QUIMICA

1. SEDIMENTACIÓN DISCONTINUA
Integrantes :
✓ Caceres Montesinos, Gian Anderson
✓ Cornejo Rojas ,Elba Gabriela
✓ Ferreya Flores ,Jean Esteban
✓ Janampa Cornelio ,Luis
✓ Llaja Torres ,Carolina Raquel
✓ Perez Julca ,Karen Lisset
✓ Vergara Dolores, Adrian
2021-A
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA
Docente: Msc. Ricardo Cuba Torre
30 de Junio del 2021

2. En el presente trabajo, analizaremos los
siguientes objetivos :
✓ Evaluar la relación entre la velocidad de
sedimentación y la concentración inicial de
la suspensión.
✓ Evaluar la relación de la velocidad de
sedimentación y la altura inicial de la
suspensión.
✓ Determinar las curvas de la sedimentación.
OBJETIVOS

3. SEDIMENTACIÓN
Es una operación unitaria que consiste en la
caída de una partícula en el seno de un fluido
por efecto de fuerzas exteriores actuantes
sobre la misma, como la fuerza de la gravedad.
Es decir, una separación de partículas
insolubles de líquidos (URJC, s.f.)
La sedimentación ocurre de acuerdo a las
características de las partículas:
1. Partículas con tamaños menores de 100 micras
2. Partículas con tamaños mayores de 200 micras
(URJC, s.f)
Figura N°1.Sedimentación, acción de la
gravedad

4. VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN
La velocidad de sedimentación de las partículas
tiende a aumentar de manera uniforme a medida que
aumente la concentración de la suspensión (Coulson &
Ricardson, 1991).
Factores que influyen en la velocidad de sedimentación:
a) Altura de la suspensión
b) Diámetro del recipiente
c) Concentración de suspensión
d) Forma del recipiente
TIPOS DE SEDIMENTACIÓN
Dependiendo de cómo se realice la
operación (Asensi Dasi, 2015), la
sedimentación puede clasificarse en
los siguientes tipos:
-Sedimentación continua
-Sedimentación intermitente
o discontinua

5. La sedimentación discontinua es la
que tiene lugar en una probeta de
laboratorio, donde la suspensión
se deja reposar , se trata de un
régimen no estacionario.
(Asensi, 2015)
SEDIMENTACIÓN DISCONTINUA
Fuente: Martin & Salcedo (2011)
Zona A. Líquido claro sin solidos
Zona B. Con concentración de solidos constante: V = cte., semejante a la inicial,
sedimentan individualmente
Zona C. Concentración variable. Sedimentación impedida: V = f(concentración).
Zona D. Sedimento. Zona de compresión, contacto continuo
Figura N°2. Proceso de sedimentación

6. Figura N° 3. Representación de la relación
altura-tiempo de sedimentación
Fuente: Martin & Salcedo (2011)
Kynch (1952) realizó un estudio teórico de la
sedimentación de los sólidos incompresibles en un ensayo
de sedimentación. Las hipótesis fundamentales de la
teoría de Kynch son:
TEORÍA DE SEDIMENTACIÓN
DISCONTINUA-KYNCH
• Los efectos de la pared de la columna son despreciables.
• La concentración de partículas es constante en una capa
horizontal.
• Todas las partículas tienen el mismo tamaño y forma.
• La velocidad de sedimentación de una partícula depende
únicamente de la concentración local de las partículas
que se encuentran a su alrededor.

7. La velocidad de sedimentación se define
como: VL = - dZ / dƟ , se obtiene utilizando
la gráfica donde se representa la altura de
la interfase (Z) en función del tiempo (Ɵ)
TEORÍA DE SEDIMENTACIÓN
DISCONTINUA-KYNCH
Para un valor arbitrario de tiempo (ƟL), se
ubica este punto en la curva y por este
punto se traza una línea recta tangente a la
curva en ese punto.
La velocidad de sedimentación se evalúa
calculando la pendiente de dicha recta.
(Angeles ,2020)
Fuente : Guía de prácticas de laboratorio(Angeles ,2020)
VL = - dZ / dƟ = Pendiente de la recta
tangente a la curva, en el punto ƟL , zL .
El valor de la intersección Zi se utiliza para
obtener la concentración de sólidos CL para el
tiempo ƟL, de acuerdo a la siguiente relación:
Figura N°4.Altura de la interfase (Z) vs tiempo (Ɵ)
donde:
C0 = Concentración inicial de la suspensión.
Z0 = Altura inicial de la suspensión.
CL = Concentración de la suspensión para el tiempo ƟL.

8. PROCEDIMIENTO
EXPERIMENTAL

9. MATERIALES:
-Vaso de precipitado: Volumen: 600ml
-Cinta métrica (2 unidades)
-Cronómetro (Usado para la medición
de los intervalos de tiempo) o regla.
-Muestra de cal: (tamaño de
partícula < 500 mm)

10. PASOS
1

11. 02

12. RESULTADOS
OBTENIDOS 2

13. EXPERIENCIA:
a) CONCENTRACIÓN =50gr/L
Realizamos la grafica H vs t: Se obtuvo la
siguiente ecuación:
y = -2E-08x5 + 6E-06x4 - 0,0006x3 + 0,0224x2 - 0,3945x +
34,006
R² = 0,9995
Graficando:

14. Graficamos V vs H
Ahora V vs t

15. Datos obtenidos:
Graficando:
EXPERIENCIA: b) CONCENTRACION 80g/L

16. Graficando también:

17. VIDEO:

18. Ejercicio de
Aplicación

19. 1. Se llevó a cabo una prueba de sedimentación
discontinua con una suspensión de cal. La
interfase entre el líquido y los sólidos en
suspensión en función del tiempo se muestran en
la siguiente tabla. La prueba utilizada es de
236 g de cal por litro de suspensión.
Determinar el área mínima si la alimentación es
de 50 ton / h de sólidos secos y una suspensión
de 600 g / L es producido.
tiempo(h)
Altura de la
interfase(cm)
0 36
0.25 32.4
0.5 28.6
1 21
1.75 14.7
3 12.3
4.75 11.55
12 9.8
20 8.8
Z0

20. Calculamos altura de la interface a la
concentración de solidos deseada (𝒛𝑼 )
𝑪0 = 236
𝒈
𝑳
𝑪𝒖 = 600
𝒈
𝑳
Datos:
𝒛0 = 36cm = 0.36𝒎
𝑭0 = 50 𝑻𝒐 Τ
𝒏 𝒉
𝒛𝑼 =
𝟐𝟑𝟔
𝒈
𝑳
𝒙 𝟎. 𝟑𝟔𝒎
𝟔𝟎𝟎
𝒈
𝑳
𝒛𝑼 = 𝟎. 𝟏𝟒𝟏𝟔𝒎 = 𝟏𝟒. 𝟏𝟔𝒄𝒎
𝒛𝑼 =
𝑪0 𝒛0
𝑪𝒖
MÉTODO TALMAGE Y FITCH
Co(g/L) 236
Fo(Ton/h) 50
tc(h) 2.1
Zc(cm) 13.4
Zu(cm) 14.16
z1(cm) 17.8
tu(h) 2.46

21. 𝑨𝒖 =
𝟐. 𝟒𝟔𝒉
𝟎. 𝟐𝟑𝟔
𝑻𝒐𝒏
𝒎𝟑 𝒙𝟎. 𝟑𝟔𝒎
𝑨𝒖 = 𝟐𝟖. 𝟗𝟓𝟒𝟖
𝒎𝟐
𝑻𝒐𝒏
𝒉
𝑨𝒖 =
𝒕𝒖
𝑪0 𝒛0
Área unitaria
𝑨𝒆𝒔𝒑𝒆𝒔𝒂𝒅𝒐𝒓 = 𝟐𝟖. 𝟗𝟓𝟒𝟖
𝒎𝟐
𝑻𝒐𝒏
𝒉
𝒙𝟓𝟎
𝒕𝒐𝒏
𝒉
𝑨𝒆𝒔𝒑𝒆𝒔𝒂𝒅𝒐𝒓 = 𝟏𝟒𝟒𝟕. 𝟕𝟒𝟎𝟏𝒎𝟐
𝑨𝒆𝒔𝒑𝒆𝒔𝒂𝒅𝒐𝒓 = 𝑨𝒖 𝑭
Área del espesador
𝑫 =
𝟒(𝟏𝟒𝟒𝟕. 𝟕𝟒𝟎𝟏𝒎𝟐)
𝝅
𝑫 = 𝟏𝟖𝟒𝟑. 𝟑𝟏𝟗𝟗𝟔
𝑫 = 𝟒𝟐. 𝟗𝟑𝟑𝟗 m
𝑫 =
𝟒𝑨
𝝅
Diámetro del espesador
𝒗 =
𝟎. 𝟏𝟕𝟖 − 𝟎. 𝟏𝟒𝟏𝟔
𝟐. 𝟒𝟔(𝟑𝟔𝟎𝟎𝒔)
𝒗 = 𝟒. 𝟏𝟏𝟎𝟐𝟎𝒙𝟏𝟎−𝟔
𝒎/𝒔
𝒗 =
𝒛 − 𝒛𝑫
𝒕
Velocidad

22. Aplicación

23. ❖ 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.
Tratamiento de aguas residuales

24. El proceso de sedimentación dentro
de la potabilización, se rige por la
ley de Stokes, la cuál es un
principio de gravedad, que señala
que el proceso de sedimentación de
partículas, se suscita con más
facilidad cuando son de mayor
tamaño y más pesadas, en
comparación con el del líquido como
también, si este es de menor
viscosidad

25. Sedimentación en la industria alimentaria
La sedimentación se utiliza con mucha
frecuencia en la industria de la
alimentación para separar la suciedad y
sustancias extrañas contenidas en las
materias primas, para separar cristales de
las aguas madres y el polvo o partículas
de las corrientes de aire.

26. Conclusiones
❖ La velocidad de sedimentación es una función de la
concentración de la solidos en la suspensión.
❖ El efecto de la gravedad especifica del solido sobre la
velocidad de sedimentación , es el mismo para todas las
suspensiones estudiadas , es decir que a mayor
gravedad especifica del solido mayor es la velocidad de
sedimentación de la suspensión.
❖ Para que las partículas caigan aproximadamente a la
misma velocidad, deben tener el mismo tamaño,
densidad esto produciría que a simple vista podríamos
notar la separación del agua clara y el lodo.

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BIBLIOGRAFÍA:
-Asensi Dasi, E. J. (2015). Estudio y modelización de la velocidad de sedimentación zonal y aceleración de los
fangos activados. Valencia: Universidad Politécnica de Valencia.
-Lama, P.R “Sedimentaciones de carbonato de calcio en sedimentadores”- Lima Perú (2005).
- Martin, I., & Salcedo, R. (2011). Operaciones de separación solido-fluido basadas en flujo de fluidos. Alicante,
España: Universidad de Alicante.
-R. Lara Ramírez “Sedimentación discontinua en sedimentadores verticales”, Lima (2000).
-Universidad Rey Juan Carlos. (s.f.). Sedimentación. España: Escuela Superior de Ciencias Experimentales y
Tecnología. GRUPO DE INGENIERÍA QUÍMICA Y AMBIENTAL. Obtenido de Escuela Superior de Ciencias
Experimentales y Tecnología.