Nosso ar ambiente está inerentemente sujo. Como resultado, o mesmo acontece com o ar comprimido que mantém indústrias inteiras funcionando. Está sob constante ataque de pequenos inimigos invisíveis. Quem são esses pequenos agressores? São diferentes contaminantes que estão presentes em nosso ar ambiente a todo momento, como umidade, poeira e vestígios de óleo. Alguns deles também são adicionados durante o processo de compressão, como óleo usado como lubrificante ou partículas de corrosão que podem se soltar durante a distribuição do ar.
Cada um deles pode causar sérios danos aos seus processos de produção, ao sistema de tubulação de ar comprimido, às ferramentas e aos produtos.
Vamos conhecer cada uma dessas ameaças, o que nos permitirá proteger efetivamente nossos sistemas de ar comprimido.
Pensamos no ar como algo invisível e ao nosso redor. E, na maioria das vezes, não podemos vê-lo. No entanto, existem circunstâncias em que podemos e elas ilustram os contaminantes que um sistema de ar comprimido enfrenta. Por exemplo, vemos o ar na forma de neblina, poluição ou fumaça.
Nesses casos, a umidade ou partículas minúsculas o tornam visível. E essas são duas das principais ameaças enfrentadas por um sistema de tubulação de ar comprimido.
Então, existe a umidade contida em nosso ar ambiente. Ela entra no sistema de tubulação de ar comprimido através da admissão na forma de vapor de água. Este vapor de água é o contaminante mais proeminente no ar comprimido em termos de volume total e forma a maior parte da contaminação líquida que pode ser encontrada no sistema de ar.
O teor de água é medido em termos de ponto de orvalho. É a temperatura na qual o ar comprimido ainda é capaz de lidar com seu teor de vapor de água antes que a umidade forme condensação.
Se a umidade não for removida, poderá reduzir a vida útil do equipamento pneumático por corrosão. Além disso, pode levar ao crescimento bacteriano, o que pode afetar negativamente a qualidade dos produtos finais. Isso é especialmente problemático em aplicações nos setores de alimentos e bebidas, e produtos farmacêuticos.
Embora a qualidade do ar não seja tão importante para alguns processos, é crucial para aplicações nos setores de alimentos & bebidas e produtos farmacêuticos, onde o crescimento bacteriano seria particularmente prejudicial.
Um compressor que trabalha com uma sobrepressão de 7 bar(e) comprime o ar a 7/8 do seu volume. Isso também reduz a capacidade do ar de reter vapor de água em 7/8. A quantidade de água liberada é considerável. Por exemplo, um compressor de 100 kW que aspira ar a 20 °C e umidade relativa de 60% desprenderá aproximadamente 85 litros de água durante um turno de 8 horas. Consequentemente, a quantidade de água que será separada depende da área de aplicação do ar comprimido. Isso, por sua vez, determina qual combinação de resfriadores e secadores é adequada.
A quantidade de óleo no ar comprimido depende de vários fatores, incluindo o tipo de máquina, projeto, idade e condição. Existem dois tipos principais de projeto de compressor a este respeito: aqueles que funcionam com lubrificante na câmara de compressão e aqueles que funcionam sem lubrificante. Nos compressores lubrificados, o óleo está envolvido no processo de compressão e também incluído no ar comprimido (total ou parcialmente). No entanto, em compressores modernos de pistão e parafuso lubrificados, a quantidade de óleo é muito limitada.
Nesse caso, é conhecido como um contaminante de compressão.
Por exemplo, em um compressor de parafuso com injeção de óleo, o teor de óleo no ar é inferior a 3 mg/m3 a 20 °C. O teor de óleo pode ser reduzido ainda mais usando filtros de múltiplos estágios. Se essa solução for escolhida, é importante considerar as limitações de qualidade, riscos e custos de energia envolvidos.
Existem os chamados "contaminantes do sistema de distribuição". Esses podem incluir partículas de ferrugem dos tubos de distribuição que entram no fluxo de ar comprimido.
Tudo começa com o ar ambiente que deve ser comprimido. Em um ambiente industrial típico, ele pode conter mais de 140 milhões de partículas de sujeira por metro cúbico. Quando é comprimido, esses contaminantes são concentrados de acordo com o aumento da pressão do ar.
Isso significa que o ar comprimido pode conter muitas vezes mais partículas de sujeira. Infelizmente, a maioria delas é tão pequena (abaixo de dois mícrons) que um filtro de entrada remove apenas 20% delas.
Mais de 80% das partículas que contaminam o ar comprimido são menores que 2 µm e podem, portanto, passar facilmente pelo filtro de entrada do compressor. A partir desse ponto, as partículas se espalham pelo sistema de tubulação e se misturam com os resíduos de água e óleo e os depósitos de tubo. Isso pode resultar no crescimento de micro-organismos. Um filtro posicionado diretamente após o compressor pode eliminar esses riscos.
No entanto, para ter ar comprimido puro, deve-se manter o crescimento de bactérias após o filtro completamente sob controle. A situação é ainda mais complicada, pois gases e aerossóis podem se concentrar em gotículas (por meio de concentração ou carga elétrica), mesmo depois de passar por vários filtros. Micro-organismos podem germinar através das paredes do filtro e, por conseguinte, existir nas mesmas concentrações que na entrada, bem como nos lados de saída do filtro.
Os micro-organismos são extremamente pequenos e incluem bactérias, vírus e bacteriófagos. Tipicamente, as bactérias podem ser tão pequenas quanto 0,2 µm a 4 µm, e vírus de 0,3 µm a 0,04 µm. Contaminação menor que 1 µm de diâmetro e, consequentemente, micro-organismos que podem passar facilmente pelo filtro de entrada do compressor. Apesar de seu tamanho, esses micro-organismos são um problema grave em muitas indústrias, pois, como organismos vivos, são capazes de se multiplicar livremente sob certas condições. Investigações estabeleceram que os micro-organismos prosperam em sistemas de ar comprimido com ar não seco em alta umidade (100%).
O óleo e outras contaminações atuam como nutrientes e permitem o desenvolvimento de micro-organismos. O tratamento mais eficaz envolve a secagem do ar a uma umidade relativa abaixo de 40% (isso pode ser obtido usando qualquer tipo de secador), e a instalação de um filtro estéril no sistema. O filtro estéril deve ser instalado em um alojamento de filtro que permita a esterilização a vapor in situ ou que possa ser facilmente aberto. A esterilização deve ser realizada com frequência para manter um ar de boa qualidade.
Os contaminantes podem prejudicar sua produção de três maneiras principais.
Especificamente, eles podem
reduzir o desempenho do próprio sistema de ar comprimido
afetar negativamente seu equipamento movido a ar
afetar a integridade e a qualidade de seus produtos finais
Individualmente, cada um deles pode afetar negativamente seu sistema. Em combinação, no entanto, eles podem ser ainda piores. Por exemplo, o óleo e a umidade do ar comprimido podem permitir que os microrganismos contidos no ar de admissão cresçam e se proliferem.
Isso representa um sério desafio. Afinal, um metro cúbico de ar ambiente pode conter mais de 140 milhões de partículas – de poeira a micro-organismos como bactérias, vírus e bacteriófagos. Na verdade, eles são tão pequenos (os microrganismos variam de 0.0.4 µm a 4 µm) que não podem ser capturados por um filtro de entrada.
Por serem organismos vivos, eles se multiplicariam se as condições fossem adequadas, como no ar comprimido não seco.
Isso é particularmente ruim nas indústrias de alimentos & bebidas, produtos farmacêuticos e médicos, poderia ter consequências catastróficas se microorganismos como bactérias e fungos contaminassem alimentos e produtos farmacêuticos.
Protegendo seu sistema de ar comprimido
Felizmente, temos boas notícias: com o tratamento correto, como filtros e secadores, seu sistema de ar comprimido pode ser protegido de todos esses contaminantes.
Se você quiser descobrir como, a primeira etapa é determinar a qualidade do ar necessária para sua aplicação, por exemplo, se você precisar atender a uma determinada classe ISO.
Neste guia, você aprenderá tudo o que precisa saber sobre tratamento do ar. Desde diferentes tipos de contaminantes até conhecer seus requisitos de qualidade do ar; este guia abrange todos os assuntos importantes sobre o tratamento do ar.
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