Séparation d’air en oxygène et azote efficace par l’emploi de générateurs vous facilite le process de fabrication

L’azote est devenu un moyen essentiel en de nombreux secteurs de l’industrie alimentaire. En effet, par application d’azote gazeux on assure la production d’aliments non-bactériens et l’oxydation est empêchée. Afin d’éviter les problèmes liés au stockage des cylindres d’acier, des paquets ou des installations à cuve, il est bien plus préférable de générer l’azote gazeux par emploi de générateurs à proximité du site de production, et ce tout en respectant l’environnement.

Les usagers de l’industrie alimentaire ou de l’emballage et ceux du secteur des transports consomment une quantité considérable de ce gaz inerte.
Pourtant, que peu de réflexion est faite au sujet du point suivant: les fournitures de l’azote gazeux en cylindres d’acier ou paquets, ou liquide en réservoir, sont souvent requis à plusieurs reprises au cours d’un seul mois. De ce fait elles semblent ne représenter qu’une partie relativement négligeable de la totalité des coûts de production. Dans la plupart des cas, ce n’est qu’à la fin de l’année que l’attention se porte plus particulièrement sur la comptabilisation de la somme cumulée de ces dépenses sur l’année écoulée.
C’est alors le moment de la découverte qu’au fait ces dépenses sont en vérité une partie importante des coûts de production qu’il faudrait réduire autant que possible.
La fourniture d’azote en cylindres, paquets ou réservoirs est porteur d’autres inconvénients: le déroulement prend beaucoup de temps et les règlements en matière de transport de marchandises dangereuses doivent être respectés. En outre, des risques à l’égard de la sécurité subsistent: un cylindre d’acier peut se renverser, ou bien pourrait être subitement vide en pleine fabrication.
C’est pourquoi le générateur est souvent devenu l’alternative attractive à cet approvisionnement conventionnel de l’azote. Le générateur permet la production propre de l’azote sur site, rien que par l’utilisation d’air comprimé, précisément en quantité et pureté requises, et surtout en toute indépendance d’un fournisseur externe. La technologie du générateur élimine l’oxygène de l’air et réalise la pureté requise de l’azote. L’usager peut se décider entre deux technologies différentes, en fonction de la spécificité de son procédé d’application.

Technologie à membrane

En matière de stockage ou d’empaquetage la concentration en oxygène résiduel ne doit pas être inférieure à 0.5 %. Dans ce secteur d’application c’est la technologie à membrane qui est exploitée. La taille des pores sur les fibres creuses des membranes utilisées ici, est telle que les molécules de l’oxygène de par leur structure réduite s’évaporent de la membrane, alors que les molécules de l’azote, ayant une structure plus volumineuse, transitent sur toute la longueur de la membrane. Basé sur ce principe apparemment simple, la séparation entre l’oxygène et l’azote est réalisée.
Par l’ajustement du débit volumétrique le temps d’exposition de l’air à l’intérieur de la membrane est soit prolongé, ou bien réduit, et par conséquent c’est aussi la concentration de l’azote qui est augmentée ou réduite. La membrane aux fibres creuses offre aussi l’avantage de pouvoir être exploitée sans alimentation électrique et elle ne supporte presque aucune usure. Afin d’assurer une pureté élevée de l’azote, les générateurs Inmatec sont pourvus de filtres extra à charbon activé et de filtres ultra-fins. Ces éléments assurent la filtration de l’air comprimé en éliminant l’hydrocarbure volatile ou solide jusqu’à >0,003 mg/m³, et aussi l’élimination de tout aérosol et les particules jusqu’à 0,01 µm/m³.

Technologie PSA

Les niveaux les plus poussés de pureté d’azote sont réalisés par la technologie
d’adsorption à pression alternante, dite PSA (Pressure Swing Adsorption). Ces installations sont exploitées par l’emploi d’un charbon activé spécifique ayant la caractéristique d’absorber les molécules d’oxygène de l’air. Afin d’assurer un mode d’opération continuel, le générateur PSA est équipé de deux récipients contenant le charbon activé, et qui sont exploités en alternance en mode production, ou en mode régénération. En fonction de la quantité d’azote requise le temps de remplissage des deux récipients à charbon activé est soit prolongé, ou bien réduit. Tous les modèles de générateurs PSA Inmatec sont commandés par un écran à effleurement (TCP). Grâce à ce dispositif, l’usager a la possibilité d’ajuster de façon précise le débit volumétrique à la sortie du générateur, et d’aligner de ce fait le contenu d’oxygène résiduel en conformité avec son process de fabrication, et par conséquent d’optimiser ainsi la consommation en air comprimé.
L’écran à effleurement (TCP) permet aussi le monitorage de la concentration de l’oxygène résiduel, et ce aussi bien sur le générateur lui-même, que sur un ordinateur PC externe, ceci en cas de présence d’un réseau informatique. Dans ce cas, les paramètres du process sont communiqués au système d’assurance de qualité existant.

Solution rentable

Etant donné les frais d’exploitation minimes lors de la production d’azote sur site, des économies significatives peuvent être réalisées, en comparaison à l’approvisionnement conventionnel par cylindres ou paquets. En outre, l’effort de devoir passer des commandes à répétition, ainsi que la manutention, le stockage et le remplacement des cylindres ou paquets, qui intervient souvent à un moment inapproprié, est de ce fait supprimé. La technologie de générateur assure la production de l’azote au moment précis où la demande surgit. En même temps, le risque d’interruption de l’alimentation en azote pendant le process de la fabrication est évité. Dès que la demande d’azote est arrêtée, le monitorage des valeurs de pression prévient la surproduction et change le générateur en mode d’attente.

Anuga Food Tec Cologne, 10.-13.03.2009, Hall 6.1, allée H, stand no. 039

Générateur d azote SN 1750

Ce générateur fournit l azote requis

La Directive Européenne RoHS-WEEE relative à l interdiction de
l utilisation de substances dangereuses sera d application dans
l industrie électronique à partir du 01.07.2006, résultant dans
l obligation d appliquer dorénavant le procédé de brasage sans
plomb.
Le brasage sans plomb exige une température de processus
élevée qui implique une oxydation significativement augmentée.
L atmosphère de gaz inerte N² diminue l oxydation et procure de
ce fait un déroulement de processus simplifié et une meilleure
qualité du brasage.

Dû à sa caractéristique de ne pas être réactif, incolore et non
toxique, l azote est un gaz industriel extrêmement utile pour
application dans les procédés les plus divers. En général, et
en tenant compte de ses caractéristiques de maintenir et
d améliorer la qualité de certains produits, l azote est utilisé
comme gaz protecteur pour des procédés variés. Mais de quelle
façon l azote est-il utilisé actuellement, respectivement par
quel système logistique l azote est-il proposé à l opérateur?

A présent, l azote est livré en cylindres d acier, en paquets ou
en installations de réservoir à cuve. Ce système n est plus à
la hauteur. Entre temps il existe la technologie de génération
d azote sur site, bien expérimentée depuis plus de 20 ans,
produisant des degrés de pureté allant jusqu a 99,999 % (5.0),
en transformant l air comprimé disponible sur le site même.
Tenu compte de son amortissement ultra rapide de seulement
une année, le générateur d azote est à même de remplacer
la logistique incommode d approvisionnement par cylindres ou
installations à cuve. La production d azote par générateur sur site
est une alternative très avantageuse à l approvisionnement
conventionnel par cylindres, paquets ou installations à cuve,
étant très souvent surdimensionné ou fournissant des
degrés de pureté trop élevés.

Comment cela fonctionne-t-il ?

Le générateur est alimenté par de l air comprimé normal,
tel qu il est disponible dans presque chaque entreprise.
L air comprimé est purifié par des unités de filtres montés en amont.






La technologie assurant l approvisionnement d azote en continu
à pureté super pure et même ultra pure, s appelle adsorption à
pression alternante (PSA Pressure Swing Adsorption). Cette
technologie est exploitée en utilisant deux tamis moléculaires d un
carbone spécifique (CMS) qui éliminent de l air comprimé les
molécules d oxygène et de gaz carbonique. Les deux tamis sont
commutés de façon alternante du mode filtration en mode
régénération, afin d assurer un flux de gaz d azote en continu.

La demande en azote n est pas constante dans la plupart des
entreprises. Les besoins selon les variantes des processus spécifiques
peuvent fluctuer entre quelques litres par jour jusqu a de très
importants flux volumétriques par heure. Les générateurs d azote ont
un débit entre 0,2 et 1500 Nm³/h à des degrés de pureté de 95 % jusqu à
99,999 %. Par l exploitation de l installation de fractionnement
d air sur site, l azote est disponible en permanence à un niveau
de qualité élevé. Les générateurs sont faciles d emploi, à gabarit
réduit et ne nécessitent que des frais d exploitation négligeables.
Deux versions de montage sont disponibles, soit sur sol ou bien
fixé sur mur. Il suffit de brancher le générateur d azote sur la ligne
d alimentation d air comprimé et d ouvrir la vanne du générateur,
ensuite l installation de fractionnement d air sur site commence
à produire de l azote.
Des filtres intégrés assurent continuellement la bonne qualité
de l air comprimé amené.

Avantages du générateur

En comparaison aux cylindres d acier, paquets ou installations
réservoir, les avantages pour l opérateur sont considérables:
- qualité d azote élevée constante
- disponibilité assurée en permanence
- coûts d installation insignifiants
- coûts d exploitation négligeables
- exploitation simple et en toute sécurité
- pas de frais de manutention comme pour les cylindres ou
les paquets.
- aucun hasard de sécurité comme celui encouru pour
les cylindres.
Comparé aux cylindres d acier conventionnels, des réductions de coûts
allant jusqu à 80 % sont réalisables.

Par l exploitation des générateurs d azote, les cylindres à gaz ou les
paquets sont susceptibles d être remplacés partout, où l azote est
demandé. Que ce soit sous forme de gaz inerte, gaz de processus,
son potentiel d application est littéralement illimité.
Le générateur d azote est une source d approvisionnement en azote
facile et fiable pour opération par tout usager.

Production d’azote hautement pur

Article paru dans l’édition 7-8/2004 du périodique allemand DRUCKLUFTTECHNIK

Suite au développement continu des fibres spéciales prévues à filtrer de l’air
comprimé de façon très efficace, des valeurs de pureté d’azote allant jusqu’à
99,9 % sont maintenant possibles dans le secteur des membranes. Cette procédure
est une alternative à la technologie PSA (Pressure Swing Adsorption), ainsi qu’à la
livraison conventionnelle par cylindres d’acier, paquets ou les installations à cuve.
La production du gaz est réalisée directement sur site par l’utilisation de la technologie
à membrane compétitive et techniquement sophistiquée. En bref, ces générateurs
d’azote sont appropriés à remplacer partout les cylindres à gaz, ou bien les paquets,
donc là, où la demande d’azote est présente pour les applications les plus diverses,
par exemple comme gaz inerte, gaz de procès, mais aussi pour la commande de la
maturation dans le secteur des aliments. En exploitant les générateurs d’azote,
l’usager dispose d’une source simple et fiable d’alimentation en azote, opérée par
ses propres soins. Les générateurs sont alimentés par de l’air comprimé normal, tel
qu’il est disponible dans pratiquement toute entreprise. L’air comprimé est purifié par
des éléments filtres montés en amont de la membrane, ensuite le flux pénètre le
module à membrane, qui consiste d’une multitude de fibres creuses. Les différentes
composantes contenues dans l’air – comme la vapeur d’eau, l’oxygène, l’azote, des
gaz rares et le dioxyde de carbone – diffuseent à vitesse différente à travers la
membrane à fibres creuses, et ce selon leur structure moléculaire propre.
L’oxygène, le dioxyde de carbone et l’hydrogène ayant un degré de diffusion haut sont
très rapidement éliminés du mélange d’air. Par contre, l’azote ayant un degré de diffusion bas traverse très lentement la membrane aux fibres creuses et est donc
concentré au cours de ce procédé.
La valeur de pureté d’azote est fonction de la vitesse d’écoulement.
Par la variation de pression et de quantité, le générateur d’azote peut être ajusté
de façon exacte sur la valeur de pureté requise et le débit d’azote. La pièce centrale
du générateur, la membrane aux fibres creuses, est fabriquée de matériel synthétique,
au cours d’un procédé complexe, réalisé aux paramètres de température et de
pression soigneusement définis, incluant un solvant spécifique. La longueur et
l’arrangement de la membrane aux fibres creuses déterminent la performance de
chaque générateur. Les besoins en azote ne sont pas toujours à un même niveau
pour la plupart des usages, en effet le débit d’azote peut varier à partir de quelques
litres par jour à des volumes par heure très importants, et ce en fonction de la pureté
requise en relation avec les diverses applications. Les générateurs d’azote ont un débit
entre 0,1 et 2.000 m³/h, la pureté se situant entre 95 % jusqu’à 99,9 %.
Par l’exploitation de son « propre appareil de séparation d’air sur site» l’azote est
disponible en permanence et en haute qualité constante. Les générateurs sont faciles
d’emploi, à gabarit réduit et ne causent que de faibles coûts d’exploitation.
L’unité de séparation d’air doit seulement être connectée à l’alimentation d’air
comprimé, après ayant ouvert la soupape du générateur d’azote, l’appareil démarre
la production d’azote en pureté allant jusqu’à 99,9 %. Les filtres intégrés sont les
garants de la bonne qualité constante sur l’arrivée d’air comprimé. Par rapport aux
cylindres d’acier conventionnels, il est possible de réaliser des réductions de coûts de
l’ordre de 80 %.