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Sistemas especiales / Aire comprimido farmacéutico

Cuando el aire que nos rodea se comprime con máquinas convencionales, los vapores de agua y aceite que contiene y la concentración de partículas en suspensión aumentan de manera significativa.

Sin un adecuado tratamiento los vapores de agua y aceite condensarán posteriormente a la compresión formando minúsculas gotas las que al mezclarse con esas partículas concentradas formarán un lodo abrasivo y aceitoso que contaminará las cañerías y los equipos conectados a ellas.

Los sistemas de aire comprimido de uso farmacéutico están especialmente diseñados para cumplir con las necesidades de los requerimientos.

Componentes de una red de aire comprimido

  • Unidad de compresión
  • Secador de aire
  • Filtros de purificación
  • Línea principal
  • Línea de distribución
  • Línea de servicio
  • Accesorios
  • Válvula y reguladores de punto de uso

Equipos

Compresor
Las unidades que suministran el aire estéril, en general, se instalan en forma de un "paquete" prearmado listo para ser conectado a la red del laboratorio e incluye un panel eléctrico, programador electrónico que controla el funcionamiento de los compresores y sistema de alarmas. Todo orientado a ofrecer una solución completa al problema del aire cumpliendo con los criterios de seguridad y confiabilidad que demanda un ambiente la industria moderna.

Lo ideal es contar con dos compresores "no lubricados" con lo cual se evita la presencia de aceite, uno de los elementos que más afecta la pureza del aire.

Cada compresor tiene una capacidad suficiente para proporcionar el máximo caudal nominal. Vale decir que en condiciones normales solamente funcionará uno de ellos quedando el otro en "stand by".

Se debe programar un ciclo de modo que los compresores funcionen en forma alternada para que su desgaste sea parejo.

Existen distintas configuraciones de compresores, una muy difundida es con pistones tóricos de desplazamiento pendular oscilante dentro de un cilindro toroidal.

El desplazamiento del pistón dentro del cilindro toroidal está fijado radial y axialmente por medio del eje del péndulo, montado éste sobre rodamientos de bolas, que es el centro ideal del cilindro toroidal, lo que elimina toda posibilidad de contacto y su consiguiente fricción entre pistón y cilindro.

El péndulo está conectado al cigüeñal por medio de una biela montada sobre rodamientos de agujas, convirtiendo el movimiento circular en pendular con un máximo de eficiencia.

Al estar montadas todas sus partes móviles sobre rodamientos y por haber total ausencia de fricción entre pistón y cilindro no es necesaria la utilización de aceite como elemento lubricante. Por esta razón estos compresores son totalmente "secos" por lo que se elimina la contaminación que produce el aceite.

Otro tipo es el compresor de aire estacionario rotativo a lóbulo de acero inoxidable seco totalmente exento de aceite lubricante, de doble etapa de compresión.

Secador de aire

Puede hacerse de varias maneras dependiendo de las exigencias y las condiciones de aire exterior.

Con enfriamiento intermedio y posterior, con secador de aire por ciclo frigorífico.
El secado del aire se produce a través de un secador por adsorción en el caso de que las exigencias sean extremas.

Filtros de aire

La purificación se realiza mediante la utilización de tres tipos distintos de filtros:

Un filtro coalescente (cartucho de borosilicato Ultrafiltro)

Su función es la de eliminar agua, aceite y contaminantes sólidos contenidos en el aire comprimido.

El medio filtrante es microfibra de borosilicato tridimensional.

Produce una mínima caída de presión ya que el medio filtrante posee un 94 % de volumen libre. Estos cartuchos hacen que el aire que se obtenga sea totalmente limpio.

Un filtro de carbón activado (cartucho Ultrafiltro)

Esta destinado a la adsorción de vapores de hidrocarburos o gases y de todas las materias olorosas. Es un filtro de dos etapas, ofreciendo doble seguridad en la adsorción de todos los vapores de hidrocarburos o gases y de todas las materias olorosas.

Los hidrocarburos son los causantes, a menudo, de olores. La eliminación o separación de estos en el aire comprimido para uso farmacéutico es imprescindible.

Un filtro bacteriológico (cartucho esterilizante de borosilicato Ultrafiltro)

Deberá ser100 % estéril, todos sus componentes deben ser inorgánicos. Fabricados bajo normas GMP (Good Manufacturing Practice) y todos sus componentes cumplirán con la norma FDA (Food and Drug Administration).

Medio filtrante: Microfibra de borosilicato tridimensional hidrofóbica con prefiltro de 1 micrón integrado.

Consideraciones de diseño de una red de distribución de aire comprimido

Desde el punto de vista de la distribución existen varias ventajas en ubicar la central de compresión cerca de los puntos de mayor consumo. Cuando se trata de instalaciones nuevas, consideraciones tales como ventilación, recuperación de calor, nivel sonoro y abastecimiento de aire libre y frío, se pueden prever en el diseño. Pero no así cuando se trata de mejoramiento o reconstrucción de instalaciones ya existente, donde desafortunadamente muchas veces se depende de características preestablecidas de energía, agua de refrigeración y espacio.

En cualquier sistema de aire comprimido el agua es una impureza. Por eso al construir una red es indispensable que se considere el modo de eliminar la misma del flujo de aire.

Hoy en día se incorpora como regla general el uso de un secador de refrigeración en la instalación, evitándose así condensación cuando el agua supera de +2º C.

Teniendo en la red un secador que funcione bien, no es necesario la instalación de líneas secundarias, filtros, etc. Aunque esto es costumbre ya que existe a veces la necesidad de desligar temporáneamente el secador de refrigeración de la instalación.

Las líneas tanto secundarias como de distribución, deben tener una inclinación mínima de 0.5 % en la dirección del flujo.

Es conveniente instalar separadores con drenaje en todos los puntos básicos y unirse a las líneas de servicio por la parte superior de la línea de distribución.

En instalaciones farmacéuticas se deberá construir la instalación con tubos de acero inoxidable. Los cuales se pueden unir con soldadura y eventualmente con bridas.

No son recomendables tubos de PVC ya que se rompen fácilmente.
Hay que tener en cuenta la caída de presión en la instalación, se deben instalar accesorios de baja resistencia al flujo: El diámetro interior de estos debe ser como mínimo de igual dimensión que la instalación restante. Hay que evitar piezas de lados agudos o ares irregulares. E lo posible poner piezas curvas con radio de curvatura grande (por lo menos dos veces el Diámetro).

Distribución

Cuando existe un lugar centralizado de almacenamiento y distribución de gases se deberá realizar la distribución a los lugares de trabajo por medio de un sistema de cañerías a fin de tener el caudal y la presión deseada.

Los tubos se encuentran a una presión de 200 bar. Si el lugar de almacenamiento se encuentra a una distancia considerable de los puntos de uso, se debería hacer una reducción a una presión intermedia y luego se hará la regulación final cerca del punto de uso para compensar posibles caídas de presión en la cañería. Esto es útil también cuando se instala válvulas automáticas de conmutación de tubos, porque la misma se realiza a una presión intermedia, evitando de este modo interrupciones en el suministro a los puntos de uso.

Los puestos de toma o unidades terminales estarán ubicados estratégicamente en los lugares de mayor utilización, permitiendo de esa forma la cómoda y rápida disponibilidad de cada gas.

Las conexiones son diferentes para cada gas, evitando de esta forma confusiones.

Ejecución de líneas de aire comprimido y Gases Especiales

La distribución de aire comprimido y gases especiales se realizará con tubos de acero inoxidable AISI 316L, sin costura, pulido interior y exterior. Las conexiones entre tubos rectos y entre tubos y accesorios se ejecutaran mediante soldadura TIG.

Las derivaciones entre el ramal principal y conexiones a reductores, manómetros, válvulas de seguridad y equipos, se realizaran con los conectores con doble virola, materia AISI 316, aptos para trabajar a 200 bar.