L'aria ambiente è naturalmente contaminata, così come l'aria compressa che alimenta intere industrie. Le minacce invisibili come umidità, particelle e olio sono sempre presenti. Altri, come i residui di lubrificante o le particelle di corrosione, vengono introdotti durante la compressione e la distribuzione. Ognuno di questi fattori può influire seriamente su utensili, tubazioni, prodotti e processi.
Diamo un'occhiata più da vicino a questi nemici nascosti in modo da poter proteggere meglio i nostri sistemi di aria compressa.
Spesso pensiamo all'aria come invisibile, che ci circonda silenziosamente in ogni momento. E di solito, è vero, non lo vediamo. Ma ci sono momenti in cui l'aria diventa visibilee questi momenti rivelano qualcosa di importante.
Pensate a nebbia, smog o fumo. Quello che vediamo davvero sono particelle minuscole o umidità sospese nell'aria. E non si tratta solo di fenomeni visivi, ma anche di segni degli stessi contaminanti che possono rappresentare gravi sfide all'interno di un sistema di aria compressa.
Umidità, particelle di polvere, olio e microrganismi sono le minacce più comuni alle tubazioni dell'aria compressa. Se non gestiti correttamente, possono compromettere le prestazioni, l'efficienza e l'affidabilità. Ecco perché capire cosa c'è nell'aria non è solo utile, ma essenziale.
Il primo contaminante che possiamo incontrare è l'umidità contenuta nell'aria ambiente. Entra nel sistema di tubazioni dell'aria compressa attraverso l'aspirazione sotto forma di vapore acqueo. Questo vapore acqueo è il contaminante più importante nell'aria compressa in termini di volume totale e forma la maggior parte della contaminazione liquida che si può trovare nel sistema dell'aria.
Il contenuto d'acqua viene misurato in termini di punto di rugiada. È la temperatura alla quale l'aria compressa è ancora in grado di gestire il suo contenuto di vapore acqueo prima che l'umidità formi condensa.
Se l'umidità non viene rimossa, può ridurre la durata delle apparecchiature pneumatiche a causa della corrosione. Inoltre, potrebbe portare alla crescita batterica, con un impatto negativo sulla qualità dei prodotti finali. Ciò è particolarmente problematico nelle applicazioni dei settori alimentare, delle bevande e farmaceutico.
Un compressore che funziona a 7 bar(e) comprime l'aria fino a 8 volte il suo volume. Ciò riduce anche la capacità dell'aria di trattenere il vapore acqueo di un fattore 8. La quantità di acqua rilasciata è considerevole. Ad esempio, un compressore d'aria da 100 kW che aspira aria a 20 °C e con un'umidità relativa del 60% fornirà circa 85 litri d'acqua durante un turno di 8 ore. Di conseguenza, la quantità di acqua che verrà separata dipende dall'area di applicazione dell'aria compressa. Questo, a sua volta, determina quale combinazione di refrigeratori ed essiccatori è adatta.
La quantità di olio nell'aria compressa dipende da diversi fattori, tra cui il tipo di macchina, il design, l'età e le condizioni.
Esistono due tipi principali di design del compressore a questo riguardo:
Nei compressori lubrificati, l'olio è coinvolto nel processo di compressione ed è incluso anche nell'aria compressa (totalmente o parzialmente). Tuttavia, nei moderni compressori a pistone e a vite lubrificati, la quantità di olio è molto limitata.
In questo caso, è conosciuto come contaminante da compressione.
Ad esempio, in un compressore a vite a iniezione di olio, il contenuto di olio nell'aria è inferiore a 3 mg/m3 a 20 °C. Il contenuto di olio può essere ulteriormente ridotto utilizzando filtri multistadio. Se si sceglie questa soluzione, è importante considerare i limiti di qualità, i rischi e i costi energetici coinvolti.
Tutto inizia con l'aria ambiente che deve essere compressa. In un tipico ambiente industriale, può contenere più di 140 milioni di particelle di sporco per metro cubo. Quando viene compresso, questi contaminanti si concentrano in linea con l'aumento della pressione dell'aria.
Ciò significa che l'aria compressa può contenere molte volte più particelle di sporco. Purtroppo, la maggior parte di esse è così piccola (inferiore a due micron) che un filtro di ingresso ne rimuove solo il 20%.
Sono presenti i cosiddetti "contaminanti del sistema di distribuzione." Tali contaminanti possono includere particelle di ruggine provenienti dai tubi di distribuzione che penetrano nel flusso di aria compressa.
Oltre l'80% delle particelle che contaminano l'aria compressa è inferiore a 2 µm. Queste particelle minuscole passano facilmente attraverso il filtro di ingresso del compressore, diffondendosi attraverso le tubazioni dove si mescolano con umidità, residui di olio e depositi nelle tubazioni. Ciò crea le condizioni ideali per la crescita dei microrganismi.
Questi organismi, inclusi batteri, virus e batterofagi, possono essere invisibili, ma rappresentano una vera minaccia. I batteri variano da 0,2 a 4 µm, mentre i virus possono avere dimensioni fino a 0,04 µm. Qualsiasi elemento inferiore a 1 µm può passare attraverso i filtri di ingresso standard. Essendo organismi viventi, si moltiplicano rapidamente nelle giuste condizioni. L'elevata umidità, soprattutto nei sistemi senza aria di essiccazione, ne accelera la crescita.
Posizionare un filtro ad alta efficienza subito dopo il compressore aiuta, ma la filtrazione da sola non è sufficiente. I microrganismi e gli aerosol possono ancora penetrare o rigenerarsi su entrambi i lati di un filtro.
La difesa più efficace prevede due fasi:
Aria essiccante per mantenere l'umidità relativa al di sotto del 40%.
Installazione di un filtro sterile che consenta una regolare sterilizzazione a vapore o una facile pulizia.
Questo approccio protegge gli impianti, i prodotti e i processi, garantendo aria compressa pulita e affidabile in ogni fase del processo.
Quando l'olio e l'umidità sono presenti nell'aria compressa, forniscono l'ambiente ideale per la crescita di microrganismi come batteri, virus e batterofagi.
Essendo organismi viventi, si moltiplicano quando le condizioni sono giuste, specialmente nell'aria compressa non essiccata con un'elevata umidità. Ciò è particolarmente importante in settori come quello alimentare e delle bevande, medico o farmaceutico, in cui la contaminazione può avere gravi conseguenze.
Fortunatamente, ci sono buone notizie: con il trattamento giusto, come filtri ed essiccatori,il sistema dell'aria compressa può essere protetto da tutti questi contaminanti.
Se volete scoprire come, il primo passo è determinare la qualità dell'aria richiesta per la vostra applicazione, ad esempio se dovete soddisfare una determinata classe ISO.
Questa guida copre tutto ciò che occorre sapere sul trattamento dell'aria, dai tipi di contaminanti ai requisiti di qualità dell'aria.
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