Tecnología de vacío para procesos químicos y farmacéuticos
¿Alguna vez te has imaginado ver imágenes como esta de cerca?
El calentamiento global contribuye a que esta realidad sea cada día más frecuente. Ya
En muchas partes del mundo, más muertes están relacionadas directa o indirectamente con la falta de
beber agua que debido a otros factores comunes en nuestro medio como endémica
enfermedades, pandemias, catástrofes naturales, accidentes, etc.
Del total de agua presente en el planeta, se sabe que hasta la fecha aproximadamente:
97.5% es agua salada no potable sin procesamiento previo
2.5% es agua dulce o potable
De esto, el 2.5% ya es escaso, casi el 69.7% está presente en glaciares, el 30% es parte de
acuíferos subterráneos y solo el 0,3% está formado por ríos y arroyos
Seleccionar la tecnología de vacío más adecuada para aplicaciones de procesos químicos y farmacéuticos suele ser una tarea difícil. En primer lugar, un sistema de vacío debe poder ofrecer el caudal requerido a la presión de funcionamiento y así garantizar el tiempo de vaciado requerido. En segundo lugar, no puede ser sensible a los gases de proceso y debe cumplir con todos los requisitos en términos de limpieza CIP (limpieza en el lugar) y recuperación de gas. La fiabilidad y la rentabilidad también juegan un papel importante a la hora de elegir una tecnología de vacío.
En este documento destacamos las tres tecnologías de vacío más utilizadas en procesos tecnológicos químicos y farmacéuticos.
• Bombas de vacío de anillo líquido
• Bombas de vacío de tornillo seco
• Bombas de vacío de paletas rotativas lubricadas con aceite
Bombas de vacío de anillo líquido
Las bombas de vacío de anillo líquido (fig. 1) se utilizan en muchas aplicaciones. Se trata de bombas rotativas de desplazamiento positivo con un impulsor colocado excéntricamente en una cámara cilíndrica (fig. 2). Por lo general, se utiliza agua como líquido operativo. La rotación del impulsor crea un anillo líquido dentro de la cámara que sella los espacios entre cada una de sus palas. El gas se transporta a través de los espacios creados entre el centro, las palas y el anillo líquido. Gracias a la posición excéntrica del impulsor, el volumen de estos espacios aumenta, y así el gas es aspirado por la entrada de aspiración. A medida que el impulsor continúa girando, el volumen de estos espacios se reduce, por lo que el gas se comprime y se descarga nuevamente a través del conducto de escape.
Después de muchos años de uso, estas bombas han demostrado ser generadores de vacío robustos y fiables en procesos químicos. El líquido operativo disipa continuamente el calor de compresión en la cámara de compresión, de modo que la bomba funciona casi isotérmicamente. Esto significa que el gas de proceso no se calienta demasiado y la bomba funciona a temperaturas relativamente bajas. Esto reduce considerablemente el riesgo de reacciones o explosiones no deseadas. Las bajas temperaturas de funcionamiento también facilitan la condensación de vapores y gases, lo que aumenta el caudal nominal de la bomba de vacío.
Generalmente se usa agua para generar el anillo líquido. En la práctica también se utilizan etilenglicol, aceites minerales o disolventes orgánicos. La presión final alcanzada por la bomba de vacío depende de la presión de vapor y la viscosidad del líquido. La viscosidad del líquido operativo afectará el consumo de energía de la bomba de vacío.
Las bombas de vacío de anillo líquido están disponibles en diferentes versiones, con diferentes materiales y sellos.
Ventajas de las bombas de vacío de anillo líquido:
• La entrada de vapores o líquidos al sistema prácticamente no les afecta
• Sus diferentes versiones de material les permiten adaptarse al proceso de gas
Bombas de vacío de tornillo seco
La tecnología de vacío de tornillo seco también se utiliza ampliamente en las industrias química y farmacéutica. Sin embargo, es una tecnología relativamente nueva en comparación con el anillo líquido.
En la década de 1990, Busch presentó la primera bomba de vacío de tornillo seco en el mercado, la COBRA AC. La principal diferencia con la bomba de vacío de anillo líquido descrita anteriormente es el hecho de que las bombas de vacío de tornillo (fig. 3) no necesitan un líquido operativo para comprimir el gas de proceso. Por esta razón, se denominan bombas de vacío de tornillo «seco».
En una bomba de vacío de tornillo, dos rotores en forma de tornillo giran en direcciones opuestas (fig. 4). La solución bombeada queda atrapada entre el cilindro y los tornillos, se comprime y se transporta a la salida de gas. Durante el proceso de compresión, los rotores no entran en contacto entre sí ni con el cilindro. La precisión en su fabricación y el mínimo espacio entre las partes móviles son los dos factores que hacen posible este principio de funcionamiento, y así se garantiza un vacío límite <0,1 mbar.
Las bombas de vacío de tornillo utilizan refrigeración por agua, lo que garantiza una distribución homogénea de la temperatura en todo el cuerpo de la bomba y, por tanto, la estabilidad térmica durante todo el proceso.
Ventajas de las bombas de vacío de tornillo seco:
• Compresión seca, sin posibilidad de contaminación o reacción entre el gas de proceso y el líquido de operación
• Alto nivel de vacío
• Eficiencia energética
• Puede diseñarse para casi todos los gases de proceso gracias a la selección de materiales y la regulación de temperatura
Desventajas de las bombas de vacío de tornillo seco:
• Son sensibles a las partículas que ingresan al sistema
• No se pueden utilizar con gases de proceso que tienden a ser reactivos a altas temperaturas.
Reanudar
Todas las tecnologías de generación de vacío discutidas en este documento tienen ventajas y desventajas. No existe una solución ideal para todas las aplicaciones. Por esta razón, es importante consultar con un experto en vacío y considerar todos los parámetros importantes del proceso: desde las condiciones del proceso, los gases del proceso y la integración con el control del proceso, hasta la rentabilidad, la seguridad y la confiabilidad. fiabilidad de la futura generación de vacío. En la mayoría de los casos, tener en cuenta estos factores le permite obtener un sistema de vacío que se adapta directamente a sus necesidades.
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