SEDIMENTAÇÃO E FLOCULAÇÃO

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO SUL E SUDESTE DO PARA 
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E ENGENHARIA 
FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA 
UNIDADE II – MARABÁ 
 
 
 
 
 
LABORATÓRIO DE ENGENHARIA QUIMICA IV 
RELATÓRIO IV – SEDIMENTAÇÃO E FLOCULAÇÃO 
 
 
 
 
ALUNOS: HERBE LEONE DE JESUS COSTA 
 
 
 
 
 
 
 
 
Marabá-PA 
07 de Fev. de 2018 
Sumário 
RESUMO ....................................................................................................................................................... 3 
SIMBOLOGIA E NOMENCLATURA ............................................................................................................... 4 
Siglas .............................................................................................................................................................. 4 
2. INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 6 
4. REFERENCIAL TEÓRICO .................................................................................................................. 7 
4.1. Quanto ao movimento relativo das fases .................................................................................... 7 
4.2. Quanto a força propulsora .......................................................................................................... 8 
4.3. Separação por Decantação (Sedimentação Gravitacional) ....................................................... 8 
4.4. Tipos de Decantação..................................................................................................................... 9 
4.5. Decantadores para Sólidos Grosseiros .....................................................................................12 
4.6. Decantadores para Sólidos Finos ..............................................................................................13 
4.7. Dimensionamento de Clarificadores .........................................................................................15 
4.8. Dimensionamento de Espessadores ..........................................................................................17 
4.9. Método de Coe e Clevenger .......................................................................................................19 
4.10. Método de Kynch ...................................................................................................................20 
4.11. Método de Roberts .................................................................................................................21 
4.12. Estimativa da altura do sedimentador .................................................................................22 
4.13. Dimensionamento da Profundidade do Sedimentador .......................................................24 
1. MATERIAIS E METODOS ................................................................................................................26 
1.1. Materiais e equipamentos utilizados.........................................................................................26 
1.2. Procedimento Experimental ......................................................................................................26 
3. RESULTADOS ....................................................................................................................................27 
6. RESULTADO DAS ANALISES .........................................................................................................29 
6.1. Métodos de Kynch .......................................................................................................................31 
6.2. Estimativa Da Altura Do Sedimentador ......................................................................................33 
7. CONCLUSÃO .....................................................................................................................................36 
Referências ...................................................................................................................................................37 
 
 
 
RESUMO 
 
O experimento avaliou o teste de sedimentação em proveta, visando separar uma suspensão 
diluída de carbonato de cálcio. Os ensaios de sedimentação foram realizados com e sem uso de 
floculante e na comparação dos resultados, a proveta com floculante aumentou a velocidade de 
sedimentação, mas, por razões econômicas, como mostra estudos prévios, não devem ser usados 
em grande quantidade. Apesar de os métodos terem as limitações, eles funcionam razoavelmente 
bem para materiais incompressíveis e devido à simplicidade dos mesmos, sua utilização ainda tem 
grande aceitação na indústria de clarificadores e espessadores. Pode-se considerar que eles se 
adéquam bem ao experimento realizado e atingiram os objetivos requeridos através da execução 
do experimento de forma bastante simples. 
 
Palavra-chave: Sedimentação, método Kynch. 
 
 
SIMBOLOGIA E NOMENCLATURA 
Siglas 
𝑄𝐴 – Vazão volumétrica da suspensão alimentada (m
3/h) 
𝑢 - velocidade de decantação (m/h) 
Z = altura da interface do sólido - suspensão no instante Ɵ a partir do início da decantação; 
𝑍0 = altura inicial da suspensão na proveta; 
𝑍𝑓 = altura dos sólidos depositados no fundo do recipiente após o término da decantação; 
Ɵ𝑓 = tempo no final da decantação 
𝐶0= concentração inicial da suspensão (t/m
3 ) 
𝑍0= altura inicial da suspensão (m) 
H1 = altura da região de líquido clarificado, que pode variar entre 0,45 e 0,75 m; 
H2 = altura da região de espessamento; 
H3 = altura do fundo do decantador. 
A vazão mássica do sólido: QA.CA(g/min); 
A vazão volumétrica de sólido: QA.CA/ρs(cm3/min); 
O tempo de residência na zona de compressão: ts-tc. 
D = diâmetro do espessador 
Vazão mássica do sólido : QA.CA, (t/h) 
Vazão volumétrica de sólido: QA.CA / ρS (m3/h) 
V : Volume da suspensão de densidade média (ρm) 
VS : Volume do sólido 
S = Área de decantação ou seção transversal do decantador (cm2) 
u = velocidade de decantação na zona limite (cm/min) 
QA = vazão volumétrica da suspensão alimentada ao decantador (cm2/min) 
CA = C0 = Concentração de sólidos na suspensão alimentada (g/cm3) 
CE = Concentração da lama espessada (g/cm3) 
C = Concentração da suspensão na zona limite (g/cm3) 
 
2. INTRODUÇÃO 
 Comumente na indústria química são realizados os processos de sedimentações. As 
partículas sólidas estão presentes, seja ao nível das matérias-primas ou dos produtos. 
 As operações de separação de partículas sólidas têm em comum o mecanismo de 
transferência de quantidade de movimento, e a escolha do equipamento de separação depende do 
tamanho e da concentração das partículas sólidas. Uma dessas operações é a sedimentação que será 
apresentada neste trabalho. 
 Este procedimento experimental faz parte da avaliação da disciplina de laboratório II e 
será utilizado para aplicar o conhecimento adquirido em Operações Unitárias 1. Tem como objetivo 
dimensionar a área de um sedimentador contínuo utilizando os métodos de Kynch e Talmadge & 
Fitch e dados de altura x tempo da separação de uma suspensão diluída. 
 Faremos uma breve apresentação teórica sobre o assunto, seguido do procedimento 
experimental utilizado para obtenção dos dados para enfim apresentar os cálculos e conclusão dos 
resultados. 
 
4. REFERENCIAL TEÓRICO 
 
A separação de uma suspensão pela deposição dos sólidos por gravidade até a obtenção de um 
fluido límpido e uma lama com maior teor de sólidos é denominada de sedimentação. Quando há 
interesse na fase com alta concentração de partículas, utiliza-se um sedimentadorchamado de 
espessador, quando o interesse é na fase com baixa concentração de partículas, utiliza-se um 
clarificador. Abaixo mostra-se imagens de sedimentadores na indústria. 
 
Figura 1 - Sedimentador na indústria 
 A etapa de separação sólido-líquido está entre as operações unitárias mais importantes 
que hoje são empregadas em indústrias químicas, têxteis, farmacêuticas, no beneficiamento de 
minério, bem como no processamento de alimentos, tratamento de água e resíduos, entre outras, 
pois muitos dos produtos industriais são suspensões de sólidos em líquidos. 
Existem dois critérios de classificação dos métodos de separação: 
4.1. Quanto ao movimento relativo das fases 
4.1.1. Decantação: onde o sólido se move através do líquido em repouso. Esta pode ser 
subdividida de acordo com a concentração da suspensão. A clarificação de líquidos 
envolve suspensões diluídas e tem como objetivo obter a fase líquida com um mínimo 
de sólidos. O espessamento de suspensões visa obter os sólidos com um mínimo de 
líquido, partindo de suspensões concentradas. 
4.1.2. Filtração: operação na qual o líquido se move através da fase sólida estacionária. 
 
4.2. Quanto a força propulsora 
As operações são gravitacionais, centrífugas, por diferença de pressão ou eletromagnéticas. 
Então, com a combinação destes critérios, tem-se a seguinte divisão: 
4.2.1. Separação por decantação 
4.2.1.1. Clarificação de líquidos 
4.2.1.2. Espessamento de suspensões 
4.2.1.3. Lavagem de sólidos 
4.2.2. Decantação invertida (Flotação); 
4.2.3. Separação centrífuga; 
4.2.4. Filtração 
 
4.3. Separação por Decantação (Sedimentação Gravitacional) 
Definida como o movimento de partículas no seio de uma fase fluida, provocado pela ação 
da gravidade. Geralmente as partículas sólidas são mais densas que o fluido. O caso em particular 
que será estudado é ode partículas sólidas que decantam através de uma fase líquida, apesar de 
haver decantação de sólidos ou líquidos em gases. 
A decantação pode ter como objetivo a clarificação do líquido, o espessamento da 
suspensão ou ainda a lavagem dos sólidos. 
4.3.1. Clarificação do líquido 
Tem-se inicialmente uma suspensão com baixa concentração de sólidos para obter um 
líquido com um mínimo de sólidos. 
4.3.2. Espessamento da suspensão 
Inicialmente se tem uma suspensão concentrada para obter os sólidos com uma quantidade 
mínima possível de líquido. Geralmente tem a finalidade de reduzir o tamanho de filtros ou de 
centrífugas. Um decantador pode funcionar como clarificador ou espessador. 
4.3.3. Lavagem dos sólidos 
É a passagem da fase sólida de um líquido para outro, para lavá-la sem filtrar (operação 
mais dispendiosa). Esse processo pode ser realizado em colunas onde a suspensão alimentada pelo 
topo é tratada com um líquido de lavagem introduzido pela base. A decantação das partículas 
sólidas realiza-se em suspensão de concentração praticamente constante. Porém são operações 
instáveis, pois existem escoamentos preferenciais intensos causados pelas diferenças locais de 
concentração. Uma alternativa é utilizar decantadores em série operando em contracorrente. 
4.4. Tipos de Decantação 
A decantação pode ser livre ou retardada. No primeiro tipo as partículas encontram-se bem 
afastadas das paredes do recipiente e a distância entre cada partícula é suficiente para garantir que 
uma não interfira na outra. Segundo Taggart, para que a sedimentação seja “livre” o número de 
colisões entre as partículas não pode ser exagerado, portanto pode-se ter sedimentação livre em 
suspensões concentradas. 
A decantação retardada ou ainda decantação com interferência ocorre quando as partículas 
estão muito próximas umas das outras, sendo muito frequente o número de colisões. De um modo 
geral os fatores que controlam a velocidade de decantação do sólido através do meio resistente são: 
- as densidades do sólido e do líquido; - o diâmetro e a forma das partículas; - a viscosidade do 
fluido. A viscosidade do fluido é influenciada pela temperatura, logo, dentro de certos limites, é 
possível aumentar a velocidade de decantação através do aumento da temperatura. Porém, o 
diâmetro e as densidades são fatores mais importantes. É possível, antes da decantação, realizar 
uma etapa visando o aumento das partículas. 
A digestão e a floculação são dois métodos utilizados com o objetivo de aumentar o 
tamanho das partículas sólidas antes da decantação, etapa essencial no caso de sistemas coloidais 
(dispersão onde as partículas do disperso apresentam tamanho médio entre 1 e 100nm, exemplo: 
gelatina ou amido em água), pois neste estado a decantação é impossível, uma vez que o movimento 
browniano (movimento aleatório de partículas macroscópicas num líquido como consequência dos 
choques das moléculas do líquido nas partículas) e a repulsão elétrica entre as partículas anulam a 
ação da gravidade. 
A digestão consiste em deixar a suspensão em repouso até que as partículas finas sejam 
dissolvidas enquanto as grandes crescem à custa das pequenas, na qual é utilizada no caso de 
precipitados. Isto ocorre devido a maior solubilidade das partículas menores com relação às 
maiores. 
A floculação consiste em aglomerar as partículas à custa de forças de Van Der Waals 
(força de atração entre as moléculas), dando origem a flocos de maior tamanho que o das partículas 
isoladas. Dois fatores estão relacionados com o grau de floculação de uma suspensão: 
 A probabilidade de haver o choque entre as várias partículas que vão formar o 
floco, que depende da energia disponível das partículas em suspensão. Portanto, 
uma agitação branda favorece os choques, aumentando o grau de floculação. 
Entretanto, a agitação não pode ser intensa devido a possível desagregação dos 
aglomerados formados; 
 A probabilidade de que, depois da colisão, elas permaneçam aglomeradas. O uso 
de agentes floculante aumenta a probabilidade dos aglomerados recém-formados 
não se desagregarem espontaneamente, são eles: 
Eletrólitos: neutralizam a dupla camada elétrica existente nas partículas sólidas em suspensão, 
eliminando dessa forma as forças de repulsão que favorecem a dispersão. Assim as partículas 
podem aglomerar-se, formando flocos de dimensões convenientes. O poder aglomerante do 
eletrólito é diretamente proporcional a valência dos íons (regra de Hardy-Shulze). 
Coagulantes: provocam a formação de precipitados gelatinosos capazes de arrastar consigo, 
durante a decantação, as partículas finas existentes em suspensão, como por exemplo na 
clarificação de águas, na qual é muito utilizado sais de alumínio (sulfato de alumínio) e de ferro. 
Agentes tensoativos: decantam arrastando consigo os finos de difícil decantação. 
Polieletrólitos: são polímeros de cadeias longas com um grande número de pontos ativos nos 
quais as partículas sólidas se fixam, formando flocos. 
A escolha do melhor floculante deve ser feita experimentalmente para cada caso 
específico. A separação sólido-líquido através do método de sedimentação gravitacional é aplicada 
há bastante tempo. Antigamente utilizavam-se recipientes ou poços (processo em batelada) 
principalmente para a clarificação de líquidos extraídos tais como vinho ou azeite. 
O processo em batelada é ainda praticado em indústrias que apresentam um baixo fluxo, 
porém plantas industriais maiores requerem a implementação de uma operação contínua. A 
tendência da implementação de processos contínuos começou no final do século 19 quando alguns 
processos de beneficiamento cresceram rapidamente, como por exemplo, o beneficiamento de 
minério de ferro e de carvão. 
Em tratamento de água, a finalidade da decantação (clarificação) é transformar as 
impurezas que se encontramem suspensão fina, em estado coloidal ou em solução; bactérias, 
protozoários e o plâncton, em partículas maiores (flocos) que possam ser removidas por decantação 
e filtração. A clarificação representa uma parte bastante delicada e importante do tratamento de 
água e, se ela for falha, pode-se ter problemas bastante sérios nas operações seguintes. Dentre as 
partículas que se encontram na água provocando turbidez e cor, as que causam maiores dificuldades 
de remoção são as partículas coloidais. 
Atualmente conhecemos como unidades clássicas de tratamento: 
Misturadores: unidade onde a água bruta recebe o coagulante. Tem por finalidade proporcionar 
um movimento turbilhonar, a fim de que ocorra a dispersão da substância química empregada. 
Acondicionadores (floculadores): são unidades onde a velocidade da água é diminuída para 
favorecer a formação do floco, promovendo o contato e a atração do material em suspensão. 
Decantadores: após as operações de coagulação e floculação a etapa seguinte é a separação dos 
sólidos do meio no qual encontram-se suspensos. Isto é conseguido através da decantação e/ou 
filtração. Estas etapas do processo de clarificação não se constituem como processos 
independentes, mas sim complementares. A decantação objetiva a separação do material mais 
denso do que a água, enquanto que a filtração se preocupa com partículas de densidade próxima a 
da água. 
Filtros: seu objetivo básico é separar as partículas e microrganismos que não tenham ficado 
retidos no processo de decantação. Por esta razão a eficiência dos filtros depende diretamente do 
desempenho dos processos anteriores. 
As indústrias de alimentos utilizam largamente operações unitárias fundamentadas nas 
operações físicas entre sólidos particulados e fluidos, como por exemplo: 
(1) Processos de cristalização (separação dos cristais); 
(2) Produção de cerveja: etapa de fabricação do mosto (separação do precipitado 
protéico e dos componentes do lúpulo não solubilizados do mosto quente); 
(3) Produção de vinho: após a prensagem, o mosto deve ser clarificado por 
sedimentação, filtração ou centrifugação com o objetivo de remover os sólidos. Na 
sedimentação o mosto é resfriado a 15ºC e deve repousar entre 12 a 48 horas; 
(4) Processo de obtenção de açúcar de cana: A cana é inicialmente lavada, para 
remover a terra e os detritos, após é picada e esmagada em moendas, na preparação 
para a remoção do caldo e então, o caldo é extraído pela passagem da cana esmagada 
através de uma série de moendas. Para macerar a cana e auxiliar a extração, é 
possível adicionar água ou caldo diluído às moendas. 
O caldo é coado para remover impurezas grossas e tratado com cal para coagular parte da 
matéria coloidal, precipitar certas impurezas e modificar o pH. Além do agente alcalinizante, 
utilizam-se polieletrólitos, pois em pequenas quantidades (1 ou 2 ppm) melhoram a floculação. 
Adiciona-se um pouco de ácido fosfórico, pois os caldos que não contêm um pouco de fosfato não 
são bem clarificados. A mistura é aquecida com vapor de água à alta pressão e decantada em 
grandes tanques (espessadores contínuos). 
Para recuperar o açúcar dos lodos decantados, usam-se filtros a vácuo, a tambor rotatório 
ou filtro prensa de quadro. O filtrado (caldo clarificado) é evaporado tornando-se um xarope grosso. 
O xarope resultante é lançado no primeiro estágio de um evaporador a vácuo, onde atinge um 
determinado grau de supersaturação. Adicionam-se núcleos de açúcar cristal (semeadura) e pela 
adição de xarope grosso e evaporação controlada, os cristais crescem até o tamanho desejado nesses 
cristalizadores. A mistura de xarope e cristais (massa cozida) é lançada num cristalizador onde há 
uma deposição adicional de sacarose sobre os cristais já formados, e a cristalização está completa. 
Após a massa cozida é centrifugada para a remoção do xarope, esse xarope é reciclado para dar 
uma ou mais cristalizações. O líquido residual, depois da reciclagem, é conhecido como melaço. 
A sedimentação também é uma das principais operações envolvidas no tratamento primário 
de efluentes, e considerando o volume representativo de água residuária produzido por indústrias, 
inclusive de alimentos, e a atual preocupação com o ambiente, este tratamento primário deve ser 
observado com grande importância. 
4.5. Decantadores para Sólidos Grosseiros 
A separação de sólidos grosseiros de uma suspensão é uma operação mais simples de 
conduzir do que a de partículas finas. Esta separação pode ser realizada em tanques de decantação 
operando em batelada ou em processo contínuo. As partículas podem ser retiradas pelo fundo do 
decantador e o fluido um pouco acima, ou ambos pelo fundo, através de manobras adequadas. 
Porém, esses equipamentos não permitem a classificação dos sólidos pelo tamanho. Quando isto é 
necessário, se utilizam decantadores contínuos, cujos modelos mais comuns são: 
4.5.1. Decantador de rastelos 
A suspensão é alimentada num ponto intermediário de uma calha inclinada. Um conjunto 
de rastelos arrasta os grossos (decantados facilmente), para a parte superior da calha. Devido à 
agitação moderada promovida pelos rastelos, os finos permanecem na suspensão que é retirada 
através de um vertedor que existe na borda inferior da calha. 
 
Figura 2 -Decantador de rastelos 
4.5.2. Decantador helicoidal 
Semelhante ao anterior, onde a suspensão é alimentada num ponto intermediário de uma 
calha semicircular inclinada. A helicoide arrasta continuamente os grossos para a extremidade 
superior da calha. O movimento lento promovido pelo mecanismo transportador evita a decantação 
dos finos, que permanecem na suspensão sendo retirada através de um vertedor. 
 
Figura 3 - Decantador helicoidal 
4.5.3. Ciclone separadora 
Alimentação é feita tangencialmente na secção superior cilíndrica do ciclone por meio de 
uma bomba. Os finos saem pela abertura existente na parte superior e os grossos saem pelo fundo 
da parte cônica inferior, através de uma válvula de controle. 
4.5.4. Hidroseparador: 
O mais conhecido é um tanque cilíndrico com fundo cônico e equipado com rastelos que 
giram lentamente. Esses equipamentos funcionam como classificadores ou separadores de primeiro 
estágio, pois os finos devem ser retirados do líquido em decantadores de segundo estágio. 
4.6. Decantadores para Sólidos Finos 
A decantação de sólidos finos pode ser feita sem interferência mútua das partículas 
(decantação livre) ou com interferência (decantação retardada). O tipo de decantação, de modo 
geral, depende da concentração de sólidos na suspensão. A velocidade de decantação pode ser 
calculada através de correlações empíricas para a decantação retardada e pelas leis de Stokes e 
Newton. O projeto de decantadores é baseado em ensaios de decantação realizados em laboratório 
devido ao desconhecimento das verdadeiras características das partículas. O tamanho dos flocos 
formados não é predito, sendo difícil até mesmo reproduzir com segurança as condições que 
conduzem a um determinado tipo de floculação. Nem a densidade das partículas é conhecida com 
certeza, uma vez que a forma dos flocos é indefinida e a quantidade de água retida é variável. Os 
ensaios de laboratório são conduzidos de maneira diferente quando se trata de solução diluída ou 
concentrada, estes permitem a obtenção das curvas de decantação da suspensão. 
A sedimentação industrial pode ser operada descontinuamente ou ainda continuamente em 
equipamentos denominados tanques de decantação ou decantadores (clarificadores ou 
espessadores). O decantador em batelada é um tanque cilíndrico com aberturas para alimentação 
da suspensão e retirada do produto. O tanque é cheio pela suspensão e fica em repouso,sedimentando. Depois de um período pré-estabelecido, o líquido puro é decantado até que a lama 
apareça no fluido efluente. A lama é removida através de aberturas no fundo do tanque. 
Os decantadores contínuos são tanques rasos, de grande diâmetro, onde operam grades que 
giram lentamente e removem a lama. A suspensão é injetada pela parte central do equipamento. 
Em torno da borda do tanque existem vertedores para a retirada do líquido límpido. As grades (ou 
rastelos) servem para raspar a lama, conduzindo-a para o centro, por onde é descarregada. O 
movimento das grades promove uma agitação na camada de lama, favorecendo a floculação e a 
remoção da água retida na lama. Os rastelos giram à razão de 1 rotação a cada 5 a 30 minutos. 
 
Figura 4 - Esboço de um decantador contínuo. 
 
A capacidade de um decantador depende da área de decantação. Quando áreas muito 
grandes são necessárias utilizam-se bacias de decantação que ficam diretamente no terreno ou 
decantadores de bandejas múltiplas. Cada bandeja é ligeiramente inclinada e munida de rastelos 
presos ao eixo central. 
 
Figura 5 - Decantador de bandejas múltiplas. 
4.7. Dimensionamento de Clarificadores 
O projeto de decantadores se baseia na curva de decantação, que é obtida através de um 
ensaio de decantação com uma amostra da suspensão diluída a ser clarificada. Se uma amostra 
previamente homogeneizada da suspensão for colocada num tubo de vidro graduado de seção 
constante (proveta) e deixada em repouso, verifica-se que, depois de um certo tempo, as partículas 
mais grossas depositam-se no fundo do tubo e as mais finas continuam em suspensão. As partículas 
intermediárias ficam distribuídas em diversas alturas de acordo com a sua granulometria. Ou seja, 
existe uma classificação espontânea das partículas ao longo da proveta. Cada partícula decanta com 
velocidade proporcional ao seu tamanho e a clarificação vai progredindo, mas não há uma linha 
nítida de separação entre a suspensão e o líquido clarificado. A única separação nítida é entre o 
sedimento sólido depositado no fundo e o resto da suspensão. Este comportamento é típico das 
suspensões diluídas. 
A área de decantação (S) é obtida a partir de dados experimentais podendo ser calculada 
pela equação a seguir: 
𝑆 =
𝑄𝐴
𝑢
 (01) 
Onde: 
𝑄𝐴 – Vazão volumétrica da suspensão alimentada (m
3/h) 
𝑢 - velocidade de decantação (m/h) 
Deve-se usar um coeficiente de segurança de 100% ou mais para atender uma série de 
fatores imprevisíveis, como: escoamentos preferenciais, diferenças locais de temperatura que 
causam turbulência e consequentemente reciclagem dos sólidos, os distúrbios causados por 
variações bruscas das condições de operação (alimentação ou retirada de lama ou o escorregamento 
de grandes massas de lama) e algumas vezes até mesmo reações químicas e pequenas explosões 
decorrentes da decomposição de compostos. 
A partir da curva de decantação se obtém a velocidade de decantação. Durante o ensaio de 
decantação se mede a altura ( Z ) da interface do líquido límpido no recipiente graduado em 
diversos instantes e traça-se a curva Z versus Ɵ. 
 
Figura 6 - Ensaio de decantação 
No instante Ɵ a altura dos sólidos depositados é Z. Depois de certo tempo Ɵf, a turbidez da 
suspensão será bastante pequena podendo considerar terminada a clarificação. A altura dos sólidos 
depositados até esse instante será f Z e a velocidade de decantação pode ser obtida pela equação 
abaixo: 
𝑢 =
𝑍0−𝑍𝑓
Ɵ𝑓
 (02) 
Onde: 
Z = altura da interface do sólido - suspensão no instante Ɵ a partir do início da decantação; 
𝑍0 = altura inicial da suspensão na proveta; 
𝑍𝑓 = altura dos sólidos depositados no fundo do recipiente após o término da decantação; 
Ɵ𝑓 = tempo no final da decantação 
O emprego de floculantes provoca o aumento da velocidade, conduzindo a menores áreas 
de decantação e, ainda, pode aumentar a capacidade de um decantador existente, pois o uso faz 
com que um menor espessamento da lama final seja obtido, além de melhorar a clarificação do 
líquido. Porém, o uso de algum agente floculante encarece a operação. A decisão da utilização ou 
não de um floculante só pode ser feita através de um balanço econômico devido ao maior custo 
operacional proporcionado pelo floculante. 
4.8. Dimensionamento de Espessadores 
Durante um ensaio de decantação utilizando uma suspensão concentrada (superior a 50g/l) 
mede-se a altura Z da superfície de separação entre o líquido clarificado e a suspensão. Quando a 
decantação tem início, a suspensão encontra-se a uma altura Z0 e sua concentração é uniforme C0, 
como mostra a Fig. 7. 
 
Figura 7 - Decantações de suspensões concentradas 
Pouco tempo depois é possível distinguir cinco zonas distintas na proveta. 
A- Líquido clarificado: no caso de suspensões que decantam muito rápido esta camada pode 
ficar turva durante certo tempo por causa das partículas finas que permanecem na suspensão. 
B- Suspensão com a mesma concentração inicial C0: a linha que divide A e B é geralmente 
nítida. 
C- Zona de transição: a concentração da suspensão aumenta gradativamente de cima para 
baixo nesta zona, variando entre o valor inicial C0 até a concentração da suspensão espessada. A 
interface BC é, de modo geral, nítida. 
D- Suspensão espessada na zona de compressão: é a suspensão onde os sólidos decantados 
sob a forma de flocos se encontram dispostos uns sobre os outros, sem atingirem a máxima 
compactação, uma vez que ainda existe líquido entre os flocos. A separação entre as zonas C e D 
geralmente não é nítida e apresenta diversos canais através dos quais o líquido proveniente da zona 
em compressão escoa. A espessura desta zona vai aumentando durante a operação. 
E- Sólido grosseiro: foram sólidos que decantaram logo no início do ensaio. A espessura 
desta zona praticamente não varia durante o ensaio. 
A Figura 7 mostra a evolução da decantação com o tempo. As zonas A e D tornam-se mais 
importantes, enquanto a zona B diminuiu e C e E permaneceram inalteradas. Ao final do processo 
B e C desapareceram, ficando apenas o líquido clarificado, a suspensão em compressão e o 
sedimento grosso. Este é também chamado ponto de compressão. 
A zona A aumenta enquanto que a zona D diminui lentamente até a superfície de separação 
das camadas A e D atingir o valor Zf. Este valor mínimo não corresponde necessariamente à 
concentração máxima da suspensão decantada, pois é possível, com agitação apropriada, reduzir 
ainda mais a altura da lama espessada. 
Na Figura 8 é mostrado um gráfico dos níveis das superfícies de separação das camadas A 
e B e C e B em função do tempo. Pode-se observar que, a velocidade de decantação é constante na 
zona de decantação (II) e decresce na zona de compressão. 
 
Figura 8 - Níveis de separação das camadas 
No gráfico três zonas distintas: 
I - líquido claro A; 
II - zona de decantação B; 
III - zona de compressão. 
Em uma operação descontínua de decantação, conforme foi mostrado, as alturas das várias 
zonas variam com o tempo. Em um equipamento que opera continuamente, as mesmas zonas estão 
presentes. No entanto, uma vez atingido o regime permanente (quando a suspensão da alimentação 
é injetada a uma taxa igual á taxa de remoção da lama e do líquido límpido do decantador), as 
alturas de cada zona serão constantes. A figura 9 mostra a disposição das diferentes zonas em um 
decantador. 
 
Figura 9 - Disposição das zonas em um decantador 
O dimensionamento de espessadores pode ser feito por diversos métodos: Coe e Clevenger; 
Kynch; Roberts e Talmadge e Fitch. 
4.9. Método de Coe e Clevenger 
Neste método, que é a base dos demais, considera-se que a áreade um espessador contínuo 
deve ser suficiente para permitir a decantação de todas as partículas alimentadas, através das 
diversas zonas do espessador em funcionamento normal. Se a área for insuficiente começará 
havendo acúmulo de sólidos em uma dada seção do espessador e finalmente haverá partículas 
sólidas arrastadas no líquido clarificado. Esta seção ou zona que constitui o “gargalo” da operação 
será denominada zona limite. 
Para o dimensionamento são realizadas as seguintes considerações: 
1) A velocidade de decantação dos sólidos em cada zona é função da concentração local da 
suspensão: u = f (c) 
2) As características essenciais do sólido obtido durante ensaios de decantação descontínuos não 
se alteram quando se passa para o equipamento de larga escala. Nem sempre é verdadeira essa 
consideração. O grau de floculação, por exemplo, pode variar porque as condições em que é 
realizada a decantação durante o ensaio são diferentes das de operação normal. Mesmo não 
havendo floculação, a digestão do precipitado pode não ocorrer na mesma proporção nos dois 
casos. 
As velocidades de decantação em suspensões de diversas concentrações são determinadas 
em experimentos isolados. Determina-se a velocidade inicial de decantação para uma dada de 
suspensão com uma concentração inicial de sólidos e depois dilui-se essa suspensão com água e 
novamente determina-se a velocidade de decantação. Repete-se até que se tenham dados suficientes 
para ter uma relação funcional entre a velocidade e a concentração. A partir dessa relação, calcula-
se a área S do decantador para várias concentrações. O valor máximo encontrado será a área 
necessária para permitir a decantação em regime permanente de todo o sólido alimentado ao 
decantador. Deve-se adotar um coeficiente de segurança, que pode exceder 100%. 
 
Figura 10 - Indicação da zona limite em um decantador 
Para que não haja arraste de partículas sólidas na direção do vertedor de líquido clarificado: 
uascenção líquido< udecantação partículas 
Não havendo arraste de partículas para cima, todo o sólido que chega à zona limite sairá 
necessariamente pelo fundo do decantador quando este opera em regime permanente. Assim, a 
diferença entre as vazões Q e QE será a vazão volumétrica de líquido que sobe pelo decantador 
nessa seção: 
𝑄𝐶 = 𝑄 − 𝑄𝐸 (03) 
 
E essa diferença dividida pela área do decantador S será a velocidade ascensional do líquido 
na seção. Esta velocidade deverá ser menor que a velocidade u de decantação nessa zona. A 
condição limite pode ser expressa: 
4.10. Método de Kynch 
Kynch desenvolveu um método de dimensionamento de decantadores que requer apenas 
um ensaio que forneça a curva de decantação ( Z versus t ) mostrada na Figura 11. Tanto C como 
u podem ser tirados diretamente da curva. Traçam-se tangentes em diversos pontos da curva e 
determinam-se os valores de t, Z e Zi . Abaixo estão as equações para o cálculo da velocidade (u) 
e da concentração (C ): 
𝑢 = 
𝑍𝑖−𝑍
Ɵ
 (04) 
𝐶 =
𝐶0𝑍0
𝑍
 (05) 
Onde: 
𝐶0= concentração inicial da suspensão (t/m
3 ) 
𝑍0= altura inicial da suspensão (m) 
 
Figura 11 - Determinação gráfica de u e C pelo método de Kynch 
Com a construção gráfica descrita calculam-se os diversos pares de valores da concentração 
e da velocidade de decantação, com os quais são calculados os valores correspondentes da seção 
transversal. 
𝑆 =
𝑄𝐴𝐶𝐴(
1
𝐶
−
1
𝐶𝐸
)
𝑢
 (06) 
O valor máximo obtido corresponde a área mínima que o decantador. 
4.11. Método de Roberts 
Este é um método gráfico que permite localizar com exatidão o ponto crítico (início da zona 
de compressão), que às vezes é difícil de determinar pelo método anterior. Com os dados do ensaio 
de decantação traça-se um gráfico de Z – ZF versus t em papel mono-log (Figura 12). A curva 
obtida mostra uma descontinuidade no ponto crítico, o que permite determinar tC com precisão. 
Conhecido este valor, calcula-se diretamente a área mínima com a seguinte equação: 
𝑆 =
𝑄𝐴𝐶𝐴(
1
𝐶
−
1
𝐶𝐸
)
𝑢
 (07) 
Onde: 
𝐶𝐶 =
𝐶0𝑍0
𝑍𝐼𝐶
 (08) 
 
𝑢𝑐 =
𝑍𝑖𝑐−𝑍𝑐
Ɵ𝑐
 (09) 
 
Figura 12 - Construção gráfica do método de Roberts 
4.12. Estimativa da altura do sedimentador 
Visualizando o decantador ideal, observam-se três zonas distintas e cada uma delas 
necessitará de uma altura específica para o melhor desempenho. Em um decantador em operação 
contínua, o cálculo da altura do decantador pode ser obtido mediante a soma das três parcelas 
indicadas a seguir: 
 
𝐻 = 𝐻1 + 𝐻2 + 𝐻3 (10) 
Onde: 
 
H1 = altura da região de líquido clarificado, que pode variar entre 0,45 e 0,75 m; 
 
H2 = altura da região de espessamento; 
 
H3 = altura do fundo do decantador. 
 
 
Figura 13 - Alturas das regiões de espessamento 
A concentração da lama na região de espessamento é função do tempo de residência dos 
sólidos na zona de compressão. 
 
Sendo, 
 A vazão mássica do sólido: QA.CA(g/min); 
 A vazão volumétrica de sólido: QA.CA/ρs(cm3/min); 
 O tempo de residência na zona de compressão: ts-tc. 
 
O volume do sólido é calculado: 
𝑉𝑆 =
𝑄𝐴.𝐶𝐴
𝜌𝑠
(𝑡𝑆 − 𝑡𝑐) (11) 
Se V é o volume da suspensão de densidade média (ρm) e Vs o volume do sólido: 
𝑉𝜌𝑚 = 𝑉𝑆. 𝜌𝑆 + (𝑉 − 𝑉𝑆)𝜌𝑙 (12) 
 
𝑉 = 𝑉𝑆.
𝜌𝑠−𝜌𝑙
𝜌𝑚−𝜌𝑙
 (13) 
 
Substituindo Vs pela expressão encontrada, tem-se: 
𝑉 =
𝑄𝐴.𝐶𝐴
𝜌𝑠
(𝑡𝑆 − 𝑡𝑐)
𝜌𝑠−𝜌𝑙
𝜌𝑚−𝜌𝑙
 (14) 
Onde V é o volume mínimo que o sedimentador deverá ter para espessar a lama até a 
concentração CE. 
 
 A altura da região de espessamento poderá ser calculada pela relação: 
𝐻 = 
𝑉
𝑆
 (15) 
 Substituindo V na equação acima: 
 
𝐻2 = (
𝑄𝐴.𝐶𝐴
𝜌𝑠
)(𝑡𝑆 − 𝑡𝑐)(
𝜌𝑠−𝜌𝑙
𝜌𝑠𝑢𝑠𝑝−𝜌𝑙
).
1
𝑆
 (16) 
Para esse experimento foi fornecida a densidade da suspensão ao invés da densidade média na 
região de espessamento, portanto é necessária a inserção de um fator multiplicador à equação acima 
com o objetivo de corrigir essa diferença. O valor do fator multiplicador inserido é 4/3.Logo, 
 
𝐻2 =
4
3
(
𝑄𝐴.𝐶𝐴
𝜌𝑠
)(𝑡𝑆 − 𝑡𝑐)(
𝜌𝑠−𝜌𝑙
𝜌𝑠𝑢𝑠𝑝−𝜌𝑙
).
1
𝑆
 (17) 
 
A altura do fundo do espessador é dada pela expressão: 
 
H3 = 7,3. 10
−2. D (18) 
Onde: 
D = diâmetro do espessador 
4.13. Dimensionamento da Profundidade do Sedimentador 
A concentração da lama espessada que se pode obter numa dada operação não é função da 
área do espessador, mas do tempo de residência dos sólidos na zona de compressão. Para 
determinar o volume da zona de compressão são considerados os seguintes parâmetros: 
Vazão mássica do sólido : QA.CA, (t/h) 
Vazão volumétrica de sólido: QA.CA / ρS (m3/h) 
Tempo de residência do sólido na zona de compressão : tE - tC 
Então, o volume de sólido na zona de compressão VS é dado por: 
𝑉𝑠 =
𝑄𝐴𝑄𝐴
𝜌𝑆
(𝑡𝐸 − 𝑡𝐶) (19) 
Considerando: 
V : Volume da suspensão de densidade média (ρm) 
VS : Volume do sólido 
 
 
 
 
5. MATERIAIS E METODOS 
 
1.1. Materiais e equipamentos utilizados 
1.1.1. Provetas de 500 mL 
1.1.2. Suspensão de CaCO3 à 50 g/L 
1.1.3. Solução líquida de Sulfato de alumínio (50%) 
1.1.4. Cola branca 
1.1.5. H2SO4 diluído (~1%) 
1.1.6. Régua 
1.1.7. Cronômetro 
1.1.8. Água 
1.1.9. Balança analítica 
1.1.10. Indicador de pH 
1.1.11. Pipeta e beckers 
 
1.2. Procedimento Experimental 
 
Pesou-se 25 gramas de CaCO3 diretamente em cada provetade 500 ml (proveta nº 1, 2) e 
completou-se as provetas com água até 500 ml. Homogeneizou-se rapidamente as três suspensões, 
deixando em repouso por 5 minutos. Mediu-se o pH, porém não foi possível corrigi-lo por conta 
de divergências na leitura do Peagâmetro. 
 Na proveta nº 2 adicionou-se 1 ml de Cola e homogeneizou-se bem as três suspensões nas 
provetas, sem criar vórtices, e deixou-se em repouso. 
Anotou-se a alturas do limite inferior da zona A com o tempo. Pôde-se fazer as leituras de 
1 em 1 minuto até 15 minutos e depois de 2 em 2 minutos por mais meia hora e em seguida de 5 
em 5 minutos por mais 45 minutos. 
Após 24 horas, registrou-se a altura final do sedimento (Z)α . 
 
6. RESULTADOS 
 
As tabelas estão os resultados de Z versus o tempo para cada condição. 
Tabela 1 - Aferições de 1 em 1 minto durante o intervalo de 15 mim 
Tempo (min) Altura na proveta 01* (cm) Altura na proveta 02** (cm) 
0 40 40 
1 38,5 38 
2 38 37 
3 37 36 
4 36,5 34,5 
5 35,5 32,5 
6 35 32 
7 34,5 31,5 
8 33,5 31 
9 33 30 
10 32,8 30 
11 32,5 30 
12 32,2 29 
13 32 29 
14 31,5 29 
15 31 29 
 
Tabela 2 - Aferições de 2 em 2 minto durante o intervalo de 30 mim 
Tempo (min) Altura na proveta 01* (cm) Altura na proveta 02** (cm) 
0 31 28,8 
2 30,5 28 
4 29,7 27,3 
6 28,5 26,5 
8 28,1 25,8 
10 27,8 25 
12 27,3 24,3 
14 26,9 23,9 
16 26,8 23,5 
18 26,5 23,3 
20 25,7 23,2 
22 25 23 
24 24,7 22,5 
26 24 22 
28 22,7 21,6 
30 22,5 21,5 
 
 
Tabela 3 - Aferições de 15 em 15 minto durante o intervalo de 30 mim 
Tempo (min) Altura na proveta 01* (cm) Altura na proveta 02** (cm) 
0 22,5 20,8 
15 21,1 20,5 
30 20,5 20,1 
 
 Após 24 horas a altura da proveta 01 foi de 15,8 cm e da proveta 02, de 15,2 cm 
 
 
 
 
 
38,5
38
37
36,5
35,5
35
34,5
33,5
3332,832,532,232
31,5
3131
30,5
29,7
28,5
28,127,8
27,3
26,926,826,5
25,7
2524,7
24
22,722,6 22,5
21,1
20,5
38
37
36
34,5
32,5
32
31,5
31
303030
2929292928,8
28
27,3
26,5
25,8
25
24,3
23,9
23,523,323,223
22,5
22
21,6
21,2
20,8 20,5
20,1
y = 0,003x2 - 0,4551x + 37,682
R² = 0,9853
19
24
29
34
39
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
A
LT
U
R
A
 D
A
 P
R
O
V
ET
A
 (
C
M
)
TEMPO (S)
Altura na proveta 01* (cm) Altura na proveta 02** (cm)
Polinômio (Altura na proveta 01* (cm)) Polinômio (Altura na proveta 02** (cm))
7. RESULTADO DAS ANALISES 
 
Das tabelas 01, 02 e 03 obtemos os seguintes gráficos: 
 
 
Figura 14 - Gráfico referente a aferições de 1 em 1 minto durante o intervalo de 15 mim 
 
 
Figura 15 - gráfico referente a aferições de 2 em 2 minto durante o intervalo de 30 mim 
y = 0,0235x2 - 0,9072x + 39,546
R² = 0,9943
y = 0,0582x2 - 1,5773x + 39,709
R² = 0,9877
28
30
32
34
36
38
40
0 2 4 6 8 10 12 14 16
A
lt
u
ra
 d
a 
p
ro
ve
ta
 (
cm
)
tempo (s)
Altura na proveta 01* (cm) Altura na proveta 02** (cm)
Polinômio (Altura na proveta 01* (cm)) Polinômio (Altura na proveta 02** (cm))
y = 0,0064x2 - 0,4238x + 28,771
R² = 0,9902
20
22
24
26
28
30
32
0 5 10 15 20 25 30
A
lt
u
ra
 d
a 
p
ro
ve
ta
 (
cm
)
tempo (s)
Altura na proveta 01* (cm) Altura na proveta 02** (cm)
 
Figura 16 - Aferições de 15 em 15 minto durante o intervalo de 30 mim 
 
 Percebe-se na figura 13,14 e 16 que há uma tendência e está de acordo com a operação de 
sedimentação, onde a partícula sólida em suspensão está sujeita a ação das forças da gravidade, do 
empuxo e de resistência ao movimento. O ensaio de provetas auxilia na descrição do processo 
contínuo que é baseado no deslocamento da interface superior da suspensão com o tempo. Os dados 
obtidos a partir desse ensaio se ajustaram de forma satisfatória ao experimento como pôde ser 
visualizado em ambos os métodos aplicados, fornecendo dessa forma confiabilidade aos resultados 
encontrados. 
 
Através das linhas de tendências de todo o processo, nota-se que na proveta de número 02 (o 
qual continha a cola) a sedimentação acorreu de forma mais significativa em comparação com a 
proveta de número 01 que não continha cola. 
Calculou-se a área do sedimentador para operar nas condições especificadas, usando-se os 
dados de cada da proveta, utilizando-se os métodos de Kynch. 
 
 
 
22,5
21,1
20,5
20,8
20,5
20,1
y = 0,0018x2 - 0,12x + 22,5
R² = 1
y = -0,0002x2 - 0,0167x + 20,8
R² = 1
20
20,5
21
21,5
22
22,5
23
0 5 10 15 20 25 30 35
A
LT
U
R
A
 D
A
 P
R
O
V
ET
A
 (
C
M
)
TEMPO (S)
Altura na proveta 01* (cm) Altura na proveta 02** (cm)
Polinômio (Altura na proveta 01* (cm)) Polinômio (Altura na proveta 02** (cm))
4.1. Métodos de Kynch 
 
4.1.1. Para a proveta 02 (com cola) 
 Após a construção da curva z versus t, foram obtidos vários pares de v e C a partir da curva. 
Foram traçadas várias tangentes na curva obtida conforme o gráfico abaixo, e encontrados os 
valores de z, zi e t referente a proveta de número 02. 
 
 
Figura 17 - valores de z, zi e t referente a proveta de número 02. 
Os valores de v, C e a área de decantação foram calculados conforme as equações 04,05 e 06, 
respectivamente: 
 Cálculo da concentração de sólidos na suspensão alimentada (CA): 
Massa de CaCO3 pesada: 44,6390g 
Pureza: 98% 
y = 0,0037x2 - 0,4887x + 35,618
R² = 0,9583
17
22
27
32
37
42
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Altura na proveta 01* (cm) Altura na proveta 02** (cm)
Polinômio (Altura na proveta 01* (cm)) Polinômio (Altura na proveta 02** (cm))
Volume da solução: 500mL 
Dados encontrados: 
Tabela 4 - Valores encontrados através do Método de Kynch para proveta de número 02 (com cola). 
Tempo (min) Z (cm) (Zi) (cm) u (cm/min) C (g/cm3) Área do sed. 
10 32 38 0,600 0,092 0,290 
20 28 36 0,400 0,097 0,399 
35 23.3 32 0,249 0,109 0,525 
40 22.5 31 0,213 0,113 0,580 
50 21.1 28 0,138 0,125 0,736 
60 19 27 0,133 0,130 0,707 
 
O valor máximo obtido corresponde à área mínima que o decantador deve ter. Sendo assim, 
pelo Método de Kynch a área do decantador é 58 m2. 
1.1.1. Para a proveta 01 (sem cola) 
 
Figura 18 - valores de z, zi e t referente a proveta de número 01. 
Altura na proveta 01* 
(cm); 11; 32,5
Altura na proveta 01* 
(cm); 20; 29,7
Altura na proveta 01* 
(cm); 30; 26,9
Altura na proveta 01* 
(cm); 40; 24,7
Altura na proveta 01* 
(cm); 46; 22,6
y = 0,003x2 - 0,4551x + 37,682
R² = 0,9853
17
22
27
32
37
42
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Altura na proveta 01* (cm) Altura na proveta 02** (cm)
Polinômio (Altura na proveta 01* (cm)) Polinômio (Altura na proveta 02** (cm))
Tabela 5 - Valores encontrados através do Método de Kynch para proveta de número 01 (sem cola). 
Tempo (min) Z (cm) (Zi) (cm) u (cm/min) C (g/cm3) Área do sed. 
10 32,8 38 0,520 0,092 0,335 
20 29,7 36 0,315 0,097 0,506 
35 26,5 34 0,214 0,103 0,677 
40 24,7 32 0,183 0,109 0,715 
50 22,6 30 0,148 0,117 0,784 
60 22,5 29 0,108 0,121 1,004 
 
Portanto, pelo Método de Kynch a área do decantador é aproximadamente 100 m2 
 
4.2. Estimativa Da Altura Do Sedimentador 
4.2.1. Método De Kynch para a proveta 02 
Calculo da altura correspondente à situação em que a zona de espessamento atinge o valor da 
lama espessada CE desejada no espessador (zs): 
 
𝑧𝑠 =
𝑧0𝐶0
𝐶𝐸
 
Assim, 
𝑧𝑠 =
40 ∗ 0,0291
0,25
= 4.67𝑐𝑚 
 
A partir da tangente a curva z vs t no ponto crítico, calcula-se ts:Pela análise do gráfico: Zc= 23.2 cm, Tc= 36 min e Ts = 95 mim 
H1 = 0,5m 
 
Aplicando a equação (17), (18) e (19): 
 
𝐻2 =
4
3
(
0.29 ∗ 0.087
2.71
) (95 − 36) (
2.71 − 1
2.2 − 1
) ∗ (
1
58
) = 0.018𝑚 
𝐻3 = 7,3. 10
−2 ∗ √84.4 ∗
4
𝜋
= 0.757𝑚 
𝐻 = 𝐻1 + 𝐻2 + 𝐻3 = 1.275𝑚 
 
O mesmo procedimento foi feito para a proveta de número 01 e o resultado de H foi de 1.325m. 
y = 0,0037x2 - 0,4887x + 35,618
R² = 0,9583
3
8
13
18
23
28
33
38
43
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
TEMPO (S)
Altura na proveta 02** (cm) Polinômio (Altura na proveta 02** (cm))
Em resumo: 
 ALTURA DO DECANTADOR (m) 
Proveta de número 01 1.325 
Proveta de número 02 1.275 
 
Algumas das limitações desses métodos são: o fato de não considerar os sedimentos 
compressíveis, como é a maioria dos sedimentos encontrados industrialmente, e não considerar a 
distribuição granulométrica dos mesmos. Além disso, a teoria de sedimentação é baseada na teoria 
de misturas, que levam em consideração as seguintes restrições: 
 
 A partícula sólida é pequena e possui a mesma densidade, formato e tamanho; 
 
 O sólido e o fluido são incompressíveis; 
 
 Não há transferência de massa entre componente; 
 
 A gravidade não é a única força atuante. 
8. CONCLUSÃO 
Através das linhas de tendências nota-se que na proveta de número 02 a sedimentação acorreu 
de forma mais significativa e concluímos que a cola interfere de maneira positiva na sedimentação 
dos sólidos. A operação de sedimentação é baseada em fenômenos de transporte, onde a partícula 
sólida em suspensão está sujeita a ação das forças da gravidade, do empuxo e de resistência ao 
movimento. 
 
Os dados obtidos a partir desse ensaio se ajustaram de forma satisfatória ao experimento como 
pôde ser visualizado nos gráficos. No método de Kynch, observando a evolução da decantação e 
da velocidade de sedimentação com o tempo, percebe-se que à medida que o tempo passa, o valor 
da velocidade diminui, como era esperado, pois a mesma tende ao valor zero quando a concentração 
tende ao seu valor máximo (isso ocorre porque a medida que as partículas se encontram mais 
próximas, maior é a dificuldade de o liquido entre elas ser expelido). Determinaram-se alguns 
valores de áreas do decantador e foi escolhido dentre eles o maior valor, pois é necessário garantir 
que a velocidade ascendente do líquido não seja maior que a velocidade de sedimentação da 
partícula mais lenta a ser recuperada, logo é preciso ter sempre uma margem de segurança. 
 
Apesar de os métodos terem as limitações, eles funcionam razoavelmente bem para materiais 
incompressíveis e devido à simplicidade dos mesmos, sua utilização ainda tem grande aceitação na 
indústria de clarificadores e espessadores. Pode-se considerar que eles se adéquam bem ao 
experimento realizado e atingiram os objetivos requeridos através da execução do experimento de 
forma bastante simples. 
 
 
 
 
 
 
 
Referências 
 
CORREIA, J. C. G. Classificaçao e pereiramento. In: LUZ, A. C. A.; SAMPAIO, J. A.; 
FRANÇA, S. C. A. Tratamento de minerio. 5ª. ed. Rio de janeiro: CETEM/MCT, 2010. p. 257. 
GEANKOPLIS, C. J. TRANSPORT PROCESSES AND SEPARATION PROCESS 
PRINCIPLES. 4ª. ed. New Jersey : PTR, 2003. 
CREMASCO, M. A. Operações unitárias em sistemas particulados e fluidomecânicos. 1ªed., 
Edgard Blucher, 2012. 
MASSARANI, G. Fluidodinâmica em Sistemas Particulados. 1º Edição. UFRJ, 1997. 
CREMASCO, M.A. Operações Unitárias em Sistemas Particulados e Fluidomecânicos. São 
Paulo. Blucher, 2012. 
SEDIMENTAÇÃO. Disponível em: 
<http://www.enq.ufsc.br/muller/operacoes_unitarias_qm/Sedimentacao.pdf>, acesso em 27 de 
Julho de 2013. 
SEDIMENTAÇÃO. Disponível em: <http://www.cetem.gov.br/publicacao/CTs/CT2004-189-
00.pdf>, acesso em 27 de Julho de 2013. 
MASSARANI, G. Fluidodinâmica em Sistemas Particulados, 2ª edição, e-papers, 2002. 
 
FOUST, A. S. et.al. (1982). “Princípios das Operações Unitárias” – Ed LTC, Rio de 
Janeiro – RJ, 2ª edição. 
 
GEANKOPLIS, C. J. (1993). “Transport Processes and Unit Operations” – Ed Allyn 
and Bacon, London. 
 
GOMIDE, R. (1980). “Operações Unitárias”, vol. 3 – Ed do Autor, São Paulo. 
LIMA, Rosa Malena Fernandes and LUZ, José Aurélio Medeiros da. Análise 
granulométrica por técnicas que se baseiam na sedimentação gravitacional: Lei 
de Stokes. Rem: Rev. Esc. Minas, Apr./June 2001, vol.54, no.2, p.155-159. ISSN 
0370-4467. 
 
PAYNE, J. H. (1989). “Operações Unitárias na Produção de Açúcar de Cana” – Ed. 
Nobel: STAB, São Paulo. 
 
SHREVE, R. N.; BRINK Jr, J. A. (1980) “Indústrias de Processos Químicos” – Ed. 
Guanabara Dois S.A., Rio de Janeiro – RJ, 4ª edição. 
 
http://www.nzifst.org.nz/unitoperations/ 
 
http://www.solidliquid-separation.com/index.htm 
 
http://www.quimicafacil.pop.com.br/op_unitarias/apostilas/decantacao.doc 
 
http://www.unicer.pt/noticias/main.php?tipo=1 
 
http://www.fec.unicamp.br/~bdta/guarau.html 
 
**ROTEIROS REFERENTES ÀS AULAS PRÁTICAS DO LABORATÓRIO DE 
ENGENHARIA QUÍMICA