Como Escolher a Melhor Bomba de Vácuo para Processos Químicos e Farmacêuticos

Muitos fatores ajudam a determinar o melhor tipo para sua aplicação

Por Henry H. Hesser

No passado recente, um engenheiro de processo tinha poucas coisas a considerar ao escolher uma fonte de vácuo para um processo que exigia menos que a pressão atmosférica. Custo, confiabilidade, nível de vácuo e experiência em processos similares eram tudo o que importava. Estas considerações não desapareceram, mas como tudo na vida, surgiram muitas outras complicações. Uma lista de preocupações hoje pode incluir:

O engenheiro que seleciona uma fonte de vácuo para atender a essas necessidades tem uma grande variedade de equipamentos à sua escolha:

Muitos outros tipos de bombas de vácuo estão disponíveis, mas os tipos restantes (bombas de difusão, bombas criogênicas, bombas turbomoleculares, bombas de íons, etc.) geralmente não são considerados práticos ou econômicos para usos de vácuo bruto, como aqueles encontrados em produtos químicos. e aplicações farmacêuticas. Essas bombas são normalmente aplicadas em indústrias de alto vácuo, como a fabricação de semicondutores.

Henry H. Hesser era especialista técnico da Busch, Inc. quando este artigo foi publicado pela primeira vez na Pumps & Systems em agosto de 1993. Hesser obteve o título de bacharel em engenharia química pela Universidade do Texas e o título de mestre pela Universidade de Delaware. Na época, ele tinha 20 anos de experiência em estimativa de custos, análise financeira, conformidade com padrões governamentais e grandes projetos de engenharia para as indústrias química e farmacêutica.

Selecionar a tecnologia de vácuo correta para aplicações de processamento químico e farmacêutico costuma ser difícil. Primeiro, um sistema de vácuo deve fornecer a velocidade de bombeamento necessária à pressão operacional e garantir o tempo de inatividade necessário da bomba. Em segundo lugar, não pode ser sensível a gases de processo e deve cumprir todos os requisitos quando se trata de limpeza CIP (limpeza no local) e recuperação de gás. A fiabilidade e a eficiência económica também desempenham um papel significativo na decisão sobre qual a tecnologia de vácuo a utilizar.

A tecnologia de vácuo de parafuso seco é amplamente utilizada nas indústrias química e farmacêutica. A primeira bomba de vácuo de parafuso seco para uso nos mercados químico e farmacêutico foi lançada na década de 1990. Estas bombas têm uma vantagem, uma vez que não necessitam de fluido operacional para comprimir o gás do processo. Em uma bomba de vácuo de parafuso, dois rotores em forma de parafuso giram em direções opostas. O meio bombeado fica preso entre o cilindro e as câmaras da rosca, é comprimido e transportado para a saída de gás.

Durante o processo de compressão, os rotores do parafuso não entram em contato entre si ou com o cilindro. A fabricação precisa e a folga mínima entre as partes móveis permitem este princípio de funcionamento e, além disso, garantem uma pressão final baixa, inferior a 0,1 Torr.

As bombas de vácuo de parafuso modernas possuem um parafuso de passo variável, o que resulta na compressão uniforme do gás do processo em todo o comprimento do parafuso.

Isto tem a vantagem de garantir a mesma temperatura em toda a câmara de compressão, que pode ser facilmente monitorada e controlada. As bombas de vácuo parafuso utilizam uma camisa de resfriamento, garantindo distribuição uniforme de temperatura e maior eficiência térmica e estabilidade em todo o corpo da bomba.

Geralmente, as bombas de vácuo de parafuso seco operam em temperaturas suficientes para evitar a condensação do gás de processo. Isto permite que o gás de processo evite contaminação ou reação com um fluido operacional, bem como evita corrosão devido a líquidos de processo que atacam os materiais da bomba.

O ferro dúctil é o material padrão usado para processar peças molhadas que entram em contato com o meio bombeado. O metal possui um revestimento especial para torná-lo resistente a quase todos os produtos químicos.

Na maioria das aplicações, recomenda-se aquecer a bomba antes da operação do processo e purgar a bomba com gás inerte não condensável (geralmente nitrogênio) para remover o vapor do processo antes do desligamento. Em algumas aplicações, também é recomendado lavar a bomba de vácuo com um fluido de limpeza adequado para remover o material do processo que está na bomba antes do desligamento, para evitar a formação de depósitos à medida que a bomba esfria.