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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MATO 
GROSSO. 
CAMPUS CUIABÁ - BELA VISTA 
DEPARTAMENTO DE ENSINO DO CURSO DE ENGENHARIA DE 
ALIMENTOS 
 
 
 
 
 
 
THAHIS YOHANA SILVA FRANÇA 
 
 
 
Relatório de aula prática Sedimentação 
Decantação da disciplina de 
Laboratório Básico 1 apresentado ao 
curso Bacharelado em Engenharia de 
Alimentos do Instituto Federal de 
Educação, Ciência e Tecnologia de 
Mato Grosso - Campus Cuiabá Bela 
Vista. 
Docente: Rafael Araújo Lira 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cuiabá 
2020 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
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 o de 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. 
 Na Clarificação do líquido: tem-se inicialmente uma suspensão com baixa 
concentração de sólidos para obter um líquido com um mínimo de sólidos. 
No 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. 
 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. 
O objetivo será realizar um ensaio de sedimentação em batelada (teste 
de sedimentação em proveta), visando separar uma suspensão diluída, para 
obter um fluido límpido e uma “lama” com a maior parte dos sólidos e aplicar os 
métodos de Kynch e Talmadge & Fitch para dimensionar a área de um 
sedimentador contínuo. 
 
 
 
 
2. REFERENCIAL TEORICO 
2.1 Método de Kynch e Talmadge & Fitch 
Kynch desenvolveu um método que possibilitava fazer o 
dimensionamento de um espessador convencional, praticando-se apenas um 
ensaio de sedimentação em bancada (curva de decantação z x t). Este modelo 
postulava que a razão do espessamento é função única da diluição da polpa. 
Etapas: 
- Após realizar o ensaio na proveta, determinando, ao longo do tempo (t), a altura 
medida do fundo da proveta até o nível inferior (z) do líquido clarificado. 
A operação de separação de um lodo diluído ou de uma suspensão, pela 
ação da gravidade, gerando um fluido claro e um lodo de alto teor de sólidos é 
chamada de sedimentação. A sedimentação industrial ocorre em equipamentos 
denominados tanques de decantação ou decantadores, que podem atuar como 
espessadores ou clarificadores. 
Quando o produto é a “lama” se trata de espessador, e quando o produto 
é o líquido límpido temos um clarificador. O mecanismo da sedimentação pode 
ser descrito, da melhor forma, através da observação dos efeitos que ocorrem 
num ensaio de sedimentação dos sólidos numa suspensão colocada numa 
proveta. A Figura 1 mostra as diferentes zonas que aparecem em um teste de 
sedimentação em batelada: 
 
 
 
 Onde: A: líquido límpido 
 B: suspensão com concentração uniforme igual a inicial 
 C: zona de dimensões e concentração variável 
 D: zona de compactação (sólidos sedimentados) 
 
Em t = 0, a solução tem uma concentração uniforme ao longo de toda a 
altura da proveta; as partículas de sólido são também quase uniformes. Logo 
que o processo de sedimentação inicia, todas as partículas começam a 
sedimentar e a zona D é de sólidos sedimentados que inclui, 
predominantemente, as partículas mais pesadas. 
 Numa zona de transição, acima do material sedimentado, existem canais 
através do qual o fluido se eleva. Este fluido é expelido da zona D à medida que 
esta zona é comprimida. A zona C é uma região de distribuição variável de 
tamanhos e de concentração não-uniforme. A zona B é uma zona de 
concentração uniforme, com aproximadamente a mesma concentração e 
distribuição que a inicial. No topo da região B há uma fronteira acima da qual 
está a região de líquido límpido, região A. 
Em um teste de proveta o chamado ponto crítico ou ponto de compressão 
é atingido quando as fases B e C desaparecem, ficando apenas o líquido 
clarificado A e a suspensão em compressão D. 
Em um sedimentador contínuo as mesmas zonas estão presentes, no 
entanto, uma vez que tenham atingido o estado permanente (quando a 
suspensão da alimentação é injetada à uma taxa igual a taxa de remoção da 
lama e do líquido límpido do decantador), as alturas de cada zona serão 
constantes. 
Dentre os métodos de dimensionamento da área, citam-se o de Coe e 
Clevenger, o de Kynch, Yoshioka e Dick, e outros. 
 
2.2 No presente relatório usaremos os métodos de Kynch. 
 
Método de Kynch 
Kynch desenvolveu um método que possibilitava fazer o dimensionamento de 
um espessador convencional, praticando-se apenas um ensaio de sedimentação 
em bancada (curva de decantação z x t). Este modelo postulava que a razão do 
espessamento é função única da diluição da polpa. 
Etapas: 
- Após realizar o ensaio na proveta, determinando, ao longo do tempo (t), a altura 
medida do fundo da proveta até o nível inferior (z) do líquido clarificado. 
- Construir a curva z versus t. 
- Obter vários pares de v e C a partir da curva traçando tangentes em diversos 
pontos da curva. A partir dessas tangentes determina-se os valores t, z e zi. 
Abaixo as equações de cálculo da velocidade (v) e da concentração ( c ): 
 
 
Onde, 
Co = é a concentração inicial da suspensão usada no ensaio da proveta (t/m3); 
zo = é a altura inicial da suspensão na proveta (m). 
Com a construção gráfica descrita calculam-se os diversos pares de 
valores de concentração e da velocidade de decantação, com os quais são 
calculados os valores correspondentes da área de seção transversal do 
decantador. O valor máximo obtido corresponde a área mínima do decantador. 
 
A área de um sedimentador contínuo pode ser dimensionada a partir da equação 
geral: 
 
onde: 
A = área da seção transversal (m²); 
Co = concentração de sólidos na alimentação (kg/m³); 
Cs =Ce =CL concentração de sólidos na lama espessada (kg/m³); 
Qo = vazão volumétrica de alimentação (m³/s); 
u = velocidade de sedimentação/ decantação na zona limite (m/s); 
C = concentração da suspensão na zona limite (kg/m³). 
 
3.0 METODOLOGIA 
3.1 MATERIAIS UTILIZADOS 
REAGENTE: 
• CACO3 PA 
EQUIPAMENTO 
• 1PROVETA DE 1000 ML DE PREFERÊNCIA COM ESCALA 
COLORIDA 
• 1 BASTÃO PARA AGITAÇÃO 
• 1 CRONÔMETRO 
• FUNIL DE ALIMENTAÇÃO 
• ESPÁTULA 
• RÉGUA PARA MEDIÇÃO DA ALTURA 
• LANTERNA (CELULAR) PARA ILUMINAÇÃO DA SEDIMENTAÇÃO EM 
PROVETA 
 
3.2 PROCEDIMENTO 
Preparar uma suspensão de cal com concentração de 0,08 g/cm³, em uma 
proveta de 1000 mL; 
- Agitar a suspensão com um bastão de vidro até sua uniformização; 
- Medir a altura da interface inferior do líquido clarificado em função do tempo, a 
cada 2 min até 20 min e após este tempo medir a cada 4 min até uma altura 
aproximadamente constante entre as duas medidas de tempo; 
- Anotar o tempo e a altura da interface correspondente ao ponto crítico. 
 
3.3 CÁLCULOS E EXPRESSÃO DO RESULTADO 
- Com os dados obtidos calcular a altura de um espessador contínuo que opera 
com uma suspensão de cal (densidade = 2,2 g/cm³) comconcentração de 
alimentação de 0,08 g/cm³ e vazão de 30 m³/h, sendo a concentração da lama 
de 0,25 g/cm³ ( 250g/1000 ml), pelos métodos de Kynch e Talmadge & Fitch. 
- Traçar as curvas de altura x tempo; 
- Utilizar os métodos de Kynch para calcular a área do espessador; 
- Utilizar o método de Talmadge & Fitch para calcular a área do espessador; 
- Estimar a altura do sedimentador pesquisando em literatura complementar 
h=V/S; 
- Analisar e discutir os resultados obtidos. 
 - Inserir as conclusões com base nos resultados alcançado 
4.0 RESULTADOS OBTIDOS 
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. O mecanismo da 
sedimentação descontínua auxilia na descrição do processo contínuo, com o 
uso do teste de proveta, que é baseado no deslocamento da interface superior 
 
da suspensão com o tempo. A partir da massa das amostras em filtro obtidos 
nas análises, para as diversas faixas de profundidade de coluna versus tempo, 
podemos calcular os valores de sólidos em suspensão conforme mostram a 
tabela1 abaixo: 
 
TEMPO (MIN) ALTURA (CM) 
0 19,6 
2 17,7 
4 15,7 
6 14,1 
8 13 
10 12 
12 11,2 
14 10,5 
16 9,6 
18 9 
20 8,5 
24 7,6 
28 6,8 
32 6 
36 5,4 
40 4,8 
44 4,3 
48 3,9 
52 3,5 
56 3,2 
60 2,9 
64 2,6 
68 2,5 
72 2,4 
Tabela1: Teste de proveta, dados do laboratório. 
 
Através dos dados obtidos na tabela 1, obtivemos a seguir o gráfico1 de 
variação de altura versos o tempo de sedimentação: 
 
 
 
Gráfico1: Variação de altura versos o tempo de sedimentação. Fonte: 
Autoria própria. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0
5
10
15
20
25
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Altura versos Tempo
A
lt
u
ra
 (
cm
) 
Tempo (min) 
Cálculos 
Tempo mínimo Altura mínima 
Área da Seção 
Transversal 
Diâmetro 
 
 
 
 
1) Altura Mínima 
𝑍𝑚𝑖𝑛 =
𝐶0𝑍0
𝐶𝑅
 equação (1) 
 
𝑍𝑚𝑖𝑛 =
80𝑥19,6
250
= 6,272 m 
 
Onde: 
Zmin é a altura mínima 
C0 é a concentração inicial 
Z0 é a altura inicial 
CR é a concentração final de CaCO3 
 
 
2) Tempo mínimo 
 
 
0
5
10
15
20
25
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Altura versus Tempo
A
lt
u
ra
 (
cm
) 
 
 
 
Gráfico 2: Determinando o t min, através da altura mínima. 
 
Achando a altura mínima através da equação 1, podemos assim achar o tempo 
mínimo no gráfico 2, que foi de 34,5 min transformando para horas temos 0,575 
h.. 
 
t min= 34,5 min → H → 0,575 h 
 
3) Área da Seção Transversal 
𝑆 =
𝑄𝐴𝑥𝑡𝑚𝑖𝑛
𝑍0
 equação (2) 
 
𝑆 =
30𝑥0,575
19,6
= 0,8801 m2 
 
Onde: 
S é a área da seção transversal 
QA é a vazão 
tmin é o tempo mínimo de sedimentação 
Z0 é a altura 
 
4) Diâmetro 
 
D2=
𝑆𝑥4
𝜋
 D= √
𝑆𝑥4
𝜋
 equação (3) 
 
 D= √
0,8801𝑥4
𝜋
 = 1,1944 m 
 
 
 
 
 
Tempo (min) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1) ZIL → é a altura da interface do clarificado-sedimentado em cada ponto 
 
Traçando as tangentes no gráfico3, podemos obter a tabela 2 a seguir: 
 
 
 
 
Gráfico 3: Traçando as tangentes 
 
A partir da construção da curva Z versos t, foram traçadas as tangentes 
na curva obtidas através do gráfico 1 a cima. 
2) CL 
𝐶𝐿 =
𝐶0𝑍0
𝑍𝐼𝐿
= 𝐶𝐿 =
80𝑥19,6
𝑍𝐼𝐿
=
1568 
𝑍𝐼𝐿
 equação (4) 
Como encontrar a Altura do tanque de sedimentação 
 
ZIL 
 
CL CL=CR ALTURA 
A
lt
u
ra
 (
cm
) 
Tempo (min) 
 
Onde: 
CL é a concentração do início da sedimentação 
C0 é a concentração inicial 
Z0 é a altura inicial 
ZIL é a altura da interface do clarificado-sedimentado em cada ponto 
Fazer isso para todos os pontos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabela 2: Variação de concentração 
 
Para achar o tempo concentração inicial seja igual a concentração final 
TCL=CR temos que fazer interpolação de antes e depois, por que não temos o 
valor de 250 g/L na tabela. 
Interpolação 
 
304−232=304−250
50−60=50−𝑡𝐶𝐿=𝐶𝑅
= 304min 
 
Tr= tCL=CR = tfinal do comportamento linear 
 
Onde: 
Tr é o tempo final da sedimentação de H2 
tCL=CR é o tempo onde as concentrações iniciais e finais são iguais 
tfinal do comportamento linear é onde acaba o comportamento linear 
 
Tr= 35,2 min 
Tempo 
(min) 
Z (altura 
min) zi (cm) CL 
0 19,6 19,6 1568 
10 12 16,4 960 
20 8,5 8,4 680 
30 6,3 12 564 
40 4,8 10,1 384 
50 3,8 8,2 304 
60 2,9 6,8 232 
72 2,4 6,3 192 
 
 
 
 
 
3) Altura 
 
 
 
 
 
0
5
10
15
20
25
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Altura versus Tempo
Exponencial
Linear
Tanque de Sedimentação 
H1 
 
H2 
 
H3 
 
H2=
4
3
𝑥𝑍𝑚𝑖𝑛𝑥
𝑡𝑟
𝑡𝑚𝑖𝑛
 
H2=
4
3
𝑥6,272𝑥
35,2
34,5
 
H2= 8,5323m 
 
 
5. CONCLUSÃO 
 
Os dados obtidos a partir desse ensaio se ajustaram de forma satisfatória 
ao experimento como pôde ser visualizado no método aplicado, fornecendo 
dessa forma confiabilidade aos resultados encontrados. No método de Kynch, 
observando a evolução da decantação e da velocidade de sedimentação com o 
tempo. 
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 apresentadas anteriormente, 
eles funcionam razoavelmente bem para materiais incompressíveis e devido à 
simplicidade dos mesmos, sua utilização ainda tem grande aceitação n a 
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. 
 
6.0 REFERÊNCIAS 
SITES 
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4675804/mod_resource/content/0/Apostila
_sedimenta%C3%A7%C3%A3o_rev02.pdf ACESSADO EM 15/09/2020 
 
https://www.passeidireto.com/arquivo/68021557/relatorio-aula-pratica-
sedimentacao ACESSADO EM 13/09/2020 
 
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4675804/mod_resource/content/0/Apostila_sedimenta%C3%A7%C3%A3o_rev02.pdf
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4675804/mod_resource/content/0/Apostila_sedimenta%C3%A7%C3%A3o_rev02.pdf
https://www.passeidireto.com/arquivo/68021557/relatorio-aula-pratica-sedimentacao%20ACESSADO%20EM%2013/09/2020
https://www.passeidireto.com/arquivo/68021557/relatorio-aula-pratica-sedimentacao%20ACESSADO%20EM%2013/09/2020
 
https://www.monografias.com/pt/docs/Relat%C3%B3rio-
sedimenta%C3%A7%C3%A3o-P3RB9P5H5 ACESSADO EM 12/09/2020 
 
https://moodle.ufsc.br/pluginfile.php/1195176/mod_resource/content/1/Sedimentac
ao.pdf ACESSADO EM 13/09/2020 
 
https://drive.google.com/file/d/1j7dHj9r25xQEzh3lft_1TUJbZjXMzumt/view 
ACESSADO DIA 11/09/2020 
 
https://drive.google.com/file/d/1sh9scommM2t9uVPoSyi1cMxybBC5LX8y/view 
ACESSADO 12/09/2020. 
 
https://www.monografias.com/pt/docs/Relat%C3%B3rio-sedimenta%C3%A7%C3%A3o-P3RB9P5H5
https://www.monografias.com/pt/docs/Relat%C3%B3rio-sedimenta%C3%A7%C3%A3o-P3RB9P5H5
https://moodle.ufsc.br/pluginfile.php/1195176/mod_resource/content/1/Sedimentacao.pdf%20ACESSADO%20EM%2013/09/2020
https://moodle.ufsc.br/pluginfile.php/1195176/mod_resource/content/1/Sedimentacao.pdf%20ACESSADO%20EM%2013/09/2020
https://drive.google.com/file/d/1j7dHj9r25xQEzh3lft_1TUJbZjXMzumt/view%20ACESSADO%20DIA%2011/09/2020
https://drive.google.com/file/d/1j7dHj9r25xQEzh3lft_1TUJbZjXMzumt/view%20ACESSADO%20DIA%2011/09/2020
https://drive.google.com/file/d/1sh9scommM2t9uVPoSyi1cMxybBC5LX8y/view%20ACESSADO%2012/09/2020
https://drive.google.com/file/d/1sh9scommM2t9uVPoSyi1cMxybBC5LX8y/view%20ACESSADO%2012/09/2020