sedymentacja
Sedymentacja — Sedymentacja, opadanie – proces opadania cząstek ciał stałych rozproszonych w cieczy, zachodzący pod wpływem siły grawitacji lub sił bezwładności, w wyniku którego następuje całkowite oddzielenie fazy rozproszonej (cząstek ciała stałego) od fazy rozpraszającej (cieczy) bądź, w przypadku cząstek niewielkich, wytwarza się stan równowagi pomiędzy fazami (stan równowagi sedymentacyjnej); proces sedymentacji wykorzystywany jest do otrzymywania zagęszczonych zawiesin cząstek stałych lub do oczyszczania (klarowania) cieczy.
Układ dyspersyjny
Układ dyspersyjny jest mieszaniną składającą się z co najmniej dwóch faz – fazy rozproszonej (rozdrobnionych cząstek danej substancji) oraz fazy rozpraszającej (ośrodka dyspersyjnego), w której cząstki tej substancji są rozproszone. Faza rozproszona i faza rozpraszająca mogą występować we wszystkich stanach skupienia z wyjątkiem układu gaz-gaz, który występuje wyłącznie w przypadku roztworów właściwych (powietrze).
W zależności od stopnia rozdrobnienia (dyspersji) cząstek fazy rozproszonej wyróżnia się:
- roztwory właściwe (roztwory rzeczywiste) – układy o rozdrobnieniu drobinowym; mieszaniny jednorodne (homogeniczne), w których faza rozproszona składa się z cząstek o rozmiarach mniejszych od 1 nm (atomy, cząsteczki, jony
- koloidy – układy o rozdrobnieniu pośrednim; mieszaniny niejednorodne (heterogeniczne), których faza rozproszona składa się z cząstek osiągających rozmiary 1 nm – 1 μm; cząstki fazy rozproszonej nie ulegają sedymentacji; mieszaniny stabilne;
- zawiesiny (suspensje) – układy o rozdrobnieniu mechanicznym; mieszaniny niejednorodne (heterogeniczne), których faza rozproszona składa się z cząstek osiągających rozmiary powyżej 1 μm; rozproszone cząstki zawiesin o gęstości większej od gęstości cieczy ulegają sedymentacji pod wpływem siły grawitacji lub sił bezwładności; mieszaniny mało stabilne z termodynamicznego punktu widzenia.

Sedymentacja
Sedymentacja, opadanie (łac. sedimentum – osad, fusy) jest procesem opadania zawiesiny cząstek ciała stałego rozproszonych w cieczy, zachodzącym pod wpływem działania siły grawitacji (np. w odstojnikach) lub siły bezwładności – siły odśrodkowej (np. w wirówkach sedymentacyjnych). W wyniku procesu sedymentacji następuje całkowite oddzielenie fazy rozproszonej (cząstek ciała stałego) od fazy rozpraszającej (cieczy) bądź, w przypadku cząstek o niewielkich rozmiarach, dochodzi do wytworzenia się stanu równowagi pomiędzy fazami (równowaga sedymentacyjna).
Sedymentacja jest procesem zachodzącym pod warunkiem istnienia różnicy gęstości pomiędzy cząstkami fazy rozproszonej i cząstkami fazy rozpraszającej. Sedymentacji ulegają więc mieszaniny niejednorodne (zawiesiny) o gęstości wyższej niż gęstość cieczy.
Proces ten zależy także od stężenia, rozmiaru, kształtu i masy opadających cząstek ciała stałego oraz lepkości cieczy. Szybkość sedymentacji jest wprost proporcjonalna do rozmiaru i masy opadających cząstek oraz odwrotnie proporcjonalna do lepkości cieczy, tzn. zachodzi tym szybciej, im większe i cięższe są cząstki i im mniejsza jest lepkość cieczy, w której cząstki te są rozproszone.

Rodzaje sedymentacji
Zależnie od charakteru i ilości cząstek ciała stałego w zawiesinie wyróżnia się:
- sedymentację (opadanie) cząstek ziarnistych (zawiesiny ziarnistej) – cząstki stałe opadają na dno z jednakową prędkością (np. ziarna piasku, żwiru, grudki ziemi);
- sedymentację (opadanie) cząstek kłaczkowatych (zawiesiny kłaczkowatej) – cząstki stałe opadają na dno z coraz większą prędkością wskutek zlepiania się w większe aglomeraty (kłaczki) (np. osad czynny – żywa zawiesina bakterii heterotroficznych i pierwotniaków, osady powstałe wskutek strącania metali ciężkich, miał węglowy).
Zależnie od stężenia cząstek ciała stałego w zawiesinie wyróżnia się:
- sedymentację (opadanie) swobodne – zawiesiny o niskim stężeniu cząstek stałych; każda cząstka opada oddzielnie i nie wywiera wpływu na inne opadające cząstki; prędkość swobodnego opadania zależy wyłącznie od różnicy gęstości cząstki i cieczy, rozmiaru i kształtu cząstki oraz lepkości cieczy; proces charakterystyczny dla zawiesin ziarnistych;
- sedymentację (opadanie) zakłócone – zawiesiny o dużym stężeniu cząstek stałych; cząstki stałe oddziałują na siebie wzajemnie podczas opadania oraz łączą się w większe aglomeraty, w związku z czym prędkość opadania zależy również od stężenia cząstek stałych w zawiesinie; proces charakterystyczny dla zawiesin kłaczkowatych;
- sedymentację (opadanie) strefowe – zawiesiny o bardzo wysokim stężeniu cząstek stałych; w przekroju zawiesiny można wyróżnić poszczególne strefy – górną strefę opadania (warstwę klarownej cieczy); środkową strefę przejściową (warstwę o stężeniu cząstek stałych równym stężeniu początkowemu zawiesiny) oraz dolną strefę zagęszczania (warstwę skompresowanego osadu); proces charakterystyczny dla zawiesin kłaczkowatych i zawiesin niekłaczkujących.

Znaczenie procesu sedymentacji
Sedymentacja wykorzystywana jest do otrzymywania zagęszczonych zawiesin cząstek stałych oraz oczyszczania (klarowania) cieczy zawierającej zawiesinę cząstek stałych. Sedymentacja zachodząca pod wpływem siły grawitacji stosowana jest w pierwszym etapie oczyszczania wody i ścieków, obejmującym oczyszczanie mechaniczne – usuwanie zawiesin ziarnistych (ziaren piasku i żwiru) w piaskownikach oraz usuwanie małych zawiesin i koloidów w osadnikach (odstojnikach).
Wskaźnik opadania erytrocytów (ang. erythrocyte sedimentation rate, ESR) jest badaniem laboratoryjnym wykorzystującym zjawisko sedymentacji w diagnostyce procesów zapalnych, reumatycznych i nowotworowych. Polega na pomiarze drogi opadania erytrocytów w niekrzepnącej krwi w ciągu 1 godziny.


