Pompe per vuoto vs. eiettori a vuoto

La tecnologia del vuoto svolge un ruolo cruciale in un'ampia gamma di settori, dall'imballaggio alla lavorazione del legno e al processo della plastica. In questi settori, per generare il vuoto si utilizzano sia le pompe per vuoto che gli eiettori a vuoto, consentendo processi efficienti come la movimentazione e il sollevamento, l'imballaggio o la termoformatura. Sebbene entrambe le tecnologie siano progettate per la generazione di vuoto, funzionano in modo diverso.

Le pompe per vuoto raggiungono generalmente un livello di vuoto più costante, il che le rende la scelta preferita per molte applicazioni industriali che richiedono una fornitura di vuoto costante, come nell'essiccazione a vuoto.

Come funzionano le pompe per vuoto

Una pompa per vuoto rimuove aria o altri gas da un ambiente sigillato per generare vuoto. Il mezzo trasferito entra nella pompa per vuoto attraverso il suo ingresso e viene intrappolato in una camera da parti mobili, come ad esempio palette, camme o viti. Con una sola rotazione di queste parti, le dimensioni della camera diminuiscono. Di conseguenza, il gas viene compresso fino a raggiungere il volume minimo possibile. Viene quindi espulso attraverso un'uscita. La ripetizione continua di questo ciclo permette di mantenere il vuoto.

Scoprite le nostre pompe per vuoto

Come funzionano gli eiettori a vuoto

Gli eiettori a vuoto utilizzano aria compressa o vapore come fluido motore per generare vuoto. Sebbene possano essere classificati in base al tipo di fluido motore utilizzato, il loro funzionamento si basa universalmente sul principio di Bernoulli. Questo principio afferma che quando un fluido si muove più velocemente, la sua pressione diminuisce. Di conseguenza, quando la pressione è elevata, il fluido si muove lentamente.

In un eiettore a vuoto, un flusso ad alta pressione proveniente da un compressore di aria o da un generatore di vapore viene forzato attraverso un ugello. Man mano che l'ugello si restringe, l'aria accelera per passare attraverso lo spazio che si è ridotto, proprio come il flusso d'acqua accelera quando si schiaccia l'estremità di un tubo flessibile da giardino. Ciò avviene perché deve passare la stessa quantità di aria, anche se lo spazio è più piccolo.

Seguendo il principio di Bernoulli, questa accelerazione porta a una diminuzione della pressione, creando un'area di bassa pressione intorno alla sezione della gola dell'ugello. Poiché i gas fluiscono naturalmente da aree a pressione più elevata ad aree a pressione più bassa, la pressione differenziale intorno all'ugello aspira il gas dalla camera di evacuazione attraverso l'ingresso. Questo flusso evacua efficacemente la camera, generando il vuoto. Il flusso ad alta pressione quindi trascina e si miscela con il gas proveniente dalla camera. Durante la miscelazione, l'energia del flusso ad alta pressione viene trasferita al gas trascinato, spingendo la miscela in avanti. Infine, si ha l'espulsione attraverso lo svuotamento.

Eiettori di vapore multistadio

Gli eiettori di vapore possono variare da unità monofase a configurazioni multistadio, dove il numero necessario di stadi dell'eiettore è determinato dal livello di vuoto richiesto. Ciò significa che più alto è il vuoto richiesto, più stadi deve avere l'eiettore.

Un eiettore di vapore multistadio è un sistema di più eiettori collegati in serie. Può raggiungere livelli di alto vuoto riducendo progressivamente la pressione in ogni stadio. Man mano che la pressione diminuisce, aumenta la diffusione delle molecole di gas e diminuisce la densità del gas. Ciò significa che è possibile ottenere un alto vuoto. In questa configurazione, il vapore del fluido motore e la miscela di gas evacuata in uscita da uno stadio vengono raccolti in un condensatore; si riduce così il volume di gas da trattare nello stadio successivo.

Differenze nell'applicazione

Gli eiettori a vuoto e le pompe per vuoto differiscono sia per il principio operativo sia per le applicazioni. Gli eiettori a vuoto sono economici e facili da installare. In genere sono integrati nelle macchine per attività come il pick-and-place. Poiché gli eiettori generano vuoto utilizzando aria compressa, vengono spesso scelti quando il processo richiede già aria compressa per altre fasi.

Sebbene i costi iniziali degli eiettori a vuoto siano inferiori a quelli di una pompa per vuoto, gli eiettori consumano una quantità significativa di aria compressa o vapore, con conseguenti costi di esercizio più elevati nel tempo. Ciò rende le pompe per vuoto la scelta più efficiente, poiché consente di risparmiare sui costi dell'energia. Per questo motivo, l'investimento iniziale più elevato in una pompa per vuoto sarà ammortizzato dopo un breve periodo.

Inoltre, il livello di vuoto che gli eiettori a vuoto possono raggiungere è limitato. Per applicazioni a medio e alto vuoto, come la liofilizzazione di frutta e verdura, sono necessarie pompe per vuoto. Complessivamente, le pompe per vuoto sono più versatili in quanto sono in grado di coprire una gamma più ampia di livelli di vuoto, dal basso vuoto all'alto vuoto. Grazie ai diversi tipi di pompe per vuoto disponibili, è possibile trovare facilmente la soluzione giusta per una specifica applicazione.

Vantaggi delle pompe per vuoto

Efficienza energetica e costi di esercizio

Gli eiettori di vapore utilizzano vapore pressurizzato per generare vuoto. Per creare il vapore, l'acqua viene evaporata in una caldaia. Questo processo richiede molta energia per il riscaldamento e grandi quantità di acqua. Parte di questo calore viene rilasciato nell'ambiente intorno all'eiettore, causando inefficienza del ciclo di lavorazione, calore dissipato e costi di esercizio più elevati. Le pompe per vuoto funzionano a temperature più basse e non richiedono un'alimentazione supplementare di calore o acqua. Ciò consente di risparmiare sui costi e di ridurre il consumo energetico complessivo della pompa per vuoto, rendendola la scelta più efficiente a livello energetico.

In un sistema di eiettori di vapore multistadio, l'ultimo stadio richiede la maggior parte dell'energia per generare la pressione assoluta nominale. È possibile ottenere risparmi significativi sostituendo questo eiettore finale con una pompa per vuoto ad anello liquido, creando così un sistema ibrido. Il funzionamento efficiente della pompa per vuoto ad anello liquido contribuisce a ridurre il consumo energetico. Tuttavia, la sostituzione di tutti gli eiettori di vapore in un sistema per vuoto con pompe per vuoto rimane la soluzione migliore per ridurre sia il consumo di corrente che i costi di esercizio.

Inoltre, le pompe per vuoto Busch possono essere dotate di ECOTORQUE, il variatore di velocità (VSD) di Busch. Con il VSD, la velocità rotazionale della pompa per vuoto può essere regolata con precisione in base alle esigenze di processo, in modo da consumare solo la quantità di energia necessaria. Ciò rende le pompe per vuoto Busch la scelta ideale per tutti i settori in cui si desidera risparmiare sui costi di esercizio.

Impatto ambientale

L'impatto ambientale è direttamente correlato all'argomento dell'efficienza. Il calore per la generazione di vapore richiede energia. Se l'energia proviene da fonti non rinnovabili come il carbone o il gas naturale, si aggiunge all'impronta di carbonio.

Inoltre, il vapore crea un altro problema. Negli eiettori multistadio, la miscela di vapore e gas di processo viene raccolta in un condensatore per ridurre il volume di gas da trattare nello stadio successivo dell'eiettore. Nel condensatore, il vapore si raffredda e si condensa in acqua rilasciando calore nell'ambiente. Questa acqua, o condensa, viene ora scaricata dal sistema. Tuttavia, spesso contiene contaminanti che ha assorbito dal gas di processo, causando grandi volumi di acqua inquinata. La raccolta e il trattamento di queste acque reflue aumentano ulteriormente i costi di esercizio e, se non trattate correttamente, causano inquinamento ambientale.

Per garantire una fornitura di vuoto completamente pulita, è possibile generare il vuoto con le pompe per vuoto a vite a secco COBRA di Busch. Queste pompe per vuoto non necessitano di olio nella camera di compressione.

Personalizzazione

A differenza degli eiettori a vuoto, le pompe per vuoto sono adatte a un'ampia gamma di applicazioni e possono essere utilizzate in vari settori, tra cui quelli che richiedono alto vuoto o che funzionano con più tipi di gas. Inoltre, è possibile la centralizzazione della fornitura di vuoto, fornendo un maggiore controllo del processo ed efficienza. Busch offre sistemi per vuoto chiavi in mano che possono essere personalizzati per soddisfare le esigenze uniche di diversi settori. Questi sistemi sono costruiti in centri locali e possono essere installati in un locale separato presso il cliente. Gli esperti locali di Busch lo collegano al processo di produzione integrando le tubazioni e i condotti necessari. La fornitura di vuoto da un locale apparecchiature separato comporta una serie di vantaggi, come la riduzione dei livelli di rumore, l'ottimizzazione dello spazio o il miglioramento della qualità dell'aria nelle aree di produzione.

Inoltre, le pompe per vuoto Busch sono disponibili in diverse design option/opzioni di progetto, tra cui speciali rivestimenti resistenti alla corrosione (Aqua) e versioni ATEX per l'uso in aree potenzialmente esplosive. Questo ampio portafoglio garantisce la possibilità di scelta di pompe per vuoto per un'ampia gamma di applicazioni e ambienti.

Livelli di rumorosità

La velocità del flusso costante di vapore o aria pressurizzato/a negli eiettori per vuoto genera un elevato livello di pressione acustica. Ciò significa che durante il processo di evacuazione, gli eiettori possono essere 16 volte più rumorosi delle pompe per vuoto. Ciò può essere problematico in ambienti in cui è fondamentale controllare il livello di pressione acustica ed evitare vibrazioni elevate. La riduzione di questo livello di pressione acustica degli eiettori per vuoto richiede l'adozione di misure impegnative, come l'integrazione di silenziatori.

Le pompe per vuoto Busch funzionano in modo più silenzioso, contribuendo a migliorare l'ambiente di lavoro grazie alla riduzione del rumore.