Guia Abrangente para Remoção de Contaminantes do Ar Comprimido

Hoje, virtualmente todos os processos químicos industriais usam ou interagem com sistemas de ar comprimido. Compressão de ar é necessária na maioria dos processos, seja para adicionar textura a produtos, secar equipamentos esterilizados, desviar itens e ingredientes ao longo da linha de montagem ou realizar uma série de outras tarefas.

Ao longo de todos esses processos que usam sistemas de ar comprimido, a contaminação é possível. Quando isso acontece, a qualidade dos produtos será comprometida. No pior dos casos, a contaminação pode levar a riscos à saúde, especialmente na fabricação de alimentos. Este artigo discute contaminação comum e como abordá-las em um ambiente industrial.

Regulamentações de Contaminação de Ar Comprimido

Como os processos industriais dependem fortemente de sistemas de ar comprimido, a Organização Internacional de Normalização estabeleceu padrões para ar limpo e seco. Esses padrões são detalhados na ISO 8573-1.

Os padrões de pureza cobrem a contaminação de partículas, água, óleo e até micróbios no ar comprimido, independentemente de onde a amostra foi coletada no sistema.

Requisitos de Ar Comprimido Médico

Na esfera médica, há mais regulamentações a considerar. O ar comprimido precisa estar em conformidade com o Código de Saúde 99 da Associação Nacional de Proteção contra Incêndio (ou simplesmente NFPA 99) para ser adequado para uso médico.

De acordo com o Código, odor, água, monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrocarbonetos gasosos, hidrocarbonetos halogenados, óleo e particulados são contaminantes potenciais.

Várias agências, como os Centros de Serviços Medicare e Medicaid, A Comissão Conjunta e autoridades locais com jurisdição, exigem que as instalações usem sistemas de ar comprimido em conformidade com o Código de Saúde.

Requisitos de Ar Comprimido para Fabricação de Alimentos

A indústria de fabricação de alimentos tem requisitos adicionais semelhantes. O Instituto de Qualidade de Alimentos Seguros (SQFI) introduziu recentemente testes anuais de processadores de alimentos para rastrear níveis de contaminação em particulados, água, óleo, organismos microbiológicos e gases relevantes.

Segundo a Food Engineering, o ar comprimido na fabricação de alimentos pode incluir os seguintes contaminantes:

• Hidrocarbonetos
• Vírus
• Bactérias
• Umidade
• Óleo
• Partículas sólidas

O ar comprimido entra em contato direto com itens alimentícios ou ingredientes durante os seguintes processos:

• Ensacamento
• Sparging/Mistura
• Secagem
• Facas de Ar
• Exaustão Pneumática

Devido a todas essas interações, é importante garantir a pureza do ar comprimido. O mesmo é verdade em vários graus nos processos de outros setores industriais.

Quais Contaminantes Estão Presentes no Ar Comprimido?

Podem haver diversos contaminantes no ar comprimido, dependendo de sua aplicação, ambiente, equipamentos usados, materiais e vários outros fatores. Dito isso, esses contaminantes geralmente se enquadram nas seguintes quatro categorias principais:

• Partículas — Esta categoria inclui ferrugem, limalhas, partículas de desgaste e até sujeira atmosférica. Esses contaminantes também são às vezes referidos como partículas ou contaminantes sólidos/secos.
• Água — Esta categoria inclui água em suas diferentes formas, como vapor de água, líquido ou aerossol. Além de representar potenciais problemas de saúde, a umidade em sistemas de ar comprimido também pode afetar a longevidade do equipamento.
• Óleo — Seja de equipamentos ou materiais, sistemas de ar comprimido são constantemente expostos a óleo e podem transportá-los. A quantidade de óleo no sistema depende de certos fatores, como as ferramentas e materiais usados e a idade e eficiência do sistema.
• Microrganismos — Uma mistura de umidade e óleo no sistema de ar comprimido pode ser um terreno fértil para microrganismos como bactérias ou bacteriófagos. Em condições ideais, esses organismos podem se multiplicar livremente e causar uma ampla gama de riscos futuros.

O padrão internacional ISO 8573-1 inclui mais detalhes sobre cada categoria e os contaminantes sob elas.

Métodos para Remoção de Contaminantes em Sistemas de Ar Comprimido

Os seguintes são os dois principais métodos para minimizar contaminação em sistemas de ar comprimido:

Filtração

Filtros de fibra são usados para separar os contaminantes do ar. Vários fatores, incluindo a permeabilidade do meio filtrante, a temperatura durante o processo e a concentração de óleo, afetam a taxa de sucesso do processo de filtração, especialmente quando se trata de contaminantes menores.

Pós-resfriamento

O processo de compressão de ar geralmente aumenta sua temperatura. Isso significa que o ar direto do compressor provavelmente terá temperatura entre 70 e 200 °C. Por causa disso, água, óleo e outros contaminantes semelhantes serão mais difíceis de separar.

Usar pós-resfriadores torna mais fácil direcionar líquido da condensação para recipientes, impedindo que circulem no sistema.

Diretrizes Gerais para Remoção de Contaminantes

Mesmo com filtros e pós-resfriadores no sistema, a contaminação pode continuar a ser um problema se não forem usados corretamente. Aqui estão alguns ponteiros importantes para ajudar a reduzir a contaminação em sistemas de ar comprimido e aproveitar ao máximo os filtros e pós-resfriadores presentes:

• Classificação em Microns — Pode ser tentador assumir que filtros com classificações de microns menores são mais eficazes e cobrem mais contaminantes, mas eles também apresentam problemas. Materiais de filtro anunciando eficácia contra partículas tão pequenas quanto 0,01 µm, por exemplo, são enganosos pelos seguintes motivos:
  • Pode ser mais fácil separar partículas tão pequenas comparado a contaminantes maiores como 0,1 µm.
  • Contaminantes tão pequenos quanto 0,01 µm, ou cerca de 5000 vezes menores que um fio de cabelo humano, podem não ter impacto discernível em processos industriais.
  • Os contaminantes mais comuns, como óleo aerossol, estão entre 0,1 a 1,0 µm de tamanho.

Ao escolher a classificação em microns de materiais de filtro, é melhor primeiro avaliar os tipos de contaminantes presentes no sistema e selecionar um que seja melhor usado contra eles.

• Material do Filtro — A classificação em microns não é a única qualidade importante de um filtro. Sua composição também desempenha um papel em quão eficaz será contra contaminantes.

É importante selecionar materiais de filtro que sejam restritivos o suficiente para separar com sucesso os contaminantes, enquanto também são permeáveis o suficiente para não restringir o fluxo de ar a um grau onde os custos adicionais de pressão e energia superem os benefícios.

• Intervalo de Substituição — Quando se trata de avaliar a viabilidade dos filtros no sistema, é importante lembrar que inspeções visuais podem não ser confiáveis. O desafio é substituir os filtros no momento certo, para não arriscar contaminação ou desperdiçar recursos.

Seguir um cronograma, guiado pelas especificações de fábrica do filtro, é o melhor curso de ação aqui.

Conclusão

Sistemas de ar comprimido são propensos a contaminação, seja por umidade, óleo ou microrganismos. Como todos os processos químicos industriais envolvem ar comprimido, é importante minimizar a contaminação para evitar consequências caras e perigosas no futuro.

Entender as regulamentações em torno da pureza do ar comprimido, os contaminantes potenciais e os métodos mais eficazes para reduzir a contaminação ajudará muito a preservar a pureza do ar.

Para saber mais sobre minimização de contaminação de sistemas de ar comprimido, entre em contato conosco. A JHFoster lida com automação industrial e sistemas de ar comprimido desde 1938.