación se utilizan los datos obtenidos en una sedimentación discontinua,
realizada con suspensiones de diferente concentración inicial, Co.
La forma de operar con cada una de las probetas es la siguiente:

1º. Se mide la mide la altura inicial de la suspensión, ho, usando la regla acoplada a cada
probeta.
2º. Se toma la probeta de concentración y se agita intensamente para que la concentración sea
lo más uniforme posible a lo largo de toda la probeta.
3º. Se deja la probeta en reposo y se va determinando la altura que ocupa la suspensión en
función del tiempo, tomando para ello medidas de la altura de la suspensión (h) cada minuto.






Una vez determinadas las parejas de valores de la altura en función del tiempo, se puede
utilizar el método de Coe y Clevenger para determinar la velocidad de sedimentación.

4. IV. MATERIALES:

Harina de trigo, carbonato de calcio
Vaso de precipitación
Fuente de Luz
Regla
Bureta de 50ml
Cronómetro
Balanza

V. PROCEDIMIENTO :

a) CON HARINA DE TRIGO:

Diluir 3gr. De harina en 15ml de agua destilada.




Colocar mercurio en la base de la bureta








Depositar 30ml. De H2O en la bureta, y verter el trigo disuelto.

Proceder a las mediciones de tiempo y alturas del precipitado.









b) CON CARBONATO DE CALCIO:

Determinación de fracción de sedimentación
Prepare suspensiones de carbonato de calcio de 2.5% y 5% t deposítelo en una probeta.
Realice las mediciones correspondientes y grafique sus resultados.

5. VI. CÁLCULOS:

CASO HARINA DE TRIGO

a) Vol. de sedimentación
Suceso 1: es cero
Suceso 2: 1-0=1
Suceso 3: 2-1=1
b) Δ volumen
Suceso 1: 0
Suceso 2: 0,3-0=0,3
Suceso 3: 0,9-0,3=o,6
c) Altura de caída
Suceso 1: 43.8 (se obtuvo en el laboratorio)
Suceso 2: 43.8 - 0,3(Δ volumen-2do suceso)=43,5
Suceso 3: 43,5 -0,6(Δ volumen-3er suceso)= 42,9.

d) Cálculo de la velocidad constante

??????=
??????
??????



Donde: V = Velocidad Cte.
e = Espacio recorrido por la partícula.
t = Tiempo necesario para recorrer el espacio.


Suceso 1: es 0
Suceso 2:
??????=
43,5
60

??????=0,725 cm/seg

Suceso 3:

6. ??????=
42,9
60

??????=0,3575 cm/seg

e) Cálculo de velocidad del incremento de sedimentación:
Suceso 1: es 0
Suceso 2:
??????=
0,3
60

??????=0,005 cm/seg

Suceso 3:
??????=
0,6
60

??????=0,01 cm/seg


f)Cálculo del volumen sedimentado en %:
Suceso 1: es 0

Suceso 2: 9 -------- 100 %
0,3 -------- x
X = 6.1224 %
g) Cálculo del diámetro , por ley de Stokes
Vmax=
Dp
2
(ρ
ρ
−ρ
l
) g
18 u

g = 9.8m/seg
2
= 980cm /seg
2

Dp
2
=
Vt×18 u
(ρ
ρ
−ρ
l
) g

Suceso 1: es 0
Suceso 2:
Dp=
√
Vt×18 u
(ρ
ρ
−ρ
l
) g

7. Dp=√
0,725
cm
seg
×18 ×(9,5×10
−3
gr
cm−seg
)
(1,29
gr
cm
3 −1
gr
cm
3) ×980
cm
seg
2

Dp= �.���� ????????????

CALCULOS

CASO CARBONATO DEL CALCIO

Hallamos el Factor de Sedimentación (FS):

Z∞ (2.5%) = 2.0cm
Z∞ (5%) = 4.0cm

Calculo de FS  Al 2,5%:

SUCESOS:

FS1=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−12.8
12.8−2.0
=�

FS2=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−10.3
12.8−2.0
=�.����

FS3=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−7.0
12.8−2.0
=�.����

FS4=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−4.7
12.8−2.0
=�.����

FS5=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−3.8
12.8−2.0
=�.����

FS6=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−3.0
12.8−2.0
=�.����

FS7=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−2.7
12.8−2.0
=�.����

FS8=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−2.4
12.8−2.0
=�.����
FS9=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−2.3
12.8−2.0
=�.����

FS10=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−2.2
12.8−2.0
=�.����

FS11=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−2.15
12.8−2.0
=�.����

FS12=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−2.12
12.8−2.0
=�.����

FS13=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−2.1
12.8−2.0
=�.����

FS14=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−2.0
12.8−2.0
=�.����

FS15=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−2.0
12.8−2.0
=�.����


Calculo de FS  Al 5%:


FS1=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−12.8
12.8−4.0
=�

FS2=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−12.3
12.8−4.0
=�.����

8. FS3=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−11.7
12.8−4.0
=�.����

FS4=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−10.9
12.8−4.0
=�.����

FS5=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−10.3
12.8−4.0
=�.����

FS6=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−9.7
12.8−4.0
=�.����

FS7=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−9.2
12.8−4.0
=�.����

FS8=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−8.5
12.8−4.0
=�.����

FS9=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−8.0
12.8−4.0
=�.����

FS10=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−7.6
12.8−4.0
=�.����

FS11=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−7.2
12.8−4.0
=�.����

FS12=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−6.7
12.8−4.0
=�.����

FS13=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−6.3
12.8−4.0
=�.����

FS14=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−6.0
12.8−4.0
=�.����

FS15=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−5.6
12.8−4.0
=�.����

FS16=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−5.2
12.8−4.0
=�.����

FS17=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−5.0
12.8−4.0
=�.����

FS18=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−4.8
12.8−4.0
=�.����

FS19=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−4.6
12.8−4.0
=�.����

FS20=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−4.4
12.8−4.0
=�.����

FS21=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−4.3
12.8−4.0
=�.����

FS22=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−4.2
12.8−4.0
=�.����

FS23=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−4.15
12.8−4.0
=�.����

FS24=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−4.1
12.8−4.0
=�.����

FS25=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−4.05
12.8−4.0
=�.����

FS26=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−4.0
12.8−4.0
=�.����

FS27=
??????
0−??????
??????
0−??????
∞
=
12.8−4.0
12.8−4.0
=�.����

9. RESULTADOS. TABULACION DE DATOS:


HARINA DE TRIGO

sucesos Tiempo
θ (min.)
Tiemp
o θ
(seg.)
Vol. de
sedime
ntació
n
∆Ѳ
(min)
∆ Vol. h
altura
de
caida
velocida
d de
caída
cm/s
%
sediment
ación
veloc. De
∆V de
sedimenta
ción
Dp:
partícula
cm
1 0 0 0 0 0 43.8 0 0 0 0
2 1 60 0.3 1 0.3 43.5 0.7250 6.1224 0.005 0.0020
3 2 120 0.9 1 0.6 42.9 0.3575 18.3673 0.005 0.00146
4 3 180 1.2 1 0.3 42.6 0.2367 29,48 0.0016 0.0012
5 4 240 1.5 1 0.3 42.3 0.1763 30,6122 0.0013 0.0010
6 5 300 1.8 1 0.3 42 0.1400 36,7346 0.001 0.009
7 6 360 2 1 0.2 41.8 0.1161 40,8163 0.0005 0.0084
8 7 420 2.2 1 0.2 41.6 0.0990 44,8979 0.0047 0.0077
9 8 480 2.4 1 0.2 41.4 0.0863 48,9796 0.0004 0.0072
10 9 540 2.5 1 0.1 41.3 0.0765 51,0204 0.0002 0.0067
11 10 600 2.6 1 0.1 41.2 0.0687 53,0612 0.00016 0.0064
12 11 660 2.75 1 0.15 41.05 0.0622 56,1224 0.0002 0.0061
13 12 720 2.8 1 0.05 41 0.0569 57,1428 0.000069 0.0059
14 13 780 2.9 1 0.1 40.9 0.0524 59,1837 0.00013 0.0056
15 14 840 2.98 1 0.08 40.82 0.0486 60,8163 0.000095 0.0054
16 15 900 3 1 0.02 40.8 0.0453 61,2244 0.00002 0.0052
17 16 960 3.08 1 0.08 40.72 0.0424 62.8571 0.000083 0.0050
18 17 1020 3.1 1 0.02 40.7 0.0399 63,2653 0.000019 0.0049
19 18 1080 3.2 1 0.1 40.6 0.0376 65,3061 0.00093 0.0048
20 19 1140 3.3 1 0.1 40.5 0.0355 67,3469 0.000087 0.0046
21 20 1200 3.4 1 0.1 40.4 0.0337 69,3877 0.000083 0.0045
22 21 1260 3.5 1 0.1 40.3 0.0320 71,4285 0.000079 0.0044
23 22 1320 3.5 1 0 40.3 0.0305 71,4285 0 0.0043
24 23 1380 3.6 1 0.1 40.2 0.0291 73,4693 0.000072 0.0042
25 24 1440 3.65 1 0.05 40.15 0.0279 74,4838 0.000034 0.0041
26 25 1500 3.7 1 0.05 40.1 0.0267 75,5102 0.00003 0.004
27 26 1560 3.78 1 0.08 40.02 0.0257 77,1428 0.00005 0.0039
28 27 1620 3.82 1 0.04 39.98 0.0247 77,9591 0.000025 0.0038
29 28 1680 3.89 1 0.07 39.91 0.0238 79,3877 0.00004 0.004
30 29 1740 3.95 1 0.06 39.85 0.0229 80,6122 0.000034 0.0037
31 30 1800 4.02 1 0.07 39.78 0.0221 82,0408 0.000038 0.00036
32 31 1860 4.1 1 0.08 39.7 0.0213 83,6734 0.000043 0.00036
33 32 1920 4.15 1 0.05 39.65 0.0207 84,6938 0,000026 0.0035
34 33 1980 4.2 1 0.05 39.6 0.0200 85,7192 0.000025 0.0035
35 34 2040 4.28 1 0.08 39.52 0.0194 87,3469 0.0000392 0.00033
36 35 2100 4.32 1 0.04 39.48 0.0188 88,1632 0.000019 0.0034
37 36 2160 4.38 1 0.06 39.42 0.0183 89.3877 0.000027 0.0033
38 37 2220 4.44 1 0.06 39.36 0.0177 90,8163 0.000027 0.0033
39 38 2280 4.5 1 0.06 39.3 0.0172 91,8367 0.000026 0.0032

10. CARBONATO DE CALCIO

 CON CARBONATO DE CALCIO (2,5%):

N°
SUCESO
θ
(SEGUNDOS)
NIVEL DE
SEPARACION
Z (2.5%)- cm
FS
1 0 12.8 0
2 60 10.3 0.2314
3 120 7.0 0.5370
4 180 4.7 0.7500
5 240 3.8 0.8333
6 300 3.0 0.9074
7 360 2.7 0.9351
8 420 2.4 0.9629
9 480 2.3 0.9722
10 540 2.2 0.8914
11 600 2.15 0.9861
12 660 2.12 0.9888
13 720 2.1 0.9907
14 780 2.0 1.0000
15 840 2.0 1.0000













40 39 2340 4.51 1 0.01 39.29 0.0168 92,0408 0.0000043 0.0032
41 40 2400 4.6 1 0.09 39.2 0.0163 93,8775 0.0000375 0.0031
42 41 2460 4.6 1 0 39.2 0.0159 94.8979 0 0.00309
43 42 2520 4.65 1 0.05 39.15 0.0155 93,6734 0.000019 0.003
44 43 2580 4.69 1 0.04 39.11 0.0152 94,8979 0.000016 0.003
45 44 2640 4.7 1 0.01 39.1 0.0148 95,7142 0.0000037 0.00298
46 45 2700 4.75 1 0.05 39.05 0.0145 95,9183 0.000019 0.003
47 46 2760 4.79 1 0.04 39.01 0.0141 96,9387 0.0000145 0.003
48 47 2820 4.8 1 0.01 39 0.0138 97,7551 0.000004 0.003
49 48 2880 4.85 1 0.05 38.95 0.0135 97,9591 0.000017 0.003
50 49 2940 4.9 1 0.05 38.9 0.0132 98,9795 0.000017 0.003
51 50 3000 4.9 1 0 38.9 0.0130 100 0 0.003

11.  CON CARBONATO DE CALCIO (5%):

N°
SUCESO
θ
(SEGUNDOS)
NIVEL DE
SEPARACION
Z (5%)- cm
FS
1 0 12.8 0
2 60 12.3 0.0568
3 120 11.7 0.1250
4 180 10.9 0.2159
5 240 10.3 0.2840
6 300 9.7 0.3522
7 360 9.2 0.4090
8 420 8.5 0.4886
9 480 8.0 0.5454
10 540 7.6 0.5909
11 600 7.2 0.6363
12 660 6.7 0.6931
13 720 6.3 0.7389
14 780 6.0 0.7727
15 840 5.6 0.8181
16 900 5.2 0.8636
17 960 5.0 0.8863
18 1020 4.8 0.9090
19 1080 4.6 0.9318
20 1140 4.4 0.9545
21 1200 4.3 0.9659
22 1260 4.2 0.9772
23 1320 4.15 0.9829
24 1380 4.1 0.9886
25 1440 4.05 0.9943
26 1500 4.0 1.0000
27 1560 4.0 1.0000


VII. CUESTIONARIO:

A. GRAFICAR EN PAPEL MILIMETRADO
1) Altura del sedimento (cm) vs. Tiempo
2) Volumen del sedimento vs. Diámetro partícula
3) Velocidad partícula vs. Diámetro partícula
4) Velocidad de sedimentación vs. %sedimentación
5) Nivel de separación vs. Tiempo
6) FS vs Tiempo

12. B. DEMOSTRAR LA LEY DE SEDIMENTACIÓN
pp
R
Vm
v
m
maF
FEPF







P
g
Dp
p
*
6
3

:
cos
:
3
*
6
*
3
osreemplazam
particulaladevelocidadv
diametroD
idadvis
rozamientodefuerza
DvFr
empuje
g
D
gmE
p
L









dt
dvDp
p
*
6
3
 Dvg
D
g
D
p
L
p
p


3*
6
*
6
33

dt
dvDp
p
*
6
3

= 
lp
 Dvg
Dp


3*
6
3


Hay 3 posibilidades: flota
inerteposision
entasesi
Lp
Lp
Lp





 dim

P

13.   max3*
6
0
0
0
0
sin
3
Dvg
D
la
adecasoelen
dt
dv
a
a
naceleracio
p
lpp


 



 


18
*
max
2
2
gpD
V
Lp



C.
D.
C. DESCRIBA LA SEPARACIÓN POR CICLONES

Los ciclones son equipos muy sencillos, que al no poseer partes móviles son de fácil
mantenimiento.
Tienen la desventaja de ser poco versátiles, ya que no se adaptan a cambios de las
condiciones de operación, por lo cual son poco flexibles a los cambios de concentración de
polvos, caudal de gas y distribución de tamaños de partículas.
El principio de funcionamiento de un ciclón se basa en la separación de las partículas
mediante la fuerza centrífuga (del orden de cientos de g), lo que lo hace más efectivo que las
cámaras de sedimentación, además ocupan un espacio mucho menor que éstas.
Los ciclones para separara sólidas o líquidas de gases trabajan con partículas de entre 5 a
200 micrones, en el caso de partículas de diámetro menor a 5
micrones el rendimiento de la separación es bajo y para el caso de
d1ámetro de partículas superiores a 200 micrones es conveniente
utilizar una cámara de sedimentación por que la abrasión es menor.
Rendimiento de la separación:
Se llama “diámetro de la partícula mínima” (Dp min) al diámetro de
las partículas de las cuales el ciclón retiene el 100%.
Se llama “diámetro de corte” (De) al diámetro de las partículas de las
cuales el ciclón retiene el 50% en masa.
“Rendimiento de la separación “para un determinado tamaño de
partículas es la fracción en masa de partículas de ese tamaño que es
retenida por el ciclón.
Rendimiento de la separación

Para el cálculo de Dp min, Dc y “Rendimiento de la separación” haremos las siguientes
consideraciones:

14. Se presupone que para cada tipo de ciclón, el gas da un definido número de vueltas dentro
del mismo en la espiral descendente.
Éste número de vueltas puede considerarse como una medida aproximada de la eficacia de
un tipo dado de ciclón (es un valor experimental).
Las partículas, supuestas esféricas, se mueven en régimen laminar (fórmula de Stokes) y
alcanzan la velocidad Terminal apenas entran al ciclón.
La velocidad tangencial es independiente del radio e igual a la velocidad media de entrada al
ciclón (suele adoptarse 15 m/seg).
La ecuación de Stokes nos da la velocidad terminal:

Donde: es la aceleración debida a la fuerza externa. Aquí es la aceleración centrífuga, o sea
:
Dp min = diámetro de las partículas que el ciclón retiene en un 100%.
Dc = diámetro de las partículas que el ciclón retiene en un 50% en masa.
Por lo que la ecuación teórica a aplicar será:



Como el radio de cada partícula varía a medida que la partícula se desplaza, la Vt no es
constante, por lo que debemos integrar.
Las partículas que están en las peores condiciones son las que entran al ciclón con un radio r1 y
para sedimentar deben recorrer un camino r2 - r1 antes que el gas ascienda para dejar el ciclón.
Velocidad Terminal será :

Hay un diámetro de partícula que es totalmente eliminado (Dp min ) en un tiempo de retención
luego:

15. Luego:
tiempo de retención
Por otro lado, el camino recorrido por el gas en el ciclón:

Donde
es la diferencia media recorrida en cada vuelta del torbellino, y N el número de vueltas.
De allí que el tiempo de detención en la suspensión en el ciclón será:

tiempo de detención
Para que la partícula considerada sea totalmente retenida en el ciclón es necesario que:

Luego, en el caso límite:
O sea:
donde
Luego:
Finalmente
:

16. D) CÓMO DETERMINA LA DENSIDAD DE LA HARINA

 Lo primero es determinar el peso de la masa de la harina por medio de la balanza analítica.
 Para hallar el volumen, solo podemos hallar un volumen aparente ya que es un sólido ,
llenando una probeta con agua y midiendo el volumen desplazado al agregar el sólido, ya con
estos datos aplicamos la formula de la densidad:
??????=
????????????????????????
??????��??????�??????�



E) DESCRIBA EL FUNCIONAMIENTO DE UN TANQUE DE SEDIMENTACIÓN DE LO DOS EN LA
EXTRACCIÓN DE ACEITES.

Un tanque de sedimentación de lodos es un sistema de extracción
en el que no es necesario añadir agua del grifo o se ha reducido a
cantidades mínimas en el caso de aceitunas con bajo contenido de
humedad, con la ventaja suplementaria de eliminar la evacuación de
alpechines, aunque se obtienen orujos todavía más húmedos.
El decánter de dos fases trabaja mejor con aceituna de principio de campaña o recién
recolectada, lo cual está relacionado con la humedad de la aceituna que es mayor al principio
de temperada y para frutos pocos tiempos atrojados.
Cuando la humedad de la aceituna descienda de adicionar agua a la pasta, bien en la batidora,
bien inyectándola directamente en el decánter que no tiene que ser superior al 10-15% del
peso del fruto.
La suspensión se introduce hasta el centro del aparato, lugar en que se reparte a la periferia
del sedimentador mediante un distribuidor a través de los canales hendidos sobre el cuerpo del
tornillo. Así el líquido de alimentación es enviado al extremo cilíndrico por donde es evacuado.
El sedimento adherido por fuerza centrífuga a las paredes y es arrastrado por el tornillo de
avance hacia la parte cónica. A medida que disminuye la sección de paso, el sedimento se
comprime y libera una parte liquida clara que va a reunirse con la fase clarificada inicialmente.
El sedimento es evacuado por el extremo cónico.

F) APLICACIONES DEL SEDIMENTADOR CONTINUO. TIPOS
SEDIMENTADOR CONTINUO
El diseño de un sedimentador continuo puede realizarse a partir de los datos obtenidos en
experimentos discontinuos.

17. La sedimentación continua se realiza industrialmente en tanques cilíndricos a los que se alimenta
constantemente la suspensión inicial con un caudal inicial Q0 y una concentración inicial C0 (figura 3)
Por la parte inferior se extrae un lodo con un caudal Qu y una concentración Cu, normalmente con
ayuda de rastrillos giratorios, y por la parte superior del sedimentador continuo se obtiene un líquido
claro que sobrenada las zonas de
Clarificación (A), sedimentación (B-C) y compresión (D) que pueden distinguirse en la figura 8.3. En un
sedimentador continuo, estas tres zonas permanecen estacionarias


El procedimiento a seguir para diseñar sedimentadores que operen en condiciones de sedimentación
por zonas es el siguiente:


Calcular el área de la superficie mínima que se requiere para conseguir la clarificación del
sólido.2.
Calcular el área de la superficie mínima que se requiere para conseguir el espesamiento del
sólido y alcanzar la concentración deseada.3.
seleccionar la mayor de estas dos áreas como área de diseño para el sedimentador


1. CENTRÍFUGA DE CÁMARA Y DISCO
La cámara es, en general, accionada desde el fondo. La alimentación entra,
generalmente, por el fondo de la cámara, a través de un tubo, situado centralmente, que
a su vez se alimenta desde arriba.
En este tipo de centrífuga, una cámara cilíndrica, ancha y relativamente plana, gira a
velocidad moderada, en una carcasa estacionaria.
Esta contiene numerosos conos metálicos, muy próximos entre sí, a los que se
denomina discos, que giran con la cámara y está situado uno encima de otro,
guardando una distancia fija.
Los discos tienen uno o más juegos de agujeros coincidentes, que forman canales por
donde fluye la corriente de alimentación.
Bajo la acción de la fuerza centrífuga, la fase densa se desplaza hacia la pared de la
cámara y circula, hacia abajo, por la parte inferior de los discos, mientras que la fase
ligera se desplaza hacia el centro y fluye sobre las caras su­periores de los discos.
Principio de funcionamiento de la centrífuga de discos con tambor auto-limpiante

18. El producto a ser separado se introduce a través de un tubo de alimentación fijo (1) en
el distribuidor (2) del tambor rotante. La separación tiene lugar en el interior del paquete
de discos (3).Las fases líquidas separadas se dirigen a través del paquete de discos
hasta las cámaras del rodete en la parte superior del tambor y son descargados desde
ahí mediante un rodete (5). El líquido puede ser descargado según los requerimientos
del proceso con o sin presión. Se dispone de clarificadoras y separadoras con un o dos
rodetes. Los sólidos separados son recogidos en la cámara de sólidos (4) y son
expulsados periódicamente a plena velocidad.










2. CENTRÍFUGA DE CÁMARA TUBULAR.
Las centrífugas de cámara tubular, se usan en el refinado del aceite, para el desgomado, la
eliminación de jabón tras la neutralización de los ácidos grasos y las etapas posteriores de
lavado. También se emplean en la separación de la sangre de los animales de abasto en
plasma y eritrocitos, así como también para la clarificación de jugos de fruta, sidra y jarabes
destinados para la elaboración de dulces transparentes.
Las separadoras de cámara y disco, se han utilizado mucho en la industria láctea, para el
desnatado; en el refinado de aceites comestibles, para la eliminación de los restos de jabón, en
la industria de jugos de frutas, para la clarificación de éstos y de loa aceites de cítricos.
El tipo de cámara y el sistema de descarga utilizados dependen de la naturaleza de la corriente
de alimentación y de las características exigidas, tanto a los componentes lìquidos como a los
sólidos.
La campana tubular centrifuga ha sido usado durante mucho tiempo antes que otros sistemas
de centrifugación. Se basa en simple geometría: su diseño consiste en un tubo, cuyo largo es

19. de varias veces su diámetro que rotan entre apoyos a cada lado. El flujo del proceso entra en el
fondo del centrifugador (feed suspension) y altas fuerzas centrifugas separan los sólidos que se
adhieren a las pareces de la campana, mientras la fase liquida sale en la parte superior del
centrifugador.
Debido a que este sistema carece de rechazo de sólidos, los sólidos solo se pueden eliminar
parando el funcionamiento del aparato, desmontándolo y arrastrando o lavando los sólidos
manualmente.
Estos centrifugadores campana tubular tienen capacidad de deshidratación, pero capacidad
limitada de separación de sólidos. La espuma generada puede suponer un problema a no ser
que se utilicen skimmer especiales o bomba centrípeta.











VIII. CONCLUSIONES :

 La sedimentación es una operación unitaria consistente en la separación por la acción
de la gravedad de las fases sólida y líquida de una suspensión diluida para obtener una
suspensión concentrada y un líquido claro.
 Como resultado se representará la altura del sólido frente al tiempo en cada momento.
 Esta curva deberá trazarse con trazo fino y de forma precisa ya que de su correcta
construcción dependen en gran medida las desviaciones y falta de exactitud de los
cálculos posteriores.

20.  El proceso de sedimentación puede ser benéfica, cuando se piensa en el tratamiento
del agua, o perjudicial, cuando se piensa en la reducción del volumen útil de los
embalses, o o acerca de la reducción de la capacidad de un canal de riego drenaje.
 La sedimentación es un proceso que forma parte de la potabilización del agua y del
tratamiento de aguas residuales.


IX. RECOMENDACIONES :

 Tratar en lo posible de ser precisos en la medición de datos en la bureta, ya que influirían
en errores en la tabulación de datos.
 Tener mucho cuidado al hacer uso del mercurio líquido.
 Se debe agitar la probeta hasta conseguir homogeneización en toda la suspensión.

X. BIBLIOGRAFÍA:
LIBROS
 Ingeniería de alimentos; Earle, R. L.; Editorial Acribia, España.

WEBS
 http://es.scribd.com/doc/55991941/Sedimentacion-P1
 http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0267-01/extrac1.htm
 http://www.buenastareas.com/ensayos/Sedimentacion/327666.html
 http://www.interempresas.net/Alimentaria/FeriaVirtual/Producto-Desueradores-pasteurizadores-
Fimepa-85353.html
 http://www.flottweg.de/cms/upload/downloads/Spanish/disc_stack_centrifuges_Spanish.pdf