Sedimentacion

Sedimentación.

• Líquidos inmiscibles

• Sólido –Liquido

Debido a la fuerza de gravedad, las partículas en un líquido se aceleran por un tiempo y después se mueven a una velocidad uniforme.

La velocidad máxima alcanzada se denomina velocidad terminal.

Velocidad terminal f(tamaño, densidad y forma de las partículas y de las propiedades del fluido).

Si la partícula es una esfera y v es la velocidad terminal

V = πD3/6 A = πD2/4 v = vm (πD3/6)a(ρp - ρ f) = C ρ fvm2 π D2/8

Para esferas el coeficiente de arrastre

C = 24/(Re) = 24μ/Dvm ρf

Sustituyendo el valor de C y reacomodando vm = D2a(ρp - ρf)/18μ Ecuación fundamental para el movimiento de partículas en fluidos.

La sedimentación es usada para:

Separación de suciedad y residuos en materia prima entrante. Separación de cristales del licor madre Separación de sólidos de corrientes de aire.

En sedimentación por gravedad la ecuación fundamental

vm = D2g(ρp - ρf)/18μ

LEY DE STOKES.

Aplicable a esferas y cuando Re ≤ 2

Sedimentación de suspensiones concentradas.

Sedimentación tipo 1 Liq. Claro Zona composición constante Zona comp. Variable sedimento

Sedimentación tipo 2 Liq. Claro Zona composición constante sedimento (Se produce cuando el rango de tamaño de partícula es muy grande)

Modificación de velocidad de sedimentación

Las grandes partículas sedimentan y dan lugar a una suspensión de pequeñas partículas a altas μ y ρ

Velocidad de ascenso del fluido es apreciable en suspensiones concentradas velsedimentación baja

velocidad cercanos a las partícula suben como resultado del cambio en el área y forma de los espacios de flujo

Las pequeñas partículas tienden a ser arrastradas bajadas por movimiento de las grandes partículas  son aceleradas

Diámetro del tanque

Si la relación del diámetro del tanque con respecto al diámetro de partícula es mayor a 100, las paredes del recipiente no tienen efecto sobre la velocidad de sedimentación.

Concentración de la suspensión.

Cuanto mayor es la concentración, menor es la velocidad de descenso de la línea del lodo, porque mayor es la velocidad de ascenso del fluido y los gradientes de velocidad en el fluido son más pronunciados

Procesos de sedimentación por gravedad

Clarificador. Dispositivo que retira casi todas las partículas.

Clasificador. Separa los sólidos en fracciones

Tanque de sedimentación por gravedad Cámara Spitzkasten Clasificador Dorrco, Denver,dorr

Sedimentación gravitacional

La superficie mínima necesaria para un espesador continuo puede ser calculado.

Flotacion

La separación es posible si existe diferencia suficiente en humectabilidad

Propiedad relacionada con el ángulo de contacto entre el agua y la superficie del sustrato

Las partículas hidrofílicas tienden a permanecer en la suspensión

Las hidrofóbicas se elevan a la superficie

La diferencia entre las propiedades químicas de superficie de los sólidos es la base de la separación

La humectación relativa se puede mejorar Agentes que se adsorben de manera selectiva

Adición de agentes espumantes Generan burbujas estables

Adición de reactivos que previenen la floculación Mantener un grado apropiado de dispersión

Uso de la flotación

Concentración de menas minerales

Tratamiento de aguas residuales

Destintado de papel de deshecho

Separación de granzas de cereales y leguminosas

Eliminación de contaminantes orgánicos del agua Clarificación de mostos

Equipo para flotación

Máquina de flotación Fagergren Flotación pneumatica Máquina de flotación D-R Denver

Máquina de flotación Agitair Celda Jameson

Capacidad Densidad de la pulpa

Tiempo de retención

Filtración

Separación mediante un medio poroso que retiene los sólidos.

Fluido

gas o líquido

Las partículas sólidas pueden variar en:

tamaño, forma, estructura, etc.

Debido a la diversidad

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