Aire comprimido de alta calidad, desde su generación a su aplicación

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  01 02 Introducción Aire comprimido de alta calidad, desde su generación a su aplicación aerospace climate control electromechanical filtration fluid & gas handling hydraulics pneumatics process control
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01 02 Introducción Aire comprimido de alta calidad, desde su generación a su aplicación aerospace climate control electromechanical filtration fluid & gas handling hydraulics pneumatics process control sealing & shielding ENGINEERING YOUR SUCCESS.. Contenido Nos dedicamos a la filtración, la purificación y la separación...1 La contaminación del aire comprimido es un problema real...3 Fuentes y tipos de contaminación en un sistema de aire comprimido...3 Los contaminantes de aire comprimido en detalle...5 Eliminación de contaminantes...7 Una solución para cada contaminante...9 Son iguales todos los filtros y secadores de aire comprimido?...11 La filosofía de diseño de Parker domnick hunter...12 Servicio posventa...13 Una solución especializada para cada aplicación...13 01 02 Introducción Nos dedicamos a la filtración, la purificación y la separación Parker domnick hunter es líder mundial en filtración, purificación y separación de aire comprimido y gases. El uso de instalaciones de producción eficientes permite aumentar los volúmenes y mejorar la calidad de los productos que se van a fabricar a un coste más bajo. Los periodos de inactividad y la falta de fiabilidad son inaceptables. Un elemento fundamental en la mayoría de entornos de producción modernos es la red de aire comprimido, lo que suele denominarse el cuarto servicio. Debe ser totalmente fiable y eficaz. Para garantizar el máximo rendimiento y fiabilidad, Parker domnick hunter protege toda su red de aire comprimido, proporcionando el aire comprimido de la mejor calidad, justamente allí donde se necesita. Aire comprimido: El cuarto servicio El aire comprimido es una fuente de energía segura y fiable muy utilizada en la industria. Aproximadamente el 90% de todas las empresas utilizan aire comprimido, que se conoce como el cuarto servicio, en alguna parte de sus operaciones. A diferencia del gas, el agua y la electricidad, suministrados a las instalaciones por un proveedor de servicios y sujetos a estrictas tolerancias y especificaciones de calidad, el aire comprimido lo genera el usuario in situ. Por consiguiente, la calidad del aire comprimido y el coste de producción de este potente servicio son responsabilidad del usuario. Estas soluciones de aire comprimido de primera clase mejoran el rendimiento y la fiabilidad de la producción al tiempo que reducen el consumo de energía, las emisiones de CO 2 y los costes de funcionamiento para conseguir un tiempo de actividad del 100% y una tranquilidad absoluta. 03 04 La contaminación del aire comprimido: un problema real para la industria En las actuales instalaciones de producción modernas, el uso de aire comprimido es a menudo imprescindible en los procesos de fabricación. Independientemente de si el aire comprimido entra en contacto directo con el producto o se utiliza para automatizar un proceso, proporcionar fuerza motriz, envasar productos o incluso generar otros gases in situ, un suministro de aire comprimido limpio, seco y fiable resulta esencial para que la producción sea eficiente y rentable. Fuentes y tipos de contaminación en un sistema de aire comprimido Conocer las fuentes de contaminación del aire comprimido y los tipos de contaminantes que se deben reducir o eliminar es un factor clave en el diseño de un sistema de aire comprimido eficiente. En un sistema de aire comprimido corriente hay diez contaminantes principales que se deben eliminar o reducir para proteger al consumidor y conseguir que las instalaciones de producción sean seguras y rentables. Estos contaminantes proceden de cuatro fuentes diferentes. Fuente 1 Aire atmosférico Los compresores captan grandes cantidades de aire atmosférico, que llena continuamente el sistema con contaminantes invisibles como, por ejemplo: Vapor de agua Suciedad atmosférica Vapores de aceite Microorganismos Fuente 2 El compresor de aire Además de los contaminantes que se captan de la atmósfera, los compresores lubricados con aceite aportan pequeñas cantidades de aceite de la etapa de compresión. Este aceite estará en forma de: Aceite líquido Aerosoles de aceite Vapores de aceite Después de la fase de compresión, el posrefrigerador refrigerará el aire, condensando el vapor de agua e introduciéndolo en el aire comprimido en forma de: Agua líquida Aerosoles de agua Fuentes 3 y 4 Dispositivos de almacenamiento y tuberías de distribución de aire comprimido Cuando el aire abandona el compresor contiene ocho contaminantes. El receptor de aire (dispositivo de almacenamiento) y las tuberías del sistema que distribuyen el aire comprimido por la instalación pueden almacenar grandes cantidades de estos contaminantes. Además, enfrían el aire comprimido caliente y saturado, lo que causa una gran condensación, añadiendo más agua líquida al sistema y facilitando así la corrosión y la proliferación microbiológica: Óxido Incrustaciones 05 06 Contaminantes y fuentes en un sistema de aire comprimido Contaminación atmosférica que entra en el compresor Vapor de agua Microorganismos Suciedad atmosférica Vapores de aceite Fuente de contaminación Nº 1 Aire ambiente Fuente de contaminación Nº 2 El compresor de aire Fuente de contaminación Nº 3 El depósito de aire Vapor de agua El agua entra en el sistema de aire comprimido por la admisión del compresor en forma de vapor o gas. La capacidad del aire de retener vapor de agua depende de su presión y su temperatura. Cuanto mayor sea la temperatura, más vapor de agua podrá retener el aire y, cuanto mayor sea la presión, mayor cantidad de vapor de agua se condensará. El compresor admite y comprime un gran volumen de aire, haciendo que temperatura de este aire aumente considerablemente. Este aire caliente retiene fácilmente el vapor de agua que había en el aire atmosférico. Agua líquida condensada y aerosoles de agua Después de la compresión, el aire comprimido se enfría normalmente en un posrefrigerante a una temperatura de servicio. Esta refrigeración reduce la proporción de vapor de agua que el aire puede retener, por lo que una parte del vapor se condensa en forma de agua líquida. El agua líquida se elimina a continuación mediante un drenaje de condensado instalado en el separador de agua del posrefrigerante. El aire que sale del posrefrigerador y entra en el sistema de aire comprimido ahora está saturado al 100% con vapor de agua. Cualquier refrigeración posterior del aire comprimido tendrá como resultado la condensación del vapor de agua. La condensación se produce en diversos puntos por todo el sistema, a medida que el aire se va enfriando más a su paso por el receptor de aire, las tuberías de distribución y al producirse la expansión del aire en las válvulas, los cilindros, las herramientas y la maquinaria. El aire saturado, los aerosoles de agua y el agua líquida provocan los siguientes problemas: Corrosión en el sistema de almacenamiento y distribución Daños en las válvulas, los cilindros, las herramientas y los equipos de producción Daños en los productos y los envases que están en contacto directo con el aire Aumento de la contaminación microbiológica Reducción de la eficacia de la producción Mayores costes de mantenimiento Vapores de aceite El aire atmosférico también contiene aceite en estado gaseoso (vapores de aceite) procedente de procesos industriales ineficientes y de los tubos de escape de los vehículos. Tal como pasa con otros contaminantes, el vapor de aceite entra en la admisión del compresor y pasa por el filtro de admisión. Normalmente, las concentraciones varían entre 0,05 y 0,5 mg por metro cúbico, pero pueden aumentar considerablemente si el compresor se encuentra cerca de carreteras y tráfico denso. Además, los lubricantes utilizados en la fase de compresión de un compresor también se pueden vaporizar y pasar al sistema de aire comprimido. Estos vapores de aceite se enfrían y se condensan. Los vapores de aceite también pueden contaminar los productos y los envases con olor a aceite, o provocar malestar a los trabajadores. Sala del compresor Contaminación introducida por el depósito de aire y las tuberías de distribución Óxido Incrustaciones Contaminación introducida por el compresor Aerosoles de agua Agua procedente de condensado Aceite líquido Aerosoles de aceite Contaminación total que entra en el sistema de distribución de aire comprimido Vapor de agua Microorganismos Suciedad atmosférica Vapores de aceite Aerosoles de agua Agua procedente de condensado Aceite líquido Aerosoles de aceite Óxido Incrustaciones Fuente de contaminación Nº 4 Las tuberías de distribución Aceite líquido y aerosoles de aceite La mayoría de los compresores de aire actuales todavía emplean aceite en su fase de compresión para funciones de cierre, lubricación y refrigeración. El aceite está en contacto directo con el aire cuando éste se comprime; sin embargo, debido a la eficiencia de los separadores de aire/aceite modernos incorporados en el compresor, solamente una pequeña proporción de este aceite lubricante pasa al sistema de aire comprimido en estado líquido, en forma de aerosol (normalmente menos de 5 mg/m 3 para un compresor de tornillo con un buen mantenimiento) o en forma de vapor de aceite. El líquido y los aerosoles se mezclan con agua en el sistema y forman un condensado ácido y espeso. El condensado procedente del compresor provoca daños en el sistema de almacenamiento y distribución de aire comprimido, los equipos de producción, los productos y los envases. Suciedad atmosférica El aire atmosférico en entornos industriales y urbanos contiene normalmente entre 140 y 150 millones de partículas de suciedad por cada metro cúbico. Puesto que el 80% de estas partículas tienen un tamaño inferior a las 2 micras, resultan demasiado pequeñas para ser atrapadas en el filtro de admisión de aire y acceden fácilmente al sistema de aire comprimido. Microorganismos El aire atmosférico puede contener hasta 100 millones de microorganismos por metro cúbico. Bacterias, virus, hongos y esporas penetran en la admisión del compresor de aire y, gracias a su tamaño, pasan directamente a través de los filtros de admisión del compresor y hacia el sistema de aire comprimido. El aire comprimido, cálido y húmedo, es un entorno ideal para su proliferación. Muchas aplicaciones críticas requieren condiciones de esterilidad y, si entra aire comprimido contaminado en contacto Óxido e incrustaciones El óxido y las incrustaciones procedentes de la tubería se pueden atribuir directamente a la presencia de agua en el sistema de aire comprimido y se encuentran normalmente en los depósitos de aire y en las tuberías de distribución. Con el tiempo, el óxido y las incrustaciones se desprenden y pueden causar daños u obstrucciones en los directo o indirecto con los productos, envases o maquinaria de producción, esta esterilidad se vería comprometida. La pérdida de esterilidad puede causar enormes daños económicos a una empresa, ya que un microorganismo puede: Perjudicar al consumidor Mermar la calidad del producto Hacer que un producto resulte completamente inadecuado para su uso Provocar la retirada de un producto Dar lugar a acciones legales contra una empresa equipos de producción y también contaminar el producto final y los procesos. Los problemas causados por el óxido y las incrustaciones suelen aumentar durante cierto tiempo tras la instalación de secadores en sistemas de tuberías antiguos que anteriormente se utilizaban sin equipos de purificación o con equipos inadecuados. 07 08 Eliminación de contaminantes Para que un sistema de aire comprimido sea seguro y rentable, la contaminación se debe eliminar o reducir a límites aceptables. Si no se elimina la contaminación, pueden producirse numerosos problemas en el sistema de aire comprimido, como por ejemplo: Contaminación microbiológica Corrosión en los recipientes de almacenamiento y el sistema de distribución Daños en los equipos de producción Bloqueo o congelación de válvulas, cilindros, motores y herramientas de aire comprimido Cambios de desecante prematuros y no planificados para los secadores de adsorción Además de los problemas relacionados con el propio sistema de aire comprimido, si se permite el escape de contaminación de, por ejemplo, agua, partículas, aceite y microorganismos desde válvulas, cilindros, motores y herramientas de aire comprimido, el entorno de trabajo puede volverse insalubre, con riesgo para la salud, bajas de personal y reclamación de compensaciones económicas. En última instancia, la contaminación del aire comprimido tendrá los resultados siguientes: Procesos de producción ineficientes Productos deteriorados, estropeados o reprocesados Menor eficacia de la producción Aumento de los costes de fabricación Contaminantes del aire comprimido A muchos usuarios de sistemas de aire comprimido les sorprende descubrir que hay hasta 10 contaminantes fundamentales en un sistema de aire comprimido. A menudo se consideran solamente tres contaminantes presentes: suciedad, agua y aceite. No obstante, si se estudian más detenidamente, estos tres contaminantes se pueden dividir en los siguientes: Suciedad Microorganismos Suciedad atmosférica y partículas sólidas Óxido Incrustaciones Agua Vapor de agua Agua procedente de condensado Aerosoles de agua Aceite Vapores de aceite Aceite líquido Aerosoles de aceite Es importante estudiar cada contaminante detenidamente, puesto que, debido a la diversidad de la contaminación presente, se deben utilizar distintas tecnologías de purificación para su eliminación. Reducción/eliminación de contaminación Tecnologías de los equipos de purificación Agua condensada Vapor de agua Aerosoles de agua Suciedad atmosférica y partículas sólidas Microorganismos Vapores de aceite Aceite líquido y aerosoles de aceite Óxido e incrustaciones Separadores de agua Filtros coalescentes Filtros de adsorción Secadores de adsorción Secadores de refrigeración Filtros de eliminación de polvo Filtros microbiológicos* * Para garantizar el máximo nivel de seguridad alimentaria y la máxima vida útil, Parker domnick hunter recomienda que todo el aire de alto riesgo con contacto y sin contacto se trate con un filtro de esterilización para eliminar toda la contaminación microbiana. 09 10 Una solución para cada contaminante Sala del compresor Filtros coalescentes Separador de agua Filtro de eliminación de polvo Filtro de eliminación de polvo Compresor Depósito de aire y drenaje Secador de adsorción (desecante) Filtro de adsorción Separadores de agua Los separadores de agua eliminan el grueso del agua condensada y del aceite líquido, y se utilizan para proteger los filtros coalescentes de la contaminación líquida masiva (por ejemplo, si se produce una refrigeración excesiva en los depósitos de aire y las tuberías de distribución instaladas antes del equipo de purificación). Los separadores de agua solo eliminan líquidos, no eliminan ni agua ni aceite en forma de aerosol o vapor. Los diseños que hacen uso de la fuerza centrífuga proporcionan el método más eficiente para la eliminación de líquidos, ya que utilizan una combinación de cambio de dirección y fuerza centrífuga para optimizar la eficiencia de la separación y reducir el coste energético. Filtros coalescentes Por lo que respecta a los equipos de purificación, los filtros coalescentes resultan vitales para un funcionamiento rentable de cualquier sistema de aire comprimido, independientemente del tipo de compresor instalado. Normalmente, un sistema de purificación constará de dos filtros coalescentes instalados en serie para eliminar aerosoles de agua y de aceite, suciedad atmosférica, microorganismos, óxido e incrustaciones. Los proveedores de compresores sin aceite especifican con frecuencia que uno de los filtros coalescentes sea un filtro de partículas y el otro, un filtro de eliminación de aceite; por lo tanto, en instalaciones de compresores sin aceite no se necesita el filtro de eliminación de aceite. En realidad, los dos filtros eliminan exactamente los mismos contaminantes. El primer filtro es un filtro de uso general que protege al segundo, el filtro de alta eficacia, frente a una contaminación por líquidos. Si se omite uno de los filtros creyendo que se trata de un filtro de eliminación de aceite, se obtendrá una mala calidad del aire debido a la derivación de contaminantes (arrastre), los costes operativos resultarán elevados a causa de la excesiva pérdida de presión del filtro y se deberán cambiar elementos del filtro con mayor frecuencia. Y lo más importante es que la omisión de uno de los filtros invalidará las garantías de rendimiento. La instalación de dos filtros coalescentes garantiza un suministro continuo de aire comprimido de alta calidad, con las ventajas añadidas de la reducción de los costes operativos y de un mantenimiento mínimo en comparación con un solo filtro de gran eficacia. Secadores de aire comprimido El vapor de agua es agua en estado gaseoso capaz de pasar a través de los separadores de agua y de los filtros coalescentes con tanta facilidad como el aire comprimido. Por lo tanto, el vapor de agua se elimina del aire comprimido por medio de un secador. La eficiencia de eliminación de vapor de agua de un secador (su rendimiento) se expresa en términos de punto de rocío a presión o PDP, por sus siglas en inglés. El punto de rocío es la temperatura a la que se produce condensación. Punto de rocío a presión o PDP es el punto de rocío del aire a una presión superior a la presión atmosférica. El punto de rocío se expresa como una temperatura (aunque no corresponde a la temperatura del aire). Un aire comprimido con un PDP de -20 C necesitaría que la temperatura bajase de los -20 C para que el vapor de agua se condensase en un líquido. Se recomienda un PDP de -40 C para todas las aplicaciones del sector alimentario en las que aire esté en contacto directo o indirecto con el equipo de producción, los ingredientes, los envases o los productos acabados, ya que un PDP inferior a -26 C no solo detendrá la corrosión, sino que también impedirá la proliferación de microorganismos. Aplicación Filtro de eliminación de polvo Filtro aséptico Tuberías Transair Filtro de eliminación de polvo Filtro de eliminación de polvo Filtro aséptico Secadores de adsorción El vapor de agua se elimina del aire comprimido por medio de un secador de adsorción. Los secadores de adsorción eliminan la humedad al pasar el aire por un material desecante regenerativo que adsorbe la humedad del aire. Este tipo de secador es extremadamente eficiente. El punto de rocío a presión que se especifica habitualmente en un secador de adsorción es de -40 C, ya que así no solo se evita la corrosión, sino que también se impide la proliferación de microorganismos. Para las aplicaciones críticas se suele especificar un punto de rocío a presión de -70 C. Secadores de refrigeración (no se muestran) Los secadores de refrigeración funcionan enfriando el aire, por lo que quedan limitados a puntos de rocío a presión positivos para impedir la congelación del líquido condensado. Se utilizan habitualmente para aplicaciones generales y proporcionan puntos de rocío a presión de +3 C, +7 C o +10 C. Los secadores de refrigeración no son adecuados para instalaciones en que las tuberías se puedan ver afectadas por temperaturas ambiente inferiores al punto de rocío del secador, es decir, sistemas de tubería en exterior o aplicaciones críticas como las relacionadas con alimentos, bebidas o productos farmacéuticos, ya que no impiden la proliferación de microorganismos. Filtración de adsorción (carbón activo) El vapor de aceite es aceite en estado gaseoso, capaz de pasar a través de un filtro coalescente con tanta facilidad como el aire comprimido. Por lo tanto, se deben utilizar filtros de eliminación de vapores de aceite con un lecho grande de adsorbente de carbón activo, para eliminar con eficacia los vapores de aceite y proporcionar la máxima protección frente a la contaminación por aceite. Filtros de eliminación de polvo Los filtros de eliminación de polvo se utilizan para la elimi
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