Il valore e l’importanza dell’aria compressa all’interno degli impianti industriali, a prescindere dal settore, sono ormai evidenti: la definizione di quarto utility testimonia infatti il ruolo necessario che riveste per garantire la continuità operativa.
Tuttavia, diversamente dalle altre utenze, l’aria compressa viene generata in loco e ciò significa che la sua qualità deve essere gestita e garantita nell’impianto stesso.
La purezza dell’aria compressa, infatti, incide direttamente sulla sicurezza prima di tutto ma anche sulla performance degli impianti così come sulla qualità del prodotto finale.
L’aria ambiente deve necessariamente essere trattata in modo adeguato perché le particelle che contiene, il vapore acqueo, i microrganismi, gli agenti chimici e le spore di cui è composta, una volta avvenuta la compressione, aumentano e si trasformano in un elemento aggressivo contaminante potente.
La microfiltrazione dell’aria compressa, perciò, garantisce non solo la continuità operativa e una gestione più oculata dell’approvvigionamento energetico, ma si rivela un fattore determinante per assicurare la qualità del prodotto tutelando operatori e sistemi.
Analizziamo più nel dettaglio come sicurezza e performance possono essere salvaguardati agendo sull’intero ecosistema della microfiltrazione.
Contesto e usi tipici
Le funzioni dell’aria compressa all’interno degli impianti industriali sono evidentemente diverse: è proprio l’uso specifico che determina il trattamento necessario richiesto caso per caso.
Per essere più espliciti, non tutta l’aria compressa deve assicurare completa sterilità ma in ogni contesto in cui viene impiegata deve essere trattata per rimuovere vapore acqueo e particelle contaminanti.
Il processo meccanico della compressione aumenta la densità dei contaminanti nell’aria compressa, aggiungendo a quelli presenti nell’aria ambiente gli oli di lubrificazione e la cosiddetta condensa acida, in cui sono presenti agenti acidi e oleosi.
L’aria compressa viene generalmente applicata in questi contesti:
- automazione pneumatica e aria di potenza, in questo scenario l’aria non trattata adeguatamente aumenta l’attrito interno e le particelle solide contaminanti riducono la vita utile dei componenti;
- aria strumentale, responsabile del controllo di processo in impianti di vario tipo serve per garantire precisione, ripetibilità e affidabilità, quando non filtrata in modo adeguato compromette l’intero processo producendo il blocco delle valvole di sicurezza e il fermo;
- aria di processo a contatto indiretto, utilizzata indirettamente appunto nel processo produttivo, in questo contesto l’aria esausta non trattata compromette la sicurezza degli operatori e aumenta il rischio di contaminazione di altre linee adiacenti;
- aria di processo a contatto diretto, il caso in cui l’aria compressa raggiunge fisicamente il prodotto finale o ne diventa parte integrante, in questa situazione il trattamento di microfiltrazione deve assicurare standard di purezza completa per risultare conforme e garantire la qualità del prodotto.
Cosa si intende per microfiltrazione dell’aria compressa
Nella microfiltrazione, le particelle da catturare e isolare dall’aria del circuito sono molto piccole sotto il profilo della dimensione, perciò vengono trattenute da meccanismi di filtrazione articolati.
I sistemi di filtrazione intercettano le particelle contaminanti solide di diverse dimensioni secondo meccanismi fisici diversi: l’impatto inerziale per quelle di dimensioni maggiori, l’intercettazione diretta le particelle di dimensioni medie e il meccanismo a diffusione per quelle più piccole, i virus e le nanoparticelle.
Come abbiamo evidenziato in precedenza, la gestione della condensa e dei liquidi in fase di aerosol è determinante per la qualità dell’aria compressa: la microfiltrazione, oltre a catturare le particelle solide, deve rimuovere gli aerosol liquidi e i vapori.
I filtri a coalescenza agiscono per rimuovere i contaminanti liquidi e in aerosol mentre i carboni attivi, per esempio, filtrano per assorbimento i gas.
I vantaggi strategici nei diversi settori
Sotto il profilo normativo, la microfiltrazione dell’aria compressa è necessaria per la conformità agli standard di riferimento. Ogni settore, però, ha evidentemente richieste diverse: ciò che però vale in modo trasversale per tutti i comparti industriali è la valorizzazione della qualità dell’aria e quindi della microfiltrazione a favore di un miglioramento della vita utile degli impianti, della qualità del prodotto e di una riduzione dei rischi legati alla sicurezza.
Esaminiamo i benefici strategici della microfiltrazione nei diversi settori.
Industria alimentare e farmaceutica
In questo comparto specifico, la contaminazione microbica e chimica è un fattore regolato dai più alti standard e linee guida di conformità legale (Regolamento CE 1935/2004 e HACCP/BCAS 102).
Nel settore alimentare e farmaceutico, infatti, la microfiltrazione dell’aria compressa è determinante e l’uso di sistemi altamente performanti è richiesto per evitare un danno sul prodotto finale e sull’immagine dell’azienda che possono comprometterne il futuro.
Industria elettronica
Il settore dell’elettronica produce microchip e componenti analoghi in situazioni che richiedono la massima purezza dell’aria per evitare la compromissione del prodotto finale.
L’utilizzo di sistemi di microfiltrazione avanzati protegge il valore della produzione garantendo appunto un alto tasso di rendimento: quando la purezza dell’aria è assicurata, la qualità del prodotto su larga scala è tutelata.
Settore dell’automotive
L’impiego dell’aria compressa nel settore automobilistico è molto diversificato: non si tratta solo dell’aria presente nella robotica che effettua l’assemblaggio o degli utensili utilizzati in fase di produzione, ma soprattutto dei processi di verniciatura delle carrozzerie.
La verniciatura, nello specifico, presenta criticità specifiche: la presenza di impurità come oli e siliconi nell’aria di atomizzazione della vernice compromette il risultato finale. La vernice non aderisce perfettamente alla superficie e si creano piccoli crateri che richiedono di levigare e riverniciare interamente il pezzo.
Dal punto di vista dell’automazione della linea, invece, per evitare fermi imprevisti è necessario migliorare la qualità dell’aria in modo da eliminare guasti pneumatici e ridurre le attività di manutenzione correttiva.
Stampaggio di materie plastiche
Le diverse tecniche di stampaggio delle materie plastiche presentano caratteristiche peculiari, a beneficio di tutte, però, va una maggiore qualità dell’aria. L’aria compressa, infatti, viene utilizzata non solo nel soffiaggio dei corpi cavi, ma per l’espulsione dei pezzi dagli stampi o per la movimentazione pneumatica dei granuli plastici.
Gli svantaggi di una scarsa qualità dell’aria determinano difetti estetici oltre che strutturali nel prodotto finale e danni agli stampi, nelle tecniche in cui vengono impiegati.
Anche in questo comparto, una microfiltrazione dell’aria compressa di valore assicura la continuità produttiva e diminuisce il tasso di scarto del prodotto finale.
Settore energetico
Nel comparto energetico l’aria compressa è responsabile del controllo delle valvole di regolazione delle turbine e dei sistemi di sicurezza.
In questa situazione la presenza di agenti contaminanti può rallentare la risposta delle valvole pneumatiche che si attivano in caso di emergenza causando danni alla turbina e compromettendo la sicurezza complessiva dell’impianto.
Tipologie di filtri e tecnologie di microfiltrazione dell’aria compressa
La purificazione dell’aria compressa si costruisce progressivamente, per questo generalmente vengono combinati sistemi e tecnologie di filtrazione che agiscono in serie.
I dispositivi sono di due tipologie principali: separatori di condensa e filtri, vediamo più dettagliatamente come funzionano.
Separatori di condensa
Utilizzati per rimuovere l’acqua liquida e le particelle solide di dimensioni maggiori, i separatori di condensa utilizzano l’effetto ciclone della forza centrifuga. Si tratta di dispositivi che generalmente vengono posizionati immediatamente dopo il compressore o l’essiccatore e aiutano a proteggere i sistemi di filtrazione successivi.
Filtri
I filtri funzionano secondo tecnologie e principi diversi, i filtri a coalescenza sono realizzati con un microfibre trattate per essere oleofobiche e idrofobiche in modo da ottenere aria “oil-free”.
Quelli a carboni attivi funzionano per adsorbimento e rimuovono efficacemente vapori d’olio e odori organici, sono il sistema di filtrazione necessario per ottenere aria compressa di Classe 1 o Classe 0 (secondo i riferimenti ISO 8573-1).
Ancora, i filtri sterili o di processo agiscono per garantire la cattura di microrganismi e particolato fine e vengono impiegati nei contesti che richiedono purezza al punto d’uso.
Norme, standard e certificazioni
Gli standard internazionali di riferimento per la qualità dell’aria compressa regolano sia il lavoro dei produttori di componenti che quello degli utenti finali.
La norma ISO 8573-1:2010 è il parametro globale per la purezza dell’aria che classifica tenendo in considerazione la concentrazione residuale di particelle solide, acqua e olio. Prevede 6 Classi di purezza per ognuna delle quali identifica i valori massimi di ciascuno dei tre contaminanti.
Lo standard ISO 12500 con le varie declinazioni seriali riguarda invece le prestazioni dei filtri, sempre suddivise a seconda della tipologia di contaminante. Questo sistema permette di valutare se un filtro è in grado di raggiungere il risultato, cioè la specifica Classe di purezza ISO 8573-1 richiesta dal settore.
I diversi comparti industriali, inoltre, presentano norme precise che regolano la qualità del prodotto finale, su tutti i settori alimentare e farmaceutico.
La consulenza di Airex per la microfiltrazione dell’aria compressa
La microfiltrazione dell’aria compressa diventa quindi uno strumento efficace per garantire performance e sicurezza. Intendendo con performance più fattori: la qualità del prodotto finale, la riduzione del tasso di scarto, l’incremento della vita utile dei componenti e in generale la diminuzione dei fermi. Sotto il profilo della sicurezza va considerata quella di operatori e dell’ambiente di lavoro nel suo complesso.
Il cuore di Airex risiede nella consulenza alle aziende per quanto riguarda la gestione dell’aria compressa in modo da massimizzare la performance contenendo al minimo i rischi all’operatività e alla sicurezza.
La specializzazione e l’esperienza che abbiamo acquisito nel campo dell’aria compressa ci permette di offrire un supporto reale alle aziende valutando le necessità di ogni singolo impianto. Il nostro obiettivo specifico è migliorare sensibilmente la qualità dell’aria con una proposta adeguata e conforme: il nostro catalogo mette a disposizione sistemi di microfiltrazione per ogni esigenza di trattamento aria compressa.
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