Generatore di azoto per l'industria alimentare: come dimensionare un impianto PSA
Azoto prodotto in loco al 99,9 % per confezionamento, inertizzazione e rottura del vuoto nei liofilizzatori: come funziona il PSA, quale portata serve e i prezzi WAVE N2.
In questo articolo
La risposta breve
Un generatore di azoto separa l'azoto dall'aria compressa direttamente in stabilimento, così la linea di produzione non dipende più dalle consegne di bombole. La gamma WAVE N2 si basa sull'adsorbimento a pressione oscillante (PSA) ed eroga 3, 10, 20 o 40 Nm³/h con una purezza del 99,9 %. Ogni impianto viene fornito completo di compressore a vite, trattamento aria, modulo PSA e serbatoio di stoccaggio dell'azoto da 300 L. I prezzi partono da 11.900 € IVA esclusa per il modello N2 3.
Regola pratica: dimensionate il generatore sul consumo continuo e lasciate che il serbatoio di stoccaggio copra i picchi di breve durata. Purezza e pressione richieste al punto di utilizzo contano quanto la portata.
Come funziona un generatore di azoto PSA
L'aria ambiente contiene circa il 78 % di azoto. Un generatore PSA fa passare aria compressa pulita e secca attraverso un recipiente riempito di materiale adsorbente, che trattiene l'ossigeno e gli altri componenti mentre l'azoto lo attraversa. In un tipico schema PSA due letti adsorbenti lavorano in alternanza: uno produce azoto mentre l'altro viene depressurizzato e rigenerato. Il ciclo si ripete in automatico e il gas prodotto confluisce nel serbatoio di stoccaggio.
È la qualità dell'aria compressa a determinare quanto a lungo l'adsorbente mantiene le sue prestazioni. Per questo ogni impianto WAVE N2 comprende un essiccatore a refrigerazione e una filtrazione a monte del modulo PSA. Nei modelli N2 3, N2 10 e N2 20 questi componenti sono riuniti in una stazione aria compatta «quattro in uno» con serbatoio dell'aria da 380 L. Il modello N2 40 utilizza invece componenti separati: compressore a vite da 22 kW, serbatoio dell'aria da 1.000 L, essiccatore a refrigerazione dedicato e filtrazione a quattro stadi.
Dove si usa l'azoto in produzione
Inerte, secco e inodore, l'azoto è un gas di protezione pratico ovunque ossigeno o umidità possano danneggiare un prodotto:
- Confezionamento: il flussaggio con azoto di buste, vasetti e vaschette (confezionamento in atmosfera modificata, MAP) riduce l'ossigeno residuo attorno al prodotto.
- Prodotti secchi e liofilizzati: gli alimenti liofilizzati sono fortemente igroscopici e sensibili all'ossidazione. Il confezionamento sotto azoto aiuta a preservare colore, aroma e grassi dopo il ciclo di essiccazione.
- Rottura del vuoto nel liofilizzatore: a fine ciclo la camera può essere riportata a pressione atmosferica con gas inerte secco anziché con l'aria umida dell'ambiente.
- Laboratori e produzione: inertizzazione di serbatoi, spurgo di tubazioni e protezione di materiali sensibili.
I requisiti di purezza variano in base all'applicazione. Il 99,9 % è sufficiente per molte operazioni di confezionamento e inertizzazione; se il vostro processo o il vostro cliente richiede una purezza superiore o una specifica particolare del gas, indicatelo nella richiesta, così la configurazione potrà essere verificata di conseguenza.
Modelli WAVE N2 e prezzi
| Modello | Portata di azoto | Produzione di aria compressa | Prezzo netto |
|---|---|---|---|
| WAVE N2 3 | 3 Nm³/h al 99,9 % | Stazione quattro in uno, 7,5 kW, 1,1 m³/min | 11.900 € |
| WAVE N2 10 | 10 Nm³/h al 99,9 % | Stazione quattro in uno, 7,5 kW, 1,1 m³/min | 14.900 € |
| WAVE N2 20 | 20 Nm³/h al 99,9 % | Stazione quattro in uno, 1,5 m³/min | 18.900 € |
| WAVE N2 40 | 40 Nm³/h al 99,9 % | Trattamento aria separato, 22 kW, 3,5 m³/min | 24.900 € |
Tutti e quattro gli impianti lavorano con una pressione di alimentazione PSA di 0,8 MPa ed erogano azoto a 0,6 MPa. Il compressore arriva a 8 bar ed è alimentato a 400 V, 50 Hz trifase; il modulo PSA funziona invece a 220 V, 50 Hz monofase. I prezzi sono netti, IVA esclusa, franco magazzino WAVE in Europa; consegna e messa in servizio sono quotate a parte.
I valori indicati per il modulo PSA (0,1 kW o 0,3 kW) sono potenze del singolo componente, non il consumo energetico dell'impianto completo: quasi tutta l'energia serve a produrre l'aria compressa. Condizioni di riferimento della portata nominale, dimensioni degli attacchi e ingombri di installazione vengono confermati nell'offerta.
Come dimensionare l'impianto
Le informazioni che servono a WAVE per una configurazione vincolante
- Applicazione: confezionamento, inertizzazione, rottura del vuoto o più utilizzi combinati.
- Consumo continuo in Nm³/h durante un turno normale.
- Consumo di picco e relativa durata — ad esempio all'avvio di una confezionatrice o alla rottura del vuoto di una camera di liofilizzazione.
- Purezza richiesta al punto di utilizzo.
- Pressione richiesta all'utenza.
- Ore di funzionamento al giorno e alla settimana.
- Luogo di installazione, alimentazione elettrica disponibile ed eventuale impianto di aria compressa già presente.
Il consumo viene spesso sottostimato quando lo si ricava soltanto dalla scheda tecnica della confezionatrice. Perdite, consumi di spurgo e utenze simultanee si sommano. Se più macchine prelevano azoto nello stesso momento, sommate i loro picchi, non le medie, e considerate il serbatoio da 300 L come polmone di accumulo, non come sostituto della capacità del generatore.
La configurazione indicata è specificata per 400 V / 50 Hz. Se il vostro stabilimento è collegato a una rete diversa, segnalatelo nella richiesta prima di scegliere il modello.
Generatore o bombole?
Bombole e pacchi bombole restano pratici per consumi piccoli e occasionali. Un generatore diventa interessante quando l'azoto si usa ogni giorno con un andamento prevedibile: il gas viene prodotto dove serve, senza canoni di noleggio né calendari di consegna, e lo stabilimento non rischia più di trovarsi con una bombola vuota a metà di un lotto di confezionamento. La scelta dipende dal vostro profilo di consumo reale: per questo il dimensionamento parte dai dati di consumo, non dal nome di un modello.
Chi avvia una linea di liofilizzazione spesso pianifica l'azoto insieme al liofilizzatore e alla fase di confezionamento. WAVE costruisce liofilizzatori dal FD260 all'IC570MAX e può includere l'impianto N2 nello stesso progetto. Per le basi del processo, consultate la nostra guida su come funziona la liofilizzazione industriale.
Domande frequenti
Che purezza fornisce un generatore di azoto WAVE?
Tutti i modelli WAVE N2 erogano la portata nominale con una purezza dell'azoto del 99,9 %. Se la vostra applicazione richiede una purezza diversa, la configurazione viene verificata nell'offerta.
Quanto costa un generatore di azoto?
Gli impianti WAVE N2 costano 11.900 € (3 Nm³/h), 14.900 € (10 Nm³/h), 18.900 € (20 Nm³/h) e 24.900 € (40 Nm³/h), prezzi netti IVA esclusa, compresi compressore, trattamento aria, modulo PSA e serbatoio da 300 L. Consegna e messa in servizio sono quotate a parte.
Il compressore è incluso?
Sì. Ogni impianto WAVE N2 comprende compressore a vite, serbatoio dell'aria, essiccatore a refrigerazione, filtri, modulo PSA e serbatoio dell'azoto da 300 L, con le tubazioni di collegamento.
Quale modello mi serve?
Partite dal consumo continuo in Nm³/h, aggiungete i picchi di tutte le utenze che lavorano contemporaneamente e verificate purezza e pressione al punto di utilizzo. Con questi dati WAVE vi indica il modello adatto.
L'azoto si può usare per la rottura del vuoto in un liofilizzatore?
Sì, la camera di un liofilizzatore può essere riportata a pressione atmosferica con azoto secco anziché con aria ambiente. L'idoneità per il vostro prodotto e la vostra macchina viene chiarita in fase di progettazione.
Pianificate l'approvvigionamento di azoto
Inviateci applicazione, consumo in Nm³/h, purezza, pressione e ore di funzionamento: WAVE adatterà l'impianto N2 e la fornitura al vostro processo.
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