Tecno Products analiza la selección de válvulas y tubos para síntesis química
Compatibilidad química, resistencia de materiales y seguridad ATEX son claves en los procesos de química fina
Tecno Products, compañía especializada en el diseño, desarrollo y suministro de soluciones para las industrias farmacéutica, alimentaria y química, analiza los principales criterios para seleccionar válvulas de membrana y tubos para bombas peristálticas destinados a procesos de síntesis química.
Los procesos de química fina pueden trabajar con solventes orgánicos, catalizadores en suspensión, intermedios de síntesis a elevada temperatura y mezclas de reacción con diferentes niveles de agresividad. Por ello, la elección de los materiales debe realizarse teniendo en cuenta tanto la naturaleza del fluido como las condiciones concretas de operación.
Cómo verificar la compatibilidad de los materiales
La selección de una válvula de membrana o de un tubo para una bomba peristáltica comienza con la identificación completa del fluido. Además del componente principal, es necesario considerar los distintos elementos de la mezcla, incluidos catalizadores, solventes residuales e intermedios de reacción.
También deben analizarse la temperatura, presión, tiempo de contacto y régimen de funcionamiento, diferenciando entre situaciones de contacto estático y dinámico.
Las tablas de compatibilidad química de los fabricantes permiten realizar una primera evaluación de la resistencia de elastómeros y plásticos frente a diferentes sustancias. En aplicaciones complejas o cuando no existe información suficiente, Tecno Products señala la posibilidad de realizar ensayos de inmersión, como los contemplados en ASTM D471, para evaluar cambios en peso, volumen y propiedades mecánicas del material.
Válvulas de membrana para solventes orgánicos
Los solventes orgánicos utilizados habitualmente en síntesis química requieren una selección específica de las membranas y del cuerpo de la válvula.
El PTFE destaca por su elevada resistencia química frente a numerosos solventes. El FKM, conocido comercialmente como Viton, puede utilizarse en determinadas aplicaciones con solventes aromáticos y halogenados, aunque su compatibilidad debe comprobarse para cada fluido. Por su parte, el EPDM presenta limitaciones importantes frente a numerosos solventes orgánicos, mientras que la silicona puede ser adecuada para determinados alcoholes y ésteres, pero requiere comprobaciones específicas ante solventes aromáticos y halogenados.
En cuanto al cuerpo de la válvula, el acero inoxidable 316L ofrece una elevada resistencia a la corrosión en numerosas aplicaciones químicas. El PVDF constituye otra alternativa cuando se requiere utilizar un material plástico en contacto con determinados productos químicos.
Tubos para bombas peristálticas
En las bombas peristálticas, el fluido solo entra en contacto con el tubo, por lo que su selección resulta especialmente relevante para garantizar la compatibilidad química y el rendimiento del sistema.
Tecno Products destaca diferentes alternativas en función de las condiciones de trabajo. Marprene puede emplearse en determinadas aplicaciones de dosificación de ácidos, bases y otros productos químicos, mientras que Norprene está orientado a aplicaciones que requieren resistencia a temperaturas elevadas y determinados agentes químicos.
El FKM puede utilizarse cuando las características del fluido requieren una resistencia química específica, aunque sus prestaciones frente a los ciclos de compresión deben valorarse en cada aplicación. En sistemas peristálticos especiales también pueden utilizarse tubos de PTFE, especialmente cuando la resistencia química tiene prioridad frente a la flexibilidad y la vida útil del tubo.
En todos los casos, la compatibilidad debe verificarse para el fluido concreto, su concentración, temperatura y condiciones reales de funcionamiento.
Suspensiones y catalizadores en procesos químicos
Las bombas peristálticas también pueden utilizarse para dosificar catalizadores heterogéneos, reactivos viscosos y fluidos que contienen partículas sólidas en suspensión.
En estas aplicaciones, el diámetro interior del tubo debe permitir el paso de las partículas sin provocar obstrucciones. Como criterio orientativo, Tecno Products plantea que el diámetro interior sea al menos tres veces superior al tamaño máximo de partícula.
La selección del material también puede influir en la tendencia a la acumulación de partículas y en la resistencia al desgaste. En el caso de las válvulas de membrana destinadas a suspensiones, además de la compatibilidad química debe valorarse la resistencia a la abrasión del material de la membrana.
Seguridad ATEX en química fina
Cuando los procesos utilizan solventes inflamables, la selección de los componentes debe incorporar también los requisitos de seguridad aplicables a atmósferas potencialmente explosivas.
En Europa, la Directiva 2014/34/UE establece los requisitos para los equipos y sistemas de protección destinados a utilizarse en atmósferas potencialmente explosivas. Las instalaciones se clasifican en diferentes zonas en función de la probabilidad de presencia de una atmósfera explosiva y los equipos deben ser adecuados para la zona correspondiente.
Los actuadores neumáticos pueden resultar una alternativa adecuada en determinadas instalaciones al no generar chispas eléctricas en su funcionamiento, mientras que los actuadores eléctricos deben disponer de la certificación correspondiente cuando la aplicación lo requiera.
La electricidad estática constituye igualmente un aspecto a considerar cuando se manipulan solventes de baja conductividad. En estos casos, la selección de tubos, mangueras y otros componentes con las características eléctricas adecuadas contribuye a controlar la acumulación de cargas.
La elección de válvulas de membrana y tubos para procesos de síntesis química requiere, por tanto, evaluar conjuntamente compatibilidad química, temperatura, presión, abrasión, características del fluido y condiciones de seguridad. Tecno Products dispone de soluciones para estas aplicaciones y ofrece asesoramiento técnico para determinar los materiales adecuados en función de cada proceso.
