INFORME 9- SEDIMENTACION- UNMSM

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

 (Universidad del Perú, Decana de América)

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

[pic 1]

OPU Laboratorio  

Semestre Académico: 2022- 2

Informe de Práctica 09

Sedimentación

Sección 03 - Grupo 01

Alumnos

Apellidos, nombres / Código de matrícula

Ñahuin Sullcaray, Erick David                - 20170205

Santivañez Ayaque, Victor Abrahan                - 20170113

Soto Albarracin, Sofia Laura Magdalena         - 20170247

Fecha de entrega: 08/11/2022

Docente: Ing Coasaca

C.U. San marcos – 2022

ÍNDICE

1. Introducción

El problema de la contaminación de los líquidos ocasiona que los procesos tengan que recurrir a otros procesos para poder obtener estos productos de manera más limpia. Por ejemplo, los procesos de las plantas de tratamiento de aguas residuales sean optimizados para una mayor eficiencia de remoción de los contaminantes. Y así casos como este hay varios. Siendo así que en el presente trabajo se estableció un sistema para medir la velocidad de sedimentación.           

Este parámetro es muy importante para el diseño de los sedimentadores. En nuestro caso veremos el de las plantas de tratamiento de aguas residuales, siendo de vital importancia el uso del proceso de la sedimentación en esta. Teniendo así que los procesos de sedimentación  

El proceso busca la separación de elementos no requeridos siendo que estos se depositan o precipitan los materiales transportados por distintos agentes y procedentes de erosión. Siendo aplicado en el siguiente trabajo.  

En el desarrollo del presente trabajo, se utilizan conceptos que nos ayudarán a comprender la operación unitaria de sedimentación y su aplicación en el trabajo de laboratorio. Siendo así se obtuvo lo requerido se mejoró en la comprensión del concepto de sedimentación y la comprensión de este concepto en el estudiante universitario.

1. Marco teórico

1. Sedimentación

“Se entiende por sedimentación al proceso mediante el cual se asientan los sólidos suspendidos en un fluido, bajo la acción de la gravedad. El grado de remoción exigido a esta etapa, depende fuertemente de la eficiencia del proceso posterior de filtración.” (Perez, 1981)

Figura 1.

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Nota: Operaciones Unitarias IA, Unidad 4 sedimentación.

1. Sedimentación por Gravedad

Definimos a la sedimentación por gravedad como la libre caída de coágulos por gravedad. Este es ampliamente usado debido a su bajo costo de implementación y su alta utilidad. Generando buenas condiciones para la floculación de las partículas.

Figura 2.

Diagrama del proceso de sedimentación por gravedad.

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Nota: Extraído de Química IDAT.

1. Sedimentación por Centrifuga

A la sedimentación por centrífuga se le llega considerar como una extensión de la sedimentación por gravedad, debido a que las velocidades de asentamiento de las partículas aumenta debido al proceso de la centrífuga. Este proceso de centrífuga se puede efectuar debido a varios motivos como los hidrociclones, siendo que este también es de bajo costo muy atractivo para su uso.

Figura 3.

Diagrama del proceso de sedimentación por centrifuga.

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Nota: Extraído de Química IDAT.

1. Ley de Stokes

La ley de stokes es de ayuda para el cálculo de la sedimentación. Siendo que esta ley o de la velocidad de la sedimentación, es un indicador que nos permite determinar la velocidad de precipitación de las partículas. Esta tiene varias variables como el diámetro de la partícula, gravedad y la diferencia de densidades de las partículas y el entorno de este.

μ  [pic 5]

Donde:

vp = Velocidad de precipitación

g = Gravedad (9.8 m/s^2)

μ = Viscosidad del fluido

 = Densidad del líquido [pic 6]

 = Diámetro de la partícula[pic 7]

1. Objetivo general

3.1 Objetivo general

• Comprender y analizar el proceso unitario de la sedimentación.

3.2 Objetivos específicos

• Reconocer los componentes involucrados en la sedimentación.
• Elaboración de gráficas de tiempo transcurrido vs altura de la interfase.

1. Metodología        

1. Materiales y reactivos

Se presentan las lista de materiales en la Tabla 1.

Tabla 1.

Equipos usados en la práctica de laboratorio.

Nota: Elaboración propia.         

1. Procedimiento experimental

1. Esquema de la operación unitaria de sedimentación

Podemos observar (Figura N°) el diagrama de procesos de la operación unitaria de sedimentación.

Figura N°2

Diagrama de proceso de sedimentación

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Figura N°3

Esquema del proceso de sedimentación

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Nota: Recuperado de CBSE Library (2020).

1. Secuencia de operaciones

Se obtienen las 2 soluciones iniciales de carbonato de calcio de concentraciones 50 y 100 gr/l, como se pueden observar en la Figura N°4. Luego se procede a agitarlas.

Figura N°4

Soluciones de CaCO3.

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Nota: Recuperado de Diseño de un sedimentador: Laboratorio de operaciones unitarias, Arteaga (2017) https://youtu.be/j2CO7LtK3uQ

Se toma el diámetro de las probetas en las cuales se depositarán las soluciones. (Figura N°5)

Figura N°5

Medición del diámetro de las probetas.

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Nota: Recuperado de Diseño de un sedimentador: Laboratorio de operaciones unitarias, Arteaga (2017) https://youtu.be/j2CO7LtK3uQ

Luego se procede a colocar las soluciones en las probetas para poder dar inicio a la sedimentación (Figura N°6), para posteriormente, agitarlas.

Figura N°6

Vaciado de las soluciones en las probetas

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Nota: Recuperado de Diseño de un sedimentador: Laboratorio de operaciones unitarias, Arteaga (2017) https://youtu.be/j2CO7LtK3uQ

Se empieza con el proceso de la toma de tiempos y la medida de las diferentes alturas en las que se forman las etapas de sedimentación.

En la siguiente figura (Figura N°7) se puede observar la interfase de líquido claro de la sedimentación.

Figura N°7

Interfase de líquido claro.

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Nota: Recuperado de Diseño de un sedimentador: Laboratorio de operaciones unitarias, Arteaga (2017) https://youtu.be/j2CO7LtK3uQ

La velocidad de descenso comienza a disminuir drásticamente hasta que termina siendo igual a cero.

Figura N°8

Producto final de la sedimentación cuando la velocidad de descenso es cero.

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Nota: Recuperado de Diseño de un sedimentador: Laboratorio de operaciones unitarias, Arteaga (2017) https://youtu.be/j2CO7LtK3uQ

Luego se procede a crear réplicas, lo que equivale al proceso ya visto.

1. Resultados

En el laboratorio de sedimentación se tomaron datos de la altura en que va disminuyendo el lodo que se va formando en el sedimentador con respecto al tiempo, luego de ello se calculó el promedio y la diferencia de tiempo, tanto para la solución de 100g/L como para la de 50 g/L. Luego de haber realizado los cálculos se construyó diversas gráficas para el posterior análisis, entre las gráficas están: gráficas de la de altura versus tiempo, gráficas de barras de error y gráficas de sedimentación libre para ambos casos.

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