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Como verificar a pureza do azoto para um desempenho ideal

O azoto gasoso desempenha um papel vital em todas as indústrias, desde a conservação de alimentos até ao fabrico de precisão. No entanto, diferentes aplicações requerem diferentes níveis de pureza e exceder essas necessidades pode resultar em custos desnecessários.

Este guia tem como objetivo ajudar as empresas a encontrar o equilíbrio certo entre os níveis de pureza e a eficiência operacional. 

Indústrias como o embalamento de alimentos, o corte a laser e o fabrico de componentes eletrónicos dependem do azoto para as operações diárias. Porém, nem todo o azoto é produzido da mesma forma. Saber como verificar a pureza do azoto ajuda as empresas a cumprir as normas da indústria, a otimizar a qualidade e a evitar custos excessivos.

 

Garantir a qualidade certa do azoto, incluindo a pureza e a ausência de contaminantes, salvaguarda o desempenho, a segurança e a integridade do produto. Aqui explicamos como verificar a pureza do azoto, que normas se aplicam e como a produção no local garante resultados consistentes e rentáveis.

O que significa a pureza do azoto e porque é importante?

A pureza refere-se especificamente à concentração de azoto no gás, ou seja, quanto do gás é composto por azoto em comparação com outros elementos ou compostos. Por exemplo, uma pureza de azoto de 99,999% significa que apenas 0,001% dos outros gases estão presentes. O custo da produção de azoto aumenta quanto mais elevados forem os requisitos de pureza. As purezas mais elevadas requerem mais ar comprimido, mais energia e, muitas vezes, um compressor e gerador de gás maiores. Uma maior pureza tem um preço. 

 

Obter a pureza certo do azoto permite um compressor e gerador mais pequenos com custos de investimento, manutenção e energia mais baixos. Boas notícias: isto é verdade para a maioria das aplicações de gás e a maioria das empresas pode poupar muito dinheiro na produção de gás. A liberdade de controlar a pureza e os custos contrasta com o gás adquirido, que tem uma pureza fixa devido ao seu processo de produção.

Pureza elevada vs. custo

Embora N2 5.0 (azoto com uma pureza de 99,999%) possa ser necessário para laboratórios ou utilização médica, nem todas as operações exigem esse nível. Escolher a pureza certa, e evitar especificações excessivas, poupa custos significativos em termos de energia e complexidade do sistema. Algumas indústrias podem otimizar os custos utilizando níveis de pureza mais baixos. A diferença de custos entre o azoto com uma pureza de 95% e de 99,999% pode ser substancial, principalmente devido à energia necessária para uma purificação adicional.

custos do azoto

purificador de azoto através de hidrogénio (sistema Deoxo) da Atlas Copco apresenta uma nova forma mais económica de produzir azoto de elevada pureza: produção de duas fases. Trabalhando em tandem com um gerador de azoto, o NPH aumenta o azoto de baixa pureza para 99,999% e mais, reduzindo o consumo de ar de alimentação em 40%.

O que significa a qualidade do azoto e porque é importante?

Qualidade é um termo mais amplo que inclui não só a pureza, mas também a presença de contaminantes como humidade, óleo e partículas. Um fornecimento de azoto de elevada pureza pode continuar a ter problemas de qualidade se contiver contaminantes indesejados. Estas impurezas são removidas utilizando os melhores filtros e secadores da Atlas Copco. Garantir a elevada pureza e a boa qualidade do gás é essencial para as indústrias que dependem do azoto para aplicações sensíveis.

Diferentes indústrias requerem diferentes níveis de pureza do azoto

Escolher o nível de pureza correto é essencial, uma vez que níveis de pureza mais elevados exigem mais energia e filtragem, aumentando desnecessariamente os custos quando não é necessário azoto de pureza ultra elevada. 

 

 

Nível de pureza

 

 

 

 

Aplicações

 

 

 

 

Finalidade

 

 

 

 

99,5% 

 

 

 

 

Embalamento de produtos alimentares e bebidas

 

 

 

 

Evita a oxidação e prolonga a vida útil.

 

 

 

 

99,99%

 

 

 

 

Corte a laser e processamento de metais 

 

 

 

 

Garante um corte de precisão com oxidação mínima.

 

 

 

 

99,999%

 

 

 

 

Produtos eletrónicos e farmacêuticos

 

 

 

 

Protege os componentes sensíveis da contaminação. 

 

 

Nota: para utilizações farmacêuticas e médicas, o azoto NF deve cumprir as rigorosas normas da Farmacopeia dos EUA (USP) ou da Farmacopeia Europeia em termos de pureza e manuseamento. 

 

O termo "Azoto NF" (N2 NF) refere-se ao azoto que cumpre a norma do Formulário Nacional, comummente utilizado em ambientes médicos e farmacêuticos onde a pureza ultra elevada é essencial.

Como verificar a pureza do azoto

Garantir uma elevada pureza do azoto requer monitorização regular com ferramentas especializadas. Num gerador de azoto, o método mais comum é utilizar sensores de oxigénio para medir o teor de oxigénio residual.

 

Em vez de medir diretamente o teor de azoto, o gerador utiliza sensores para detetar a pequena quantidade de oxigénio que permanece após o processo de separação de gás. Quanto mais baixo for o teor de oxigénio, mais puro é o azoto. A integração de sensores de oxigénio no seu sistema ajuda a manter uma qualidade consistente do azoto.

moléculas de oxigénio e azoto

Fatores que afetam a pureza

  • Pressão de funcionamento: a pressão à qual o gerador de azoto funciona pode influenciar a pureza do azoto produzido. Pressões mais elevadas podem melhorar a eficiência de separação do azoto de outros gases.
  • Temperatura: a temperatura do ar de alimentação e do ambiente de funcionamento pode afetar o desempenho do processo de separação de azoto. O controlo adequado da temperatura é essencial para manter os níveis de pureza pretendidos.
  • Caudal: o caudal do ar de alimentação através do gerador de azoto afeta o processo de separação. O ajuste do caudal pode ajudar a atingir e a manter a pureza de azoto necessária.
  • Qualidade do ar de alimentação: a qualidade do ar comprimido utilizado no gerador de azoto é crucial. Os contaminantes como vapor de água, óleo e partículas devem ser removidos antes de o ar entrar no processo de separação para garantir azoto de elevada pureza.
  • Configuração do módulo de membrana: a disposição e o número de módulos de membrana podem afetar a pureza nos geradores de azoto baseados em membrana. A configuração e a manutenção adequadas destes módulos são necessárias para um desempenho ideal.
  • Material adsorvente: nos sistemas de adsorção com modulação de pressão (PSA), o tipo e a condição do material adsorvente (por exemplo, peneira molecular de carbono) desempenham um papel significativo na determinação da pureza do azoto produzido.
  • Posições e função das válvulas: o posicionamento e funcionamento adequados das válvulas no sistema do gerador de azoto são essenciais para controlar o fluxo e a pressão, afetando assim a pureza.
  • Condições ambientais: fatores externos como a temperatura ambiente e a humidade podem influenciar o processo de produção de azoto e a sua pureza.
  • Manutenção e calibração: a manutenção e a calibração regulares do gerador de azoto e dos seus componentes são necessárias para garantir níveis de pureza consistentes.

Como a produção de azoto no local garante uma pureza económica

O fornecimento tradicional de azoto a granel implica armazenamento, transporte e dependência do fornecedor, o que pode aumentar os custos e introduzir inconsistências de pureza. A produção de azoto no local oferece mais controlo e consistência. 

Principais tecnologias:

  • Geradores PSA: 

    Fornecem definições ajustáveis, incluindo n2 5.0 para pureza ultra elevada

  • Geradores de membrana: 

    Ideais para necessidades de menor pureza (até 99,5%), com menor consumo de energia

Vantagens:

  • Elimine as inconsistências dos fornecedores

  • Mantenha uma pureza de N2 consistente para o seu processo específico

  • Reduza os custos operacionais produzindo apenas o que precisa

  • Evite atrasos ou problemas na cadeia de fornecimento 

Monitorizar a pureza do azoto e adaptá-la à sua aplicação pode evitar desperdícios e garantir a conformidade com as normas da indústria, como o azoto NF. Escolher os métodos de teste corretos e compreender os compromissos de custos é fundamental. Para muitas empresas, a produção de azoto no local é a forma mais inteligente de manter uma pureza fiável e económica sem comprometer o desempenho.

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