Cómo comprobar la pureza del nitrógeno para un rendimiento óptimo
El gas nitrógeno desempeña un papel fundamental en todas las industrias, desde la conservación de alimentos hasta la fabricación de precisión. Sin embargo, cada aplicación requiere un nivel diferente de pureza, y exceder esas necesidades puede generar costes innecesarios.
Esta guía tiene como objetivo ayudar a las empresas a encontrar el equilibrio adecuado entre los niveles de pureza y la eficiencia operativa.
Industrias como el envasado de alimentos, el corte por láser y la fabricación de componentes electrónicos dependen del nitrógeno para sus operaciones diarias. Pero no todo el nitrógeno se crea igual. Saber cómo comprobar la pureza del nitrógeno ayuda a las empresas a cumplir con los estándares de la industria, optimizar la calidad y evitar costes excesivos.
Garantizar la calidad correcta del nitrógeno, incluida la pureza y la ausencia de contaminantes, salvaguarda el rendimiento, la seguridad y la integridad del producto. Aquí explicamos cómo comprobar la pureza del nitrógeno, qué estándares se aplican y cómo la generación in situ garantiza resultados uniformes y rentables.
¿Qué significa la pureza del nitrógeno y por qué es importante?
La pureza se refiere específicamente a la concentración de nitrógeno en el gas, es decir, qué cantidad del gas se compone de nitrógeno en comparación con otros elementos o compuestos. Por ejemplo, una pureza del nitrógeno del 99,999 % significa que solo hay un 0,001 % de otros gases. El coste de la generación de nitrógeno aumenta con el aumento de los requisitos de pureza. Una pureza mayor requiere más aire comprimido, más energía y, a menudo, un compresor y un generador de gas más grandes. Por lo tanto, aumentar la pureza no es gratuito.
La obtención de la pureza de nitrógeno adecuada permite utilizar un compresor y un generador más pequeños con menores costes de inversión, mantenimiento y energía. Buenas noticias: esto es cierto en la mayoría de las aplicaciones de gas, y la mayoría de las empresas pueden ahorrar mucho dinero en la generación de gas. La libertad de controlar la pureza y los costes contrasta con el gas comprado, que tiene una pureza fija debido a su proceso de producción.
Alta pureza frente a costes
Aunque el N2 5.0 (nitrógeno de una pureza del 99,999 %) puede ser necesario para laboratorios o uso médico, no todas las operaciones requieren ese nivel. Elegir la pureza adecuada y evitar una especificación excesiva ahorra costes significativos en energía y complejidad del sistema. Algunas industrias pueden optimizar los costes utilizando niveles de pureza inferiores. La diferencia de costes entre utilizar un 95 % y un 99,999 % de nitrógeno puede ser sustancial, principalmente debido a la energía necesaria para una purificación adicional.
El purificador de nitrógeno a través de hidrógeno (sistema Deoxo) de Atlas Copco presenta una nueva forma más rentable de producir nitrógeno de excelente pureza: la generación en dos etapas. Trabajando en tándem con un generador de nitrógeno, el NPH impulsa el nitrógeno de baja pureza al 99,999 % y más, a la vez que reduce el consumo de aire de alimentación en un 40 %.
¿Qué significa la calidad del nitrógeno y por qué es importante?
La calidad es un término más amplio que incluye no solo la pureza, sino también la presencia de contaminantes como humedad, aceite y partículas. Un suministro de nitrógeno de alta pureza podría seguir teniendo problemas de calidad si contiene contaminantes no deseados. Estas impurezas se eliminan utilizando los mejores filtros y secadores de su clase de Atlas Copco. Garantizar alta pureza y excelente calidad del gas es esencial para las industrias que dependen del nitrógeno para aplicaciones sensibles.
Diferentes industrias requieren diferentes niveles de pureza del nitrógeno
Elegir el nivel de pureza correcto es esencial, ya que los niveles de pureza más altos requieren más energía y filtración, lo que aumenta los costes innecesariamente cuando no se requiere nitrógeno con una pureza óptima.
Nivel de pureza
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Aplicaciones
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Finalidad
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99,5 %
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Envasado de alimentos y bebidas
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Evita la oxidación y prolonga la vida útil.
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99,99 %
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Corte por láser y procesamiento de metales
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Garantiza un corte de precisión con una oxidación mínima.
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99,999 %
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Componentes electrónicos e industria farmacéutica
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Protege los componentes sensibles de la contaminación.
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Nota: para usos farmacéuticos y médicos, el nitrógeno NF debe cumplir los estrictos estándares de la farmacopea de Estados Unidos (USP) o de la farmacopea europea en cuanto a pureza y manipulación.
El término "Nitrógeno NF" (N2 NF) hace referencia al nitrógeno que cumple con la norma de la Farmacopea, que se utiliza comúnmente en entornos médicos y farmacéuticos donde se requiere una pureza óptima.
Cómo comprobar la pureza del nitrógeno
Garantizar una alta pureza del nitrógeno requiere una supervisión periódica con herramientas especializadas. En un generador de nitrógeno, el método más común es utilizar sensores de oxígeno para medir el contenido de oxígeno residual.
En lugar de medir directamente el contenido de nitrógeno, el generador utiliza sensores para detectar la pequeña cantidad de oxígeno que queda después del proceso de separación de gases. Cuanto menor sea el contenido de oxígeno, más puro será el nitrógeno. La integración de sensores de oxígeno en su sistema ayuda a mantener una calidad constante del nitrógeno.
Factores que afectan a la pureza
- Presión de funcionamiento: la presión a la que funciona el generador de nitrógeno puede influir en la pureza del nitrógeno producido. Presiones más altas pueden mejorar la eficiencia de separación del nitrógeno de otros gases.
- Temperatura: la temperatura del aire de alimentación y el entorno de funcionamiento pueden afectar al rendimiento del proceso de separación de nitrógeno. Un control adecuado de la temperatura es esencial para mantener los niveles de pureza deseados.
- Caudal: el caudal del aire de alimentación a través del generador de nitrógeno afecta al proceso de separación. El ajuste del caudal puede ayudar a lograr y mantener la pureza del nitrógeno requerida.
- Calidad del aire de alimentación: la calidad del aire comprimido utilizado en el generador de nitrógeno es crucial. Los contaminantes como el vapor de agua, el aceite y las partículas se deben eliminar antes de que el aire entre en el proceso de separación para garantizar un nitrógeno de alta pureza.
- Configuración del módulo de membrana: la disposición y el número de módulos de membrana pueden afectar a la pureza de los generadores de nitrógeno basados en membrana. La configuración y el mantenimiento adecuados de estos módulos son necesarios para un rendimiento óptimo.
- Material adsorbente: en los sistemas de adsorción por cambio de presión (PSA), el tipo y el estado del material adsorbente (p. ej.: tamiz molecular de carbono) desempeñan un papel importante a la hora de determinar la pureza del nitrógeno producido.
- Posiciones y funcionamiento de las válvulas: la colocación y el funcionamiento correctos de las válvulas en el sistema del generador de nitrógeno son esenciales para controlar el caudal y la presión, lo que afecta a la pureza.
- Condiciones ambientales: factores externos como la temperatura ambiente y la humedad pueden influir en el proceso de generación de nitrógeno y su pureza.
- Mantenimiento y calibración: el mantenimiento y la calibración regulares del generador de nitrógeno y sus componentes son necesarios para garantizar unos niveles de pureza uniformes.
Cómo la generación de nitrógeno in situ garantiza una pureza rentable
El suministro tradicional de nitrógeno a granel implica almacenamiento, transporte y dependencia del proveedor, lo que puede aumentar los costes e introducir cierta inconsistencia en la pureza. La generación de nitrógeno in situ ofrece más control y consistencia.
Tecnologías clave:
Generadores PSA:
Proporcionan ajustes configurables, incluyendo N2 5.0 para una pureza óptima.
Generadores de membrana:
Ideales para necesidades de menor pureza (hasta el 99,5 %), con un menor consumo de energía
Ventajas:
Eliminar las irregularidades en el suministro
Mantener una pureza de N2 constante para su proceso específico
Reducir los costes operativos generando solo lo que necesita
Evitar retrasos o problemas en la cadena de suministro
Controlar la pureza del nitrógeno y adaptarla a su aplicación puede evitar desperdicios y garantizar el cumplimiento de los estándares de la industria, como el nitrógeno NF. La elección de los métodos de prueba adecuados y el entendimiento de las compensaciones de costes son clave. Para muchas empresas, la generación de nitrógeno in situ es la forma más inteligente de mantener una pureza fiable y rentable, sin comprometer el rendimiento.
¿Busca optimizar la pureza del nitrógeno y reducir los costes? Hable con nuestros expertos sobre las opciones disponibles.
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