sedimentacion y crioscopia

DETERMINACIÓN DE LA VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN Y OPTIMIZACIÓN EN LA CRIOCONCENTRACIÓN EN JUGO DE CAÑA DE MAIZ
I. OBJETIVOS:

Determinar la velocidad de sedimentación en la clarificación de jugo de caña de maíz con lechada de cal.
Determinar el aumento de concentración de azúcares del jugo de caña de maíz clarificado mediante la crioconcentración.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO:

Sedimentaciónde partículas floculentas:
Según Maldonado (1997)
Partículas floculentas son aquellas producidas por la aglomeración de partículas coloides desestabilizadas a consecuencia de la aplicación de agentes químicos. A diferencia de las partículas discretas, las características de este tipo de partículas (forma, tamaño, densidad) sí cambian durante la caída.
Se denomina sedimentación floculenta odecantación al proceso de depósito de partículas floculentas. Este tipo de sedimentación se presenta en la clarificación de aguas, como proceso intermedio entre la coagulación-floculación y la filtración rápida.

Sedimentación de partículas floculentas con caída interferida.

En bajas concentraciones de partículas, estas sedimentan o decantan libremente; en cambio, con alta concentración departículas floculentas (superiores a 500 mg/L), las partículas se encuentran a distancias tan reducidas que se adhieren entre sí y sedimentan masivamente. Así, se crea una clara superficie de separación entre los flóculos y el líquido que sobrenada y esto da origen al fenómeno de sedimentación conocido con los nombres de decantación interferida o zonal.
Klinch establece las hipótesis fundamentales parala decantación interferida, en la cual la velocidad de caída de una partícula depende principalmente de la concentración de las partículas.
Al llenar una columna de sedimentación de altura y diámetro adecuados con una suspensión floculenta de elevada concentración, se tiene inicialmente una concentración uniforme en toda la altura de la columna (ho). En diferentes tiempos se mide la altura de lacapa superior de los lodos y se obtiene una curva tal como la que aparece en la figura 7-7, que tiene los siguientes rasgos:








Fig. 1. Decantación por caída interferida
Zona A-B. La superficie de separación es muy definida. Esta es una fase de coalescencia de los flóculos seguida de una zona muy pequeña de decantación libre (en la mayoría de casos, esta primera zona no se produce).Zona B-C. Tiene una pendiente rectilínea. Corresponde a una velocidad de caída constante definida únicamente por el tipo de floculación y la concentración de las partículas. Al incrementarse la concentración inicial de las partículas disminuye la velocidad. A esta zona se la denomina decantación frenada.

Zona C-D. En esta zona se produce la disminución progresiva de la velocidad de caída.Se denomina zona de desaceleración o transición.

Zona D-E. En esta zona los flóculos se tocan y ejercen presión sobre las capas inferiores, puesto que están soportados por estas. Se le llama zona de compresión.


Fig. 2. Análisis de la curva de decantación interferida

Si consideramos, por simplicidad, que al decantarse una suspensión concentrada no se produce la primera zona, se obtienenlas alturas de separación de interfase como se indica en la figura 2.

En el triángulo BOC, la concentración y la velocidad de caída son constantes e iguales, respectivamente, a los valores iniciales en B. En el triángulo COD, las curvas de equiconcentración son rectas que pasan por el origen, lo que significa que, desde los primeros momentos de la sedimentación, las capas más próximas al fondose tocan y pasan por todas las concentraciones comprendidas entre la concentración inicial y la concentración al punto D, principio de la compresión.

Para calcular la concentración en un punto M de la parte CD, se traza la tangente en M, que corta al eje de ordenadas en hi.

La altura hi permite calcular la concentración Ci, correspondiente al punto M:



A la cual corresponde una...