El proceso de separación de gases en generadores de nitrógeno PSA (adsorción por inversión de presión, por las siglas en inglés “Pression Swing Adsorption”) se basa en la capacidad de fijar diferentes componentes de mezclas de gases y partículas a través de una sustancia física sólida. Estos son llamados adsorbentes.
Adsorción en generadores de nitrógeno
El proceso de separación de gases en generador de nitrogeno PSA se basa en la capacidad de fijar diferentes componentes de mezclas de gases y partículas a través de una sustancia física sólida. Estos son llamados adsorbentes.
Generadores de nitrógeno PSA “Pression Swing Adsorption”
La tecnología de generación de aire a nitrógeno a través del uso de procesos de adsorción en generadores de nitrógeno PSA está muy estudiada, y es ampliamente aplicada en instalaciones industriales para la recuperación de nitrógeno de alta pureza. Este es luego utilizado en diversas industrias, desde el envasado de alimentos hasta el instrumental de apoyo en laboratorio, como la Cromatografía de Líquidos con Espectrómetro de Masas (LC-MS) y la Cromatografía de Gases (GC).
Los generadores de nitrógeno PSA para estas aplicaciones científicas están diseñados para producir nitrógeno de alta pureza mediante la regulación de la adsorción de gas y la regeneración del adsorbente mediante presiones cambiantes en dos recipientes contenedores del adsorbedor-adsorbente. Este proceso necesita una temperatura constante, cercana a la temperatura ambiente.
El proceso de adsorción por inversión en cada uno de estos adsorbedores consiste en dos etapas funcionando en intervalos de unos pocos minutos. En la etapa de adsorción, moléculas de oxígeno, humedad y dióxido de carbono se difunden en la estructura porosa del adsorbente, mientras que a las moléculas de nitrógeno se les permite pasar a través del recipiente contenedor del adsorbedor-adsorbente y ser distribuidas en forma de nitrógeno de alta pureza para su aplicación.
Ventajas de los generadores de nitrógeno PSA
Calidad del gas nitrógeno
Los generadores de nitrógeno permiten la producción de nitrógeno de alta pureza a partir de la atmósfera circundante, la cual puede proveer hasta un 99.9995% de nitrógeno dependiendo del sistema generador de nitrógeno.
Fiabilidad del generador de nitrógeno
Los generadores de nitrógeno permiten una operación continua 24/7, otorgando un flujo ininterrumpido de gas cuando se lo necesita.
Flexibilidad del suministro de gas nitrógeno
La aplicación del gas nitrógeno puede ser variada y modificada sobre la marcha. Siempre y cuando el generador de nitrógeno pueda satisfacer los requerimientos de flujo y pureza de su aplicación, puede modificarse de un día para el otro con escasa dificultad.
Bajo coste de propiedad
Mediante la sustitución de la anticuada tecnología de cilindros, el ahorro en la producción de nitrógeno in situ excede con facilidad el 50% para una aplicación típica de LC-MS. El coste neto del nitrógeno producido en generadores de nitrógeno es significativamente inferior al coste del nitrógeno líquido o envasado.
Suministro de nitrógeno de larga duración
Los generadores in situ son altamente resistentes a vibraciones y golpes, químicamente inertes a las grasas e insensibles a la humedad. Con un mantenimiento adecuado, planificado, y generalmente anual, un generador puede fácilmente durar una década o más.
Desventajas de los generadores de nitrógeno PSA
Inversión de capital
La adquisición de un generador de gas puede significar una compra inicial significativa. Sin embargo, los laboratorios pueden recuperar rápidamente el gasto inicial mediante el ahorro en suministros de gas alternativos (tales como cilindros de nitrógeno) en menos de 12 meses.
Caudal
La pureza está directamente relacionada con el caudal. Los generadores de alta pureza y alto caudal son más costosos, sin embargo, la solución será de todos modos más barata a largo plazo en comparación con el suministro de gas a granel.
Un generador de nitrógeno PSA ofrece un suministro de nitrógeno más rentable para laboratorios analíticos que los métodos tradicionales de suministro de gas en cilindros o a granel. Los costes regulares del pedido de cilindros y el tiempo utilizado encargándolos una y otra vez, o cambiando los anteriores, ya no son requeridos.