En l’entorn industrial actual, factors com la continuïtat del subministrament, el control dels costos energètics i l’estabilitat dels processos productius són cada vegada més determinants. Moltes instal·lacions depenen del nitrogen com a gas essencial per garantir la seguretat, la qualitat del producte i l’eficiència operativa.
Tradicionalment, el nitrogen s’ha subministrat mitjançant ampolles o cisternes criogèniques, un model que implica dependència logística, variabilitat de preus i un menor control del procés. Per aquest motiu, cada vegada més plantes industrials opten per la generació de nitrogen in situ, produint el gas directament a les seves pròpies instal·lacions.
Què és un generador de nitrogen industrial?
Un generador de nitrogen industrial és un sistema dissenyat per produir nitrogen gasós directament al punt de consum, separant-lo de l’aire ambient mitjançant tecnologia de separació de gasos.
El principi bàsic es basa en el fet que l’aire atmosfèric conté aproximadament un 78 % de nitrogen, un 21 % d’oxigen i petites quantitats d’altres gasos. El generador separa el nitrogen de la resta de components, obtenint un gas amb la puresa i el cabal necessaris per al procés industrial.
La diferència principal respecte al subministrament tradicional és que la producció es realitza de manera contínua, autònoma i sota demanda, eliminant la necessitat de transport extern i d’emmagatzematge de gas a alta pressió.
Com funciona la generació de nitrogen in situ?
La generació de nitrogen in situ utilitza l’aire comprimit com a matèria primera i el processa dins de la mateixa planta industrial per obtenir nitrogen amb les especificacions requerides.
L’aire comprimit com a matèria primera
L’aire és la base de tot el procés. Per garantir un funcionament eficient i fiable del sistema, és fonamental que l’aire comprimit tingui una qualitat adequada.
Això implica:
- Filtratge de partícules sòlides.
- Eliminació de la humitat mitjançant sistemes d’assecat.
- Reducció de contaminants com ara oli o hidrocarburs.
Una correcta preparació de l’aire protegeix el generador i assegura una qualitat constant del nitrogen produït.
Tecnologies de separació del nitrogen
Existeixen diferents tecnologies per separar el nitrogen de l’aire. Les més utilitzades en aplicacions industrials són el nitrogen PSA i el nitrogen per membrana, cadascuna amb característiques específiques en termes de puresa, cabal i consum energètic.
Principals tecnologies de generació de nitrogen
Tecnologia PSA (Pressure Swing Adsorption)
La tecnologia PSA es basa en l’adsorció selectiva de l’oxigen sobre un material adsorbent, normalment un tamís molecular de carboni.
El procés funciona mitjançant cicles de pressió:
- L’aire comprimit entra al sistema.
- L’oxigen i altres gasos són retinguts per l’adsorbent.
- El nitrogen travessa el sistema i es recull com a producte.
- El material es regenera mitjançant canvis de pressió.
Aquesta tecnologia permet assolir nivells elevats de puresa, normalment entre el 95 % i més del 99,999 %, amb cabals adaptables a múltiples aplicacions industrials.
És habitual en sectors com la indústria alimentària, metal·lúrgica, química i farmacèutica.
Tecnologia per membrana
El nitrogen per membrana utilitza fibres polimèriques amb permeabilitat selectiva als diferents gasos de l’aire.
El principi de funcionament és senzill:
- L’aire comprimit travessa les membranes.
- L’oxigen, el CO₂ i el vapor d’aigua permeen més ràpidament.
- El nitrogen es concentra a la sortida del sistema.
Entre els seus principals avantatges destaquen el disseny compacte, el baix manteniment i la rapidesa de posada en marxa. S’utilitza habitualment en aplicacions amb requeriments de puresa mitjana i processos continus.
Components clau d’un sistema de generació de nitrogen
Un sistema complet de generació de nitrogen industrial sol estar compost per:
- Compressor d’aire, encarregat de subministrar l’aire comprimit.
- Sistema de tractament d’aire, que garanteix la qualitat necessària.
- Generador de nitrogen, basat en tecnologia PSA o membrana.
- Dipòsit i xarxa de distribució, per assegurar estabilitat de pressió i cabal.
- Sistemes de control i monitorització, que permeten supervisar la puresa i el rendiment.
La correcta integració d’aquests elements és essencial per a un funcionament segur i eficient.
Avantatges de la generació de nitrogen in situ
La producció de nitrogen directament a la planta ofereix beneficis clars davant del subministrament extern:
- Major autonomia i seguretat de subministrament.
- Eliminació de la dependència logística.
- Control estable de la puresa i la pressió.
- Optimització dels costos operatius a llarg termini.
- Millora de l’eficiència energètica i reducció de l’impacte ambiental.
Aquests avantatges expliquen per què els gasos industrials in situ són una solució cada vegada més implantada.
En quines indústries s’utilitza la generació de nitrogen?
La generació de nitrogen in situ s’aplica en nombrosos sectors industrials, entre els quals:
- Indústria alimentària, per a l’envasat i la conservació.
- Metal·lúrgia, en tall làser i inertització.
- Indústria química i farmacèutica, en processos i emmagatzematge.
- Electrònica, per protegir components sensibles.
- Altres aplicacions industrials, com automoció, plàstics, paper o energia.
El generador de nitrogen industrial s’ha consolidat com una solució clau per a les empreses que busquen fiabilitat, control i eficiència en els seus processos. La generació de nitrogen in situ no només garanteix un subministrament constant i estable, sinó que també contribueix a l’optimització de costos i a la sostenibilitat industrial.
Per aprofitar al màxim aquests avantatges, és fonamental avaluar les necessitats específiques de cada planta i seleccionar la tecnologia i el dimensionament adequats. A Gasn2 comptem amb l’experiència i el coneixement tècnic per assessorar-te en cada pas, des de l’avaluació inicial fins a la implementació del sistema de generació de nitrogen més adequat per a la teva indústria. Contacta amb nosaltres i descobreix com podem ajudar-te a optimitzar els teus processos amb solucions de nitrogen in situ.
