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Jun 21, 2023

Comment choisir la meilleure pompe à vide pour les processus chimiques et pharmaceutiques

De nombreux facteurs aident à déterminer le type le mieux adapté à votre application Par Henry H. Hesser Dans un passé récent, un ingénieur de procédés avait peu de choses à prendre en compte lors du choix d'une source de vide pour un procédé.

De nombreux facteurs aident à déterminer le meilleur type pour votre application

Par Henry H. Hesser

Dans un passé récent, un ingénieur de procédés avait peu de facteurs à prendre en compte lors du choix d'une source de vide pour un procédé nécessitant une pression inférieure à la pression atmosphérique. Le coût, la fiabilité, le niveau de vide et l'expérience dans des processus similaires étaient tout ce qui comptait. Ces considérations n’ont pas disparu, mais comme pour tout le reste de la vie, de nombreuses autres complications sont apparues. Une liste de préoccupations aujourd’hui pourrait inclure :

L'ingénieur qui sélectionne une source de vide pour répondre à ces besoins dispose d'une grande variété d'équipements parmi lesquels choisir :

De nombreux autres types de pompes à vide sont disponibles, mais les types restants (pompes à diffusion, pompes cryogéniques, pompes turbomoléculaires, pompes ioniques, etc.) ne sont généralement pas considérés comme pratiques ou économiques pour des utilisations difficiles sous vide, telles que celles que l'on trouve dans les industries chimiques. et applications pharmaceutiques. Ces pompes sont normalement utilisées dans les industries du vide poussé comme la fabrication de semi-conducteurs.

Henry H. Hesser était spécialiste technique chez Busch, Inc. lorsque cet article a été publié pour la première fois dans Pumps & Systems en août 1993. Hesser est titulaire d'un baccalauréat ès sciences en génie chimique de l'Université du Texas et d'une maîtrise de l'Université de Delaware. À l’époque, il possédait 20 ans d’expérience dans l’estimation des coûts, l’analyse financière, la conformité aux normes gouvernementales et les grands projets d’ingénierie pour les industries chimique et pharmaceutique.

Choisir la bonne technologie de vide pour les applications de traitement chimique et pharmaceutique est souvent difficile. Premièrement, un système de vide doit fournir la vitesse de pompage requise à la pression de fonctionnement et garantir le temps d'arrêt requis de la pompe. Deuxièmement, il ne peut pas être sensible aux gaz de procédé et doit répondre à toutes les exigences en matière de nettoyage CIP (nettoyage en place) et de récupération des gaz. La fiabilité et l'efficacité économique jouent également un rôle important lors du choix de la technologie du vide à utiliser.

La technologie du vide à vis sèche est largement utilisée dans les industries chimiques et pharmaceutiques. La première pompe à vide sèche à vis destinée aux marchés chimiques et pharmaceutiques a été lancée dans les années 1990. Ces pompes présentent un avantage car elles ne nécessitent pas de fluide de fonctionnement pour comprimer le gaz de procédé. Dans une pompe à vide à vis, deux rotors en forme de vis tournent dans des directions opposées. Le fluide pompé est emprisonné entre les chambres du cylindre et de la vis, comprimé et transporté vers la sortie de gaz.

Pendant le processus de compression, les rotors à vis n'entrent pas en contact entre eux ni avec le cylindre. Une fabrication précise et un jeu minimal entre les pièces mobiles permettent ce principe de fonctionnement et garantissent en outre une faible pression ultime inférieure à 0,1 Torr.

Les pompes à vide à vis modernes sont équipées d'une vis à pas variable, ce qui entraîne une compression uniforme du gaz de procédé sur toute la longueur de la vis.

Cela présente l’avantage de garantir la même température dans toute la chambre de compression, qui peut facilement être surveillée et contrôlée. Les pompes à vide à vis utilisent une enveloppe de refroidissement, garantissant une répartition homogène de la température ainsi qu'une plus grande efficacité thermique et une plus grande stabilité dans tout le corps de la pompe.

Généralement, les pompes à vide sèches à vis fonctionnent à des températures suffisantes pour empêcher la condensation du gaz de procédé. Cela permet au gaz de procédé d'éviter toute contamination ou réaction avec un fluide de fonctionnement, ainsi que d'empêcher la corrosion due aux liquides de procédé attaquant les matériaux de la pompe.

La fonte ductile est le matériau standard utilisé pour les pièces en contact avec le fluide pompé. Le métal est recouvert d'un revêtement spécial qui le rend résistant à presque tous les produits chimiques.

Dans la plupart des applications, il est recommandé de réchauffer la pompe avant le fonctionnement du procédé et de purger la pompe avec un gaz inerte non condensable (généralement de l'azote) pour éliminer les vapeurs du procédé avant l'arrêt. Dans certaines applications, il est également recommandé de rincer la pompe à vide avec un liquide de nettoyage approprié pour éliminer les matériaux de traitement présents dans la pompe avant l'arrêt afin d'éviter la formation de dépôts lors du refroidissement de la pompe.