informe de laboratorio sedimentación de sólidos
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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
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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)?.
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?.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;.
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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
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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
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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&$'% &o% 687
tiempo(min) Ci(g/ml) hi(cm) hiCi/C (cm) C(g/ml) v(cm/min)
0 0,1 26 26 0,05 0,935
0,55 0,1 25,3 25,81425 0,098007883 0,935
1,09 0,1 24,7 25,71915 0,096037388 0,9351,34 0,1 23,8 25,0529 0,094998982 0,935
1,58 0,1 23,5 24,9773 0,09408543 0,935
2,37 0,1 22,5 24,71595 0,091034332 0,935
2,54 0,1 21,6 23,9749 0,090094224 0,935
2,23 0,1 21,3 23,38505 0,091083833 0,935
3,32 0,1 21,2 24,3042 0,087227722 0,935
4,02 0,1 20,7 24,4587 0,084632462 0,935
4,25 0,1 19,9 23,87375 0,083355149 0,935
5,02 0,1 19,2 23,8937 0,08035591 0,935
5,29 0,1 18,5 23,44615 0,078904212 0,9356,1 0,1 18 23,7035 0,075938153 0,935
6,28 0,1 17,1 22,9718 0,074439095 0,935
6,49 0,1 16,5 22,56815 0,073111886 0,935
7,21 0,1 15,8 22,54135 0,070093406 0,935
7,53 0,1 15,5 22,54055 0,068764959 0,935
8,15 0,1 14,5 22,12025 0,065550796 0,935
8,45 0,1 13,5 21,40075 0,063081901 0,935
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9,15 0,1 13 21,55525 0,060310133 0,935
9,56 0,1 12,5 21,4386 0,058306046 0,935
10,18 0,1 12 21,5183 0,055766487 0,935
10,48 0,1 11 20,7988 0,052887667 0,935
11,14 0,1 10,3 20,7159 0,049720263 0,935
12,07 0,1 9,3 20,58545 0,04517754 0,935
12,38 0,1 8,5 20,0753 0,042340588 0,935
13,06 0,1 8 20,2111 0,03958221 0,935
14,12 0,1 6,6 19,8022 0,03332963 0,935
14,46 0,1 6,2 19,7201 0,031440003 0,935
15,54 0,1 6,2 20,7299 0,02990849 0,935
16,21 0,1 5,8 20,95635 0,027676575 0,935
17,35 0,1 5,5 21,72225 0,025319661 0,935
18,53 0,1 5,2 22,52555 0,023084897 0,935
20,32 0,1 4,9 23,8992 0,020502778 0,935
22,58 0,1 4,7 25,8123 0,018208374 0,93524,4 0,1 4 26,814 0,01491758 0,935
29,2 0,1 3,5 30,802 0,011362899 0,935
T&,@ 6"-"-: C9,&+,os &o%&e%tr&$'% &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
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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
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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
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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&$o%es #e este m>to#oH
Lue el tipo de sedimentador utili/ado no es un sedimentador de tipo industrial+
sino mas bien es did<*ti*o para entender la velo*idad de sedimenta*ión+ adem<s
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de los errores -ue pueden existir en la prepara*ión del experimento 0 la toma de
los datos.
)tro limitante es el no saber la presión exa*ta -ue se esta apli*ando en la
suspensión -ue puede ae*tar en la velo*idad de sedimenta*ión.
!8"-" Dem+estre , e&+&$'% )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+
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)
!!"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.
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7/21/2019 Informe de laboratorio Sedimentación de sólidos
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7/21/2019 Informe de laboratorio Sedimentación de sólidos
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