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Naturalmente presente nell'atmosfera, l'azoto è un gas ampiamente utilizzato dall'industria in molti campi: taglio laser, confezionamento in atmosfera modificata, inertizzazione, ecc. È noto in particolare per la sua azione contro alcuni tumori, ma anche come insetticida e come refrigerante per processori. Tuttavia, la produzione di questo gas richiede dispositivi specifici. Per comprenderli correttamente, ecco cosa è necessario sapere sul funzionamento di un generatore di azoto.
L'aria ambiente è composta per il 78% da azoto. Per accedere e sfruttare questa risorsa naturale, è necessario isolarla dagli altri componenti dell'atmosfera: ossigeno, umidità, polvere, ecc. Questo è il principio stesso del generatore di azoto, che consente alle aziende di produrre l'azoto necessario in loco, a partire dall'aria ambiente. Esistono due tipi principali di generatori di azoto: il generatore di azoto PSA e il generatore di azoto a membrana.
Il generatore PSA (Pressure Swing Adsorption) viene utilizzato per produrre azoto dall'aria ambiente. Questo dispositivo è costituito da due serbatoi, riempiti di setaccio molecolare (in questo caso carbone attivo). La pressurizzazione alternata di questi serbatoi porta alla separazione dei diversi gas presenti (azoto, ossigeno, argon, gas rari).
In particolare, la pressurizzazione fa sì che il carbone attivo filtri l'azoto. Questo gas puro viene quindi rilasciato all'uscita del generatore, mentre l'ossigeno, l'anidride carbonica e il vapore acqueo si adsorbono (cioè si fissano) sul carbone attivo. Una volta che il primo serbatoio è saturo, il processo continua nel secondo serbatoio. Il gas adsorbito nel primo serbatoio viene poi rilasciato nell'atmosfera. Un controllo elettronico consente di ripetere questo ciclo. Quando un serbatoio adsorbe, la pressione nell'altro serbatoio si abbassa per consentire la rigenerazione.
Come il generatore PSA, il generatore a membrana utilizza l'aria ambiente per produrre azoto. Tuttavia, funziona con un processo molto diverso. Il generatore a membrana separa i diversi componenti dell'atmosfera utilizzando un fascio di fibre cave. Queste fibre sono molto compatte e sono presenti in grandi quantità nel generatore. Di conseguenza, il generatore è in grado di elaborare l'aria molto più velocemente di un generatore PSA.
Più concretamente, in questo tipo di generatore l'aria passa attraverso la membrana seguendo le fibre cave. L'aria viene quindi privata di ossigeno, vapore acqueo e altri gas, mentre l'azoto rimane intrappolato nella membrana. L'azoto puro viene quindi raccolto all'uscita del dispositivo.
Entrambi i tipi di generatore, a membrana e a pressurizzazione alternata, producono azoto puro e pronto all'uso. Tuttavia, il generatore PSA è più adatto per le applicazioni che richiedono i massimi livelli di purezza.
