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Jun 21, 2023

Come scegliere la migliore pompa per vuoto per processi chimici e farmaceutici

Molti fattori aiutano a determinare il tipo migliore per la vostra applicazione Di Henry H. Hesser Nel recente passato, un ingegnere di processo aveva poche cose da considerare quando sceglieva una fonte di vuoto per un processo

Molti fattori aiutano a determinare il tipo migliore per la tua applicazione

Di Henry H. Hesser

Nel recente passato, un ingegnere di processo aveva poche cose da considerare quando sceglieva una fonte di vuoto per un processo che richiedeva una pressione inferiore a quella atmosferica. Costo, affidabilità, livello di vuoto ed esperienza in processi simili erano tutto ciò che contava. Queste considerazioni non sono scomparse ma, come ogni altra cosa nella vita, sono sorte molte più complicazioni. Un elenco delle preoccupazioni odierne potrebbe includere:

L'ingegnere che seleziona una fonte di vuoto per soddisfare queste esigenze ha una grande varietà di attrezzature tra cui scegliere:

Sono disponibili molti altri tipi di pompe per vuoto, ma i restanti tipi (pompe a diffusione, pompe criogeniche, pompe turbomolecolari, pompe ioniche, ecc.) non sono generalmente considerati pratici o economici per usi grezzi del vuoto, come quelli che si trovano nell'industria chimica. e applicazioni farmaceutiche. Queste pompe vengono normalmente applicate nelle industrie dell'alto vuoto come la produzione di semiconduttori.

Henry H. Hesser era uno specialista tecnico del personale presso Busch, Inc. quando questo articolo fu pubblicato per la prima volta su Pumps & Systems nell'agosto 1993. Hesser ha conseguito una laurea in ingegneria chimica presso l'Università del Texas e un master presso l'Università di Delaware. All'epoca aveva 20 anni di esperienza nella stima dei costi, nell'analisi finanziaria, negli standard di conformità governativa e in importanti progetti di ingegneria per l'industria chimica e farmaceutica.

Selezionare la giusta tecnologia del vuoto per le applicazioni di lavorazione chimica e farmaceutica è spesso difficile. Innanzitutto, un sistema per vuoto deve fornire la velocità di pompaggio richiesta alla pressione di esercizio e garantire il tempo di fermo della pompa richiesto. In secondo luogo, non può essere sensibile ai gas di processo e deve soddisfare tutti i requisiti in termini di pulizia CIP (clean-in-place) e recupero del gas. Anche l’affidabilità e l’efficienza economica svolgono un ruolo significativo nel decidere quale tecnologia del vuoto utilizzare.

La tecnologia del vuoto a vite a secco è ampiamente utilizzata nelle industrie chimiche e farmaceutiche. La prima pompa per vuoto a vite a secco per l'utilizzo nei mercati chimico e farmaceutico è stata lanciata negli anni '90. Queste pompe hanno il vantaggio di non richiedere fluido operativo per comprimere il gas di processo. In una pompa per vuoto a vite, due rotori a forma di vite ruotano in direzioni opposte. Il fluido pompato viene intrappolato tra il cilindro e le camere della coclea, compresso e trasportato all'uscita del gas.

Durante il processo di compressione i rotori delle viti non entrano in contatto tra loro o con il cilindro. La produzione precisa e il gioco minimo tra le parti mobili consentono questo principio di funzionamento e, inoltre, garantiscono una bassa pressione finale inferiore a 0,1 Torr.

Le moderne pompe per vuoto a vite sono dotate di una vite a passo variabile, che garantisce una compressione uniforme del gas di processo su tutta la lunghezza della vite.

Ciò ha il vantaggio di garantire la stessa temperatura in tutta la camera di compressione, che può essere facilmente monitorata e controllata. Le pompe per vuoto a vite utilizzano una camicia di raffreddamento, garantendo una distribuzione uniforme della temperatura e una maggiore efficienza termica e stabilità in tutto il corpo della pompa.

Generalmente, le pompe per vuoto a vite a secco funzionano a temperature sufficienti per impedire la condensazione del gas di processo. Ciò consente al gas di processo di evitare la contaminazione o la reazione con un fluido operativo, oltre a prevenire la corrosione dovuta ai liquidi di processo che attaccano i materiali della pompa.

La ghisa sferoidale è il materiale standard utilizzato per le parti a contatto con il fluido di processo che entrano in contatto con il mezzo pompato. Il metallo ha un rivestimento speciale che lo rende resistente a quasi tutti gli agenti chimici.

Nella maggior parte delle applicazioni, si consiglia di riscaldare la pompa prima del funzionamento del processo e di spurgarla con gas inerte non condensabile (generalmente azoto) per rimuovere il vapore di processo prima dello spegnimento. In alcune applicazioni, si consiglia inoltre di lavare la pompa per vuoto con un fluido detergente idoneo per rimuovere il materiale di processo presente nella pompa prima dello spegnimento, per evitare la formazione di depositi durante il raffreddamento della pompa.