Por lo general, cuando pensamos en inertizar un recipiente de proceso (conocido como blanketing), pensamos en un tanque que contiene algún tipo de sustancia inflamable con una capa de vapor encima. Para ello se llena el tanque con un gas inerte con lo que se reduce el riesgo de combustión. Sin embargo, hay muchos casos en los que no hay líquidos o vapores inflamables, sino simplemente un polvo combustible muy fino. Cualquiera que haya creado una pequeña explosión de fuego usando crema en polvo y un encendedor puede relacionarlo con el potencial de un incendio a mayor escala.Otros ejemplos del potencial efecto devastador del polvo en incendios o explosiones son los silos de almacenamiento de granos. En este artículo exploraremos cómo puede funcionar la inertización para ayudar a prevenir incendios en recipientes que contienen polvos combustibles.
Antecedentes
Un gran fabricante farmacéutico en el área noreste de los EE. UU. tenía 12 tolvas de mezcla utilizadas para combinar componentes para un medicamento de tipo controlado. Luego, el medicamento se envasaría en cápsulas. Las tolvas mezcladoras eran de un tamaño relativamente pequeño, de unos 25 galones de volumen, ya que fueron diseñadas para trabajar en lotes pequeños, con un gran número de ellos en el mismo espacio de trabajo. Los lotes se mantuvieron pequeños para reducir el riesgo en caso de que un lote tuviera que ser rechazado debido a estándares muy exigentes de calidad para el producto.
Retos
Los componentes en polvo se cargaban individualmente en cada tolva manualmente desde bolsas. Para lograr esto, los operadores abrían las escotillas superiores para vaciar el contenido de la bolsa. Cada vez que se abrían las escotillas, el recipiente también se llenaba de aire y causaba problemas de seguridad debido a la presencia de oxígeno.Cada recipiente estaba conectado a una línea de nitrógeno que purgaría bajo técnica headspace; sin embargo, los operadores necesitaban saber cuándo el espacio fue realmente inertizado para que pudieran comenzar el proceso de mezcla con seguridad.El nitrógeno se suministraba a los recipientes en un modo basado en el tiempo, con el tiempo calculado para caer en el lado seguro. Si el tiempo de inertización podría acortarse, el proceso podría acelerarse y aumentar la producción.Otra preocupación era el costo. El producto se manejaba en lotes pequeños en diferentes tolvas, pero había 20 de ellas operando al mismo tiempo para poder mantener la producción. Tener un sistema de inertización dedicado separado para cada unidad no era económicamente factible. Además, las tolvas se llenaban secuencialmente, por lo que no había que inertizarlas todas al mismo tiempo.
La solución
El equipo de producción de la planta determinó que la forma más eficiente y segura de manejar la inertización era analizar el “headspace” en busca de oxígeno y detener el flujo de nitrógeno una vez que se alcanzó el nivel deseado. Esto evitó las incertidumbres de saber exactamente cuándo se inertizó cada recipiente. El hecho de que solo se tuviera que analizar un recipiente mientras se trabajaba activamente en él, les dio la idea de utilizarun sistema de tipo portátil que podría moverse de un recipiente a otro según sea necesario.
Los ingenieros de MSA sugirieron y desarrollaron un sistema de control de inertización completo montado en un carro de acero inoxidable con ruedas. El carro estaba equipado con una manguera flexible que podía conectarse a un tanque en particular para extraer una muestra y determinar si aún era necesario agregar nitrógeno al recipiente. También tenía el paquete de acondicionamiento de muestras, el sensor de oxígeno y el analizador. Además, el carro estaba equipado con un conjunto de luces de advertencia que alertarían al operador de la condición del recipiente: rojo indicando que el proceso de inertización no estaba completo y verde indicando que la entrada de nitrógeno podría cerrarse y el proceso de mezclado podría comenzar. También se agregaron alarmas para brindar información adicional de advertencia a los operadores.
Una vez que el sistema quedó listo, los operadores abrían la válvula de la línea que alimenta nitrógeno al recipiente, llenaban con los productos deseados de las bolsas, cerraban la escotilla y conectaban el analizador móvil a la tolva. Cuando el analizador indicaba un estado inerte dentro del recipiente, cortaban el nitrógeno, desconectaban el analizador y comenzaban el proceso de mezcla.
Es importante enfatizar que el período de escotilla abierta durante el llenado de la tolva es uno de los momentos más críticos desde una perspectiva de seguridad para evitar una combustión. Mantener el flujo adecuado del nitrógeno durante este tiempo es crítico ya que el aire fluye libremente a través de la escotilla abierta.El equipo de la planta informó que el tiempo de retorno de inversión del sistema fue rápido, considerando la mejora en la productividad medida en meses, con los beneficios adicionales de la reducción en riesgos de combustión. La mejora de los ingresos de la producción y un proceso más seguro relacionado con la combustión es una gran combinación.
Conclusión
El uso de un sistema de inertización de oxígeno basado en un analizador demostró ser beneficioso para el cliente. Les permitió, ante todo, garantizar que el riesgo de combustión siempre se contuviera manteniendo los niveles de oxígeno por debajo del umbral necesario para evitar la posibilidad de combustión. Además, el cliente logró mejorar sus niveles de producción con una rápida recuperación de la inversión sobre los equipos.
El carro analizador móvil que fue diseñado para este cliente por nuestros ingenieros de aplicaciones muestra el ingenio, la capacidad y el nivel de personalización que MSA puede ofrecer para lograr un enfoque de solución centrado en el cliente.
Los expertos en análisis de procesos industriales de MSA están disponibles para ayudar en una variedad de aplicaciones. Para obtener ayuda, proporciónenos los detalles de su proyecto y nuestros ingenieros de aplicaciones analizarán formas de optimizar su proceso.