Impianto di generazione dell’aria compressa

L’ impianto di generazione dell’aria compressa è composto da una serie di elementi che si affiancano e si integrano al compressore già visto nel precedente articolo che nell’insieme producono un’aria sufficiente e pulita per un uso industriale senza particolari esigenze.

Nelle immagini successive è rappresentato un sistema completo per la produzione di aria compressa e la sua distribuzione:

rappresentazione grafica di un impianto per la generazione di aria compressa

Filtro di aspirazione

Il filtro di aspirazione è posto all’inizio dell’impianto di generazione dell’aria compressa. Tutta l’aria aspirata dal compressore passa attraverso il il filtro di aspirazione di cui solitamente è dotato il compressore. Questo serve per eliminare particelle di sporco ed umidità presenti naturalmente nell’aria garantendo maggior durata nel tempo del compressore.

Il serbatoio

Il serbatoio in un impianto di generazione dell’aria compressa ha tre finalità:

• garantire una erogazione continuativa dell’aria compressa,
• in caso di uso frequente dell’aria permettere al compressore di spegnersi,
• consentire all’aria accumulata all’interno del serbatoio di raffreddarsi.

Nei serbatoi vengono installate specifiche valvole dette scaricatori che consentono di espellere l’acqua depositata sul fondo. Si possono installare diversi tipi di scaricatori di condensa al serbatoio. I più utilizzati sono: a galleggiante, temporizzato, capacitivo. Lo scaricatore a galleggiante apre scaricando la condensa quando il suo livello raggiunge un certo limite, non è collegata elettricamente e non consuma aria compressa, lo scaricatore temporizzato scarica la condensa ad intervalli temporali regolari, è alimentato elettricamente e disperde aria compressa, lo scaricatore capacitativo detto anche elettronico che permette lo scarico della sola condensa senza alcun spreco di aria compressa.

Il filtro disoleatore

Il filtro disoleatore serve per ripulire l’aria dall’olio che si è acculato nel processo di compressione. La maggior parte dei compressori venduti lubrificano le parti in movimento ponendo a diretto contatto l’aria, con l’olio. In breve, questo tipo di lubrificante esaurito è dannoso per i componenti pneumatici, i macchinari e gli utensili serviti dall’impianto.

Essiccazione dell’aria

Il vapore acqueo presente nell’aria è pericoloso per cilindri, valvole, utensili pneumatici ecc… perché può provocare corrosione e comunque può limitare le performance delle attrezzature. Esistono diversi sistemi per eliminarlo ossia utilizzando un refrigeratore o un essiccatore.

I refrigeratori

I refrigeratori possono essere di due tipi: a circolazione d’acqua o a circolazione di aria. Essi diminuiscono l’umidità presente nell’aria raffreddando e portando al di sotto del punto di rugiada la temperatura dell’aria in modo che le particelle presenti di acqua si solidifichino e cadano.

Gli essiccatori a ciclo frigorifero

Stesso principio di funzionamento ma molto più preciso lo hanno gli essiccatori a ciclo frigorifero. Questi essiccatori portano l’aria compressa proveniente dal compressore o dallo scambiatore ad una temperatura prossima allo zero: questo provoca la condensazione della massima umidità possibile a quella temperatura, la condensa viene rimossa per mezzo di scarichi automatici e la temperatura dell’aria viene rialzata prima di essere reimmessa nell’impianto.

essiccatori SMC

Principio di funzionamento:
1) Ingresso aria compressa umida
2) Uscita aria compressa secca
3) Scambiatore aria-aria
4) Accumulo di energia
5) Separatore di condensa
6) Filtro meccanico
7) Elettrovalvola scarico condensa
8) Compressore frigorifero
9) Condensatore freon
10) Motoventilatore
11) Filtro freon
12) Capillare di espansione
13) Valvola di controllo
14) Centralina elettronica

Gli essiccatori ad adsorbimento

E’ un sistema molto utilizzato nell’industria moderna in quanto il punto di rugiada è notevolmente inferiore a 0°C. Il principio di funzionamento, per chiarire, consiste nel fare passare l’aria compressa attraverso un letto di materiale essiccante che agisce mediante adsorbimento superficiale e condensazione capillare.

Come materiali essiccanti si utilizzano normalmente: allumina attivata, gel di silice e setacci molecolari. Questi materiali sono chimicamente inerti nei confronti dei gas da essiccare, non sono tossici ed hanno una buona consistenza meccanica. Sono in grado di adsorbire umidità senza alterarsi chimicamente e supportando numerosi cicli di rigenerazione prima che modifichino le loro caratteristiche.

La rigenerazione si ottiene facendo attraversare l’essiccante della colonna B con una piccola parte dall’aria essiccata con 2 c. dalla colonna A e viceversa, in modo da togliere l’umidità. Con l’allumina attiva e il gel di silice si raggiunge un punto di rugiada da -20°C a -50°C; con i setacci molecolari si raggiunge un punto di rugiada da -70°C a -90°C in funzione del tempo di contatto dell’aria con il letto. Il materiale essiccante può durare fino a 5 anni in servizio continuativo.

principio di funzionamento di un essiccatore ad adsorbimento

essiccatori ad adsorbimento

Gli essiccatori a membrana molecolare

Negli essiccatori a membrana molecolare l’aria passa all’interno di microfibre cave, nel frattempo le pareti hanno la capacità di assorbire l’acqua e farla migrare sulla superficie esterna delle fibre stesse, una parte dell’aria essiccata è fatta fluire all’esterno del fascio di fibre per raccogliere ed espellere l’umidità estratta. In breve il processo è continuo e non necessita di fonti di energia esterna.

Principio di funzionamento degli essiccatori a membrana molecolare

Essiccatori a membrana molecolare

I filtri di linea

Nell’aria compressa anche trattata con essiccatori si possono normalmente trovare concentrazioni di polveri o altre impurità.  La mancata rimozione di questi contaminanti provoca elevati costi di manutenzione, lunghe fermate di produzione e danneggiamento di macchinari o prodotti finiti. Pertanto i filtri di linea sono progettati per prevenire questi problemi e garantire la qualità dell’aria necessaria alla produzione pur con bassissime perdite di carico. I filtri standard disponibili sono quindi: prefiltri antipolvere, filtri disoleatori e filtri ai carboni attivi che riescono a trattenere anche gli odori.

Il separatore acqua-olio

Divenuto elemento essenziale nell’allestimento degli impianti di generazione dell’aria compressa, il separatore acqua-olio consente di gestire secondo le normative le condense. Per chiarire le leggi europee prevedono un contenuto residuo di olio per litro di acqua scaricata nella rete fognaria non superiore a 10 mg/l. Tuttavia nelle condense non trattate il contenuto di olio è superiore a 250 mg/l. Pertanto i separatori acqua-olio sono in grado di separare, nelle condense provenienti dagli impianti di aria compressa, olii minerali e sintetici derivati dall’utilizzo di qualsiasi tipo di compressore, ottenendo un valore di olio residuo molto inferiore ai valori previsti dalle attuali normative. Qualsiasi tipo di scaricatore di condensa può essere collegato all’ingresso del separatore, in conclusione l’acqua trattata in uscita può essere scaricata direttamente nelle fognature.