COMPORTAMIENTO HIDRÁULICO DE REACTORES

ESTUDIANTES VII, FACULTAD DE INGENIERÍA, PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL, UNIVERSIDAD MARIANA, SAN JUAN DE PASTO, 2015.

1. Introducción

Con el presente trabajo se pretende evaluar el comportamiento que presentan los reactores durante un proceso dado en la práctica, con el fin de observar de forma experimental su funcionalidad y la eficiencia al momento de desarrollar el procedimiento. En este laboratorio se manejó dos tipos de reactores un reactor de flujo continuo y el otro de flujo discontinuo para ver la eficiencia de cada uno y los problemas al momento de que se agregue una cierta concentración si ocupan todos los espacios del reactor o dejan volúmenes muertos. Dado que presenta problemas de diseño del reactor como estructuras de entrada y salida.

2. Marco de referencia

DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y EVALUACIÓN DE UN REACTOR FLUJO PISTÓN DE FORMA HELICOIDAL ESCALA LABORATORIO

La reacción seleccionada determina las características del reactor. La hidrólisis alcalina del acetato de etilo posee propiedades que la hacen fácil de estudiar y controlar. La primera de ellas es que los reactivos utilizados se encuentras disponibles, hidróxido de sodio y acetato de etilo. Estos son altamente solubles en agua por lo que el disolvente utilizado es este. Es una reacción en fase homogénea: líquida. Es una reacción casi isotérmica. El avance de la reacción se puede monitorear de diferentes maneras, entre las cuales destaca la conductimetría por su exactitud y facilidad.

USO DE UN REACTOR EXPERIMENTAL CONCÉNTRICO ANAERÓBICO A FLUJO PISTÓN PARA EL TRATAMIENTO DE EFLUENTES CERVECEROS

Se diseñó un reactor experimental concéntrico anaeróbico a flujo pistón (RECAFP) a escala piloto para el tratamiento del efluente de un reactor de recirculación interna (IC) que degrada aguas residuales de una cervecería, las cargas orgánicas volumétricas (COV) se controlaron de manera que las velocidades se mantuvieran por debajo de 0,004 m/s, asegurando así la quietud hidráulica que sostiene la masa microbiana dentro del reactor y variaron desde 0,18 hasta 2,8 kg DQO m–3.d–1, en función al tiempo de retención hidráulico (TRH), el cual estuvo entre 6 horas hasta 4 días. Los resultados arrojaron que el TRH óptimo fue de 4 días para una remoción máxima de 64% para DQO, 55% en SST y 73% para Turbidez con una COV de 0,155 kg DQO m–3.d–1. Las remociones medias obtenidas para el RECAFP fueron de 40% para DQO, 49% para SST y 58% para turbidez. La constante de degradación de DQO (K) fue de 0,2652d–1, la tasa de crecimiento del lodo anaeróbico fue de 0,0956 cm/d y la AME del mismo fue de 0,1 DQO/g SSV d, concluyéndose que el RECAFP es un postratamiento efectivo y utilizándose en combinación con un reactor IC puede alcanzar una eficiencia de

remoción de DQO superior al 83% para aguas cerveceras.

3. MetodologíaSe determinó la curva de calibración. Preparando las concentraciones de sal y para cada uno se midió la absorbancia en el espectrofotómetro.

Luego se llenó los recipientes con el agua de estudio en el reactor de flujo pistón.

Después se inició la alimentación del reactor; por medio de la bomba la cual ayudaba a la recirculación del agua. Seguidamente se calcula los caudales cada 1,5 y 10 min con el fin de mantener el caudal constante.

En seguida se midió la solución madre de sal necesaria para producir una concentración 50 mg/l; se anotó el tiempo y se agregó rápidamente la solución y se tomó una muestra al tiempo 0 a la cual se le midió la conductividad.

Finalmente se toman muestras cada 1 y 5 min para leer la conductividad en cada uno de los tiempos hasta completar 50 min.

4. Resultados

tiempo s micros/cm t/to c/co3 980 0.00237937 0.890099916 976 0.00475873 0.886466859 1038 0.0071381 0.94277929

12 1097 0.00951746 0.9963669415 1038 0.01189683 0.9427792918 1097 0.0142762 0.9963669421 1102 0.01665556 1.0009082724 1101 0.01903493 127 1098 0.0214143 0.997275230 1097 0.02379366 0.9963669433 1095 0.02617303 0.9945504136 1087 0.02855239 0.9872842960 1054 0.04758732 0.95731153

120 1049 0.09517465 0.95277021180 1038 0.14276197 0.94277929240 1033 0.19034929 0.93823797300 1022 0.23793661 0.92824705360 1015 0.28552394 0.92188919420 1006 0.33311126 0.9137148600 956 0.47587323 0.86830154900 929 0.71380984 0.84377838

1200 898 0.95174645 0.815622161500 889 1.18968307 0.807447771800 871 1.42761968 0.7910992100 860 1.6655563 0.781108082400 859 1.90349291 0.780199822700 850 2.14142952 0.77202543

Para determinar el caudal

volumen mL tiempo S mL/s150 10.13 14.8075025150 9.87 15.1975684150 10.58 14.1776938150 11.03 13.5992747150 10.98 13.6612022

Q promedio 14.2886483

Dimensiones del reactor flujo pisto plug

cm maltura 26 0.26largo 63 0.63ancho 11 0.11Volumen 0.018018 m^3

Caudal y volumen del reactor

L/min L0.8574 18.018

Tiempo de retención teórico determinado con los datos anteriores

minutos segundos horasTH TEORICO 21.0146956 1260.84 0.35

t= tiempo de toma de muestras

To= tiempo de retención teórico

C=conductividad

C0= conductividad máxima alcanzada

5. Análisis de resultados

6. Conclusiones

7. Recomendaciones

Al realizar el laboratorio antes de realizar el procedimiento de agregar la mezcla se debe evaluar el reactor con un trazador para determinar si las condiciones son óptimas para realizar este ensayo durante la practica establecida

Para la realización de la gráfica de calibración se debe medir la absorbancia de varios patrones de la solución en este caso sal.

Antes de iniciar con el procedimiento de la práctica se debe estabilizar el caudal y nivelar el agua dentro del reactor.

Se debe medir el volumen de la solución madre necesario para producir una concentración determinada en cada reactor.