Gases industriais e ar comprimido

A medição de umidade com sensores de ponto de orvalho ou transmissores é um dos muitos parâmetros monitorados em uma ampla gama de aplicações industriais, especialmente na produção de gases industriais e especiais, bem como no uso de sistemas de ar comprimido.

Monitoramento do processo

O monitoramento do teor de umidade dos gases de processo é essencial para manter a qualidade consistente do produto e proteger os equipamentos de distribuição e produção de gases contra danos. No entanto, a medição da umidade também é cada vez mais usada como um meio para aumentar a eficiência energética e reduzir os custos operacionais, especialmente quando se utiliza um sistema de secagem a gás.

Medição de umidade em sistemas de ar comprimido

O ar comprimido, geralmente chamado de "quarta instalação industrial", fornece energia para impulsionar muitos processos e sistemas industriais diferentes, desde ferramentas pneumáticas e equipamentos de processamento de materiais até instalações de preparação de alimentos e reciclagem de resíduos.

Um sistema típico usa um compressor para inalar e pressionar a atmosfera. Depois, através da combinação de filtros de tratamento de ar e secadores, é armazenado no dispositivo de recepção, a partir do qual é distribuído através de tubos para o ponto de uso conforme necessário.

A atmosfera geralmente contém poluentes como partículas, água e vapor de óleo (dependendo do ambiente). Em circunstâncias normais, estes normalmente não são considerados perigosos, mas quando o ar é comprimido e o volume diminui, a concentração de poluentes e o risco associado de danos a equipamentos a jusante ou produtos fabricados em contato com o ar aumentam. Por exemplo, a umidade corroe os equipamentos internos e as superfícies dos tubos e resulta na emulsão do lubrificante, enquanto em aplicações como a produção de alimentos, a umidade estimula o crescimento de micróbios prejudiciais.

Em condições atmosféricas e ambientais normais, cerca de 23 g de vapor de água são contidos por metro cúbico de ar a 35°C e 60% de umidade relativa. Aumentar a pressão para 7 bar aumentará a concentração de vapor 8 vezes; Neste exemplo, cada metro cúbico de ar comprimido conterá 184 g de vapor de água. Observe que a temperatura aumenta quando o ar passa pelo compressor. Com o resfriamento, a capacidade do ar para conter o mesmo volume de água diminui e, portanto, o vapor condensa na forma líquida.

Um compressor típico de 90 kW funciona oito horas por dia e produz 970 m³ de ar comprimido e 140 litros de água. A Associação Britânica de Ar Comprimido (BCAS) publicou um guia de boas práticas sobre filtragem e secagem de ar comprimido (BPG104), que explica que "após a compressão e o subsequente resfriamento, o ar comprimido é retirado do resfriador posterior e 100% saturado com vapor de água".

Secador de ar comprimido

Assim, o papel do secador em cada sistema de ar comprimido é essencial para reduzir ou eliminar a presença de água. Os secadores usam técnicas de refrigerante, película fina ou adsorção (secador) que geralmente exigem que as grandes cargas de vapor de água esperadas sejam atendidas para cada aplicação.

Tradicionalmente, o cálculo do ciclo de secagem ideal é baseado na duração do tempo necessário para ajustar a capacidade conhecida do ar comprimido, e a seleção do secador é geralmente feita apenas com base nos níveis de consumo de energia descritos por cada fabricante. Embora essa abordagem possa ser aceitável em situações de baixos custos energéticos, pode ser defeituosa quando os custos aumentam e as margens operacionais estão sob pressão crescente, pois pode resultar em um tempo de funcionamento (consumo de energia) muito maior do que o necessário.

Tudo o que precisa ser feito para isso é um controle preciso do processo de secagem para que a secagem pare imediatamente quando o teor de umidade no ar comprimido atingir os níveis corretos. É aqui que os sensores e transmissores de ponto de orvalho desempenham um papel fundamental, pois eliminam o desperdício de energia, mantendo a qualidade do ar ideal.

É difícil resumir quanto energia pode ser poupada adicionando um sensor de ponto de orvalho integrado, porque cada aplicação é diferente. No entanto, apropriadamente, para aplicações que produzem ar comprimido a longo prazo, como a produção de alimentos, o consumo de energia é significativamente reduzido em comparação com aplicações de ar comprimido onde os secadores não controlam eficazmente a umidade.

Medição da umidade na fabricação de gases industriais

O mesmo acontece na fabricação de gases industriais, como oxigênio e nitrogênio.

Devido a fatores como manuseio manual, problemas de saúde e segurança e custos de transporte e armazenamento, as pessoas estão gradualmente deixando de usar gás engarrafado e grandes tanques de armazenamento. Em vez disso, cada vez mais empresas estão usando geradores de gás de campo.

Estes sistemas geralmente usam adsorção por pressão transformada (PSA) ou tecnologia de membrana para separar fluxos de oxigênio e nitrogênio de alta pureza de fontes de ar comprimido. Embora os adsorbentes usados ​​no sistema PSA e as fibras vazias, as membranas semipermeáveis ​​removam a umidade durante a separação do gás, ainda é essencial provar que o ar seco produzido por cada secador cumpre os critérios corretos.

Além disso, a medição de umidade ou a integração de sensores de ponto de orvalho assegurará que o sistema de secagem funcione de forma eficiente, garantindo uma qualidade de ar excelente e ajudando a reduzir o consumo de energia e os custos operacionais.

Rastreabilidade, segurança e tranquilidade

Independentemente da aplicação, um dos principais benefícios da capacidade de monitorar com precisão o teor de umidade no ar comprimido ou no fluxo de ar separado é que o gás pode ser provavelmente seguro e apropriado para uso. Especialmente em algumas áreas críticas de produção, como alimentos e farmacêuticos, a presença de água pode ter um efeito destrutivo sobre os produtos que estão sendo fabricados. A norma ISO para a qualidade do ar comprimido é a ISO 8573.1, que define os níveis permitidos de partículas, umidade e poluição por óleo.

Normas de qualidade do ar comprimido

Diversidade de opções

O uso de uma nova geração de sensores de umidade ou transmissores de ponto de orvalho, como a nossa série SF, desempenhará um papel importante na redução do consumo de energia e na melhoria da qualidade do produto ou do processo. Estes instrumentos são capazes de medir o ponto de orvalho, o teor de umidade e as pequenas concentrações de umidade. Eles oferecem repeatabilidade, uma variedade de opções, para OEMs e dispositivos de conversão.