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Sedimentação Universidade Estadual de Campinas

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Apresentação em tema: "Sedimentação Universidade Estadual de Campinas"— Transcrição da apresentação:

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2 Sedimentação Universidade Estadual de Campinas
Faculdade de Engenharia de Alimentos Disciplina TA 631/633 – Operações Unitárias Sedimentação Profª Responsável: Profª Drª Maria Isabel Rodrigues Aluna PED I: Ana Cláudia Ueda

3 Definição Aplicações Processo de separação sólido-líquido
Força motriz: gravidade Aplicações Clarificação de sucos, tratamento de resíduos, purificação de água e separação de produtos obtidas via fermentação, entre outros.

4 Classificação Segundo o objetivo da separação:
Clarificador – o objetivo é obter um líquido límpido. Espessador – o objetivo é obter a lama decantada.

5 ESQUEMA DE UM SEDIMENTADOR CONTÍNUO
Alimentação Líquido clarificado Zona de sedimentação Raspadores rotativos Escoamento do sedimento Concentração de sólidos, c Posição, z

6 Mecanismo de sedimentação
1) 2) 3) 4) 5) B C D A z0 A- zona de líquido límpido B- zona de concentração uniforme, igual à concentração inicial C- camada de transição, de espessura constante D- zona de depósito dos sólidos

7 TAXA DE SEDIMENTAÇÃO Período de taxa constante
altura da interface do líquido limpo, z (m) Ponto crítico Altura final Tempo, t (s)

8 Teste em batelada a Altura da interface, z b c Tempo, t
período de taxa constante primeira taxa decrescente ou seção de transição ponto de compressão segunda taxa decrescente

9 IDENTIFICAÇÃO DO PONTO CRÍTICO
Gráfico log-log Método de Roberts log (altura da interface, z) log (tempo) b c log (z-z) tempo tc zc

10 MÉTODO DA BISSETRIZ a c Tempo, t Altura da interface, z b f g d e

11 CONSTRUÇÃO DE OLTMANN E TALMADGE E FITCH
Tempo, t Altura da interface, z b f g d e Construção de Oltmann Talmadge e Fitch zu te tg

12 ALTURA DA ZONA DE COMPRESSÃO
A altura na compressão se calcula como: na qual: GC = fluxo de sólidos no ponto crítico (kg.h-1.m-2) tr = tempo de residência dos sólidos no sedimentador (h) V = volume médio da lama comprimida no teste em batelada (mL) ms = massa de sólidos no testes em batelada (g)

13 A altura total do sedimentador é obtida pela soma das alturas da:
Zona de compressão (regra dos três pés): máximo de 1m Fundo inclinado: 0,3 – 0,6m Sistema de alimentação: 0,3 – 1m Capacidade de estocagem para permitir variações na descarga: 0,3 – 0,6m Total: 0,9 – 2,2m 1,5 m na média

14 Exercício Um ensaio de decantação foi realizado em laboratório em um cilindro graduado de 1000 mL, com o fim de fornecer dados para o projeto de um espessador para 30 t/h de uma suspensão contendo 48 g/L de um sólido cristalino. Os resultados obtidos são apresentados na Tabela 1. A altura do cilindro graduado até a leitura de 1000 mL é 36,1 cm. A concentração de saída do decantador deverá ser a correspondente a 60 minutos de decantação.

15 Leitura no cilindro graduado (mL)
Tabela 1 – Resultados obtidos no ensaio de decantação. Tempo (min) Leitura no cilindro graduado (mL) 2 960 4 841 6 470 10 560 15 376 20 272 25 233 30 219 40 198 60 185 24 h 175

16 Resolução pelo Método de Talmadge e Fitch.

17 (a) Cálculo da área do espessador pela expressão de Talmadge e Fitch:
na qual: QA = vazão de alimentação CA = concentração de alimentação Z0 = altura inicial da proveta C0 = concentração do ensaio de proveta tE = tempo dado pelo cruzamento da tangente do ponto crítico com a horizontal Z = ZE.

18 Substituindo os valores
QACA = 30 t/h tE = 24 min = 0,4 h Z0 = 0,361 m C0 = 0,048 t/m3 resulta em: e Dmin = 29,7 m

19 (b) Cálculo pela expressão de Coe e Clevenger conhecendo a zona limite.
A leitura correspondente à zona de compressão é tirada da Fig.: 580 mL. Portanto, a concentração da suspensão nesse ponto será dada pela seguinte equação aplicada ao ponto crítico:

20 A concentração CE pode ser calculada com ZiE. s = ZE
A concentração CE pode ser calculada com ZiE.s = ZE.s = 185 mL, pois a curva é praticamente horizontal nesse trecho: A velocidade uC é dada pela expressão: sendo: e

21 Como tC = 19,5 min = 0,325 h, resulta:
Portanto, e Dmin = 30,6 m.


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