Nel contesto industriale attuale, fattori come la continuità della fornitura, il controllo dei costi energetici e la stabilità dei processi produttivi sono sempre più determinanti. Molti impianti dipendono dall’azoto come gas essenziale per garantire la sicurezza, la qualità del prodotto e l’efficienza operativa.

Tradizionalmente, l’azoto è stato fornito tramite bombole o cisterne criogeniche, un modello che comporta dipendenza logistica, variabilità dei prezzi e un minore controllo del processo. Per questo motivo, sempre più impianti industriali scelgono la generazione di azoto in situ, producendo il gas direttamente all’interno delle proprie strutture.

Che cos’è un generatore di azoto industriale?

Un generatore di azoto industriale è un sistema progettato per produrre azoto gassoso direttamente nel punto di utilizzo, separandolo dall’aria ambiente mediante tecnologie di separazione dei gas.

Il principio di base si fonda sul fatto che l’aria atmosferica contiene circa il 78 % di azoto, il 21 % di ossigeno e piccole quantità di altri gas. Il generatore separa l’azoto dagli altri componenti, ottenendo un gas con la purezza e la portata necessarie per il processo industriale.

La principale differenza rispetto alla fornitura tradizionale è che la produzione avviene in modo continuo, autonomo e su richiesta, eliminando la necessità di trasporto esterno e di stoccaggio del gas ad alta pressione.

Come funziona la generazione di azoto in situ?

La generazione di azoto in situ utilizza l’aria compressa come materia prima e la tratta all’interno dello stesso impianto industriale per ottenere azoto con le specifiche richieste.

L’aria compressa come materia prima

L’aria è la base di tutto il processo. Per garantire un funzionamento efficiente e affidabile del sistema, è fondamentale che l’aria compressa abbia una qualità adeguata.

Ciò implica:

  • Filtrazione delle particelle solide.
  • Eliminazione dell’umidità mediante sistemi di essiccazione.
  • Riduzione dei contaminanti come olio o idrocarburi.

Una corretta preparazione dell’aria protegge il generatore e assicura una qualità costante dell’azoto prodotto.

Tecnologie di separazione dell’azoto

Esistono diverse tecnologie per separare l’azoto dall’aria. Le più utilizzate nelle applicazioni industriali sono l’azoto PSA e l’azoto a membrana, ciascuna con caratteristiche specifiche in termini di purezza, portata e consumo energetico.

Principali tecnologie di generazione dell’azoto

Tecnologia PSA (Pressure Swing Adsorption)

La tecnologia PSA si basa sull’adsorbimento selettivo dell’ossigeno su un materiale adsorbente, generalmente un setaccio molecolare di carbonio.

Il processo funziona mediante cicli di pressione:

  • L’aria compressa entra nel sistema.
  • L’ossigeno e gli altri gas vengono trattenuti dall’adsorbente.
  • L’azoto attraversa il sistema e viene raccolto come prodotto.
  • Il materiale viene rigenerato tramite variazioni di pressione.

Questa tecnologia consente di raggiungere elevati livelli di purezza, generalmente compresi tra il 95 % e oltre il 99,999 %, con portate adattabili a numerose applicazioni industriali.

È comunemente utilizzata in settori come l’industria alimentare, metallurgica, chimica e farmaceutica.

Tecnologia a membrana

La generazione di azoto a membrana utilizza fibre polimeriche con permeabilità selettiva ai diversi gas dell’aria.

Il principio di funzionamento è semplice:

  • L’aria compressa attraversa le membrane.
  • L’ossigeno, la CO₂ e il vapore acqueo permeano più rapidamente.
  • L’azoto si concentra all’uscita del sistema.

Tra i principali vantaggi si distinguono il design compatto, la ridotta manutenzione e la rapidità di avviamento. È comunemente utilizzata in applicazioni con requisiti di purezza media e processi continui.

Componenti chiave di un sistema di generazione dell’azoto

Un sistema completo di generazione di azoto industriale è generalmente composto da:

  • Compressore d’aria, incaricato di fornire l’aria compressa.
  • Sistema di trattamento dell’aria, che garantisce la qualità necessaria.
  • Generatore di azoto, basato su tecnologia PSA o a membrana.
  • Serbatoio e rete di distribuzione, per garantire stabilità di pressione e portata.
  • Sistemi di controllo e monitoraggio, che consentono di supervisionare la purezza e le prestazioni.

La corretta integrazione di questi elementi è essenziale per un funzionamento sicuro ed efficiente.

Vantaggi della generazione di azoto in situ

La produzione di azoto direttamente in impianto offre vantaggi evidenti rispetto alla fornitura esterna:

  • Maggiore autonomia e sicurezza della fornitura.
  • Eliminazione della dipendenza logistica.
  • Controllo stabile di purezza e pressione.
  • Ottimizzazione dei costi operativi nel lungo periodo.
  • Miglioramento dell’efficienza energetica e riduzione dell’impatto ambientale.

Questi vantaggi spiegano perché i gas industriali in situ rappresentano una soluzione sempre più diffusa.

In quali settori industriali viene utilizzata la generazione di azoto?

La generazione di azoto in situ trova applicazione in numerosi settori industriali, tra cui:

  • Industria alimentare, per il confezionamento e la conservazione.
  • Metallurgia, per il taglio laser e l’inertizzazione.
  • Industria chimica e farmaceutica, nei processi e nello stoccaggio.
  • Elettronica, per proteggere componenti sensibili.
  • Altre applicazioni industriali, come automotive, plastica, carta o energia.

Il generatore di azoto industriale si è affermato come una soluzione chiave per le aziende che cercano affidabilità, controllo ed efficienza nei propri processi. La generazione di azoto in situ non solo garantisce una fornitura costante e stabile, ma contribuisce anche all’ottimizzazione dei costi e alla sostenibilità industriale.

Per sfruttare appieno questi vantaggi, è fondamentale valutare le esigenze specifiche di ogni impianto e selezionare la tecnologia e il dimensionamento più adeguati. In Gasn2 disponiamo dell’esperienza e delle competenze tecniche per supportarti in ogni fase, dalla valutazione iniziale fino all’implementazione del sistema di generazione di azoto più adatto alla tua industria. Contattaci e scopri come possiamo aiutarti a ottimizzare i tuoi processi con soluzioni di azoto in situ.