Los equipos de adquisiciones rara vez comparan un generador de oxígeno OVM con un contrato de oxígeno medicinal líquido hasta que una licitación, una expansión o una interrupción del suministro obligan a plantearse la cuestión. Un generador de oxígeno en el sitio produce el mismo gas a partir del aire ambiente dentro de la cerca del sitio, y una estación de servicio puede introducirlo en cilindros. Ambas rutas llegan al mismo enchufe de pared, pero difieren marcadamente en tiempo de entrega, costo de funcionamiento, espacio ocupado y modo de falla.
Lo que realmente significa un generador de oxígeno OVM
Un generador de oxígeno OVM es una unidad criogénica de separación de aire que licua el oxígeno para su almacenamiento en tanques o un generador de adsorción por oscilación de presión instalado en el sitio para desplazar los suministros de líquido. Las dos máquinas comparten nombre y casi nada más.
La ruta criogénica enfría el aire hasta que se licua y luego separa el oxígeno del nitrógeno mediante destilación a una temperatura extremadamente baja. El oxígeno sale de la columna en forma líquida con una pureza del 99,5 por ciento o más, y el sitio necesita un tanque de almacenamiento, vaporizadores y una cadena de suministro. Se trata de equipos a escala de tonelaje, normalmente medidos en cientos de metros cúbicos por hora.
La ruta del PSA permanece a temperatura ambiente. El aire comprimido pasa a través de un lecho de tamiz molecular de zeolita, el nitrógeno se adsorbe en la superficie y pasa un gas rico en oxígeno. Una unidad médica estándar suministra 93, más o menos 3 por ciento de oxígeno; una etapa de purificación posterior es lo que eleva la producción al grado de 99,5 por ciento que muchas farmacopeas requieren para uso directo en pacientes.
Definición: El oxígeno líquido médico es oxígeno mantenido como líquido criogénico con una pureza del 99,5 por ciento o mejor, cerca de -183 grados Celsius en un tanque aislado. Un litro de líquido se expande hasta aproximadamente 861 litros de gas a temperatura ambiente, por lo que un solo envío en camión cisterna puede cubrir un gran hospital durante días.
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Las plantas criogénicas separan el oxígeno por destilación, mientras que los generadores de PSA lo separan por adsorción selectiva, y la ruta de adsorción es la que normalmente sustituye al oxígeno líquido medicinal en un hospital, una piscifactoría o una planta de fabricación.
Un tren PSA sigue cinco etapas en cada instalación:
- Compresión, donde un compresor de tornillo eleva el aire ambiente filtrado a aproximadamente 7 a 10 bar.
- Pretratamiento, en el que un secador frigorífico, filtros coalescentes y un filtro de carbón activado eliminan el agua, el aerosol de aceite y el polvo antes de que el aire llegue al tamiz.
- Adsorción, donde el aire fluye hacia arriba a través de un lecho de zeolita, se retiene el nitrógeno y el gas rico en oxígeno sale por la parte superior del recipiente.
- Desorción, donde ese lecho se despresuriza y se purga para liberar el nitrógeno mientras el segundo lecho toma la carga, que es lo que mantiene continuo el flujo de salida.
- Almacenamiento y refuerzo, donde el oxígeno ingresa a un tanque de compensación y luego pasa por un refuerzo si se van a llenar cilindros en lugar de servir una tubería.
Un tren de PSA de dos lechos normalmente oscila entre adsorción y desorción cada 30 a 60 segundos. La pureza de salida se mantiene estable solo cuando el volumen del buffer y el bucle del analizador tienen el tamaño adecuado para ese ciclo, y no se agregan después.
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El suministro líquido generalmente gana en costo de capital para una demanda muy grande en un solo sitio, mientras que un generador en el sitio gana en costo de funcionamiento, seguridad del suministro y control donde la demanda es estable y el sitio puede albergar el equipo.
Comparación del suministro de oxígeno médico líquido y la generación de PSA in situ para compradores institucionales. | factores | Suministro de tanques de oxígeno líquido médico. | Generador de oxígeno en el sitio |
| Pureza en origen | 99,5 por ciento o más | 93 más o menos 3 por ciento, o 99,5 por ciento con purificación |
| puesta en marcha | Días o semanas, incluida la logística de los camiones cisterna | Horas a algunos días después de la instalación. |
| Generador de costos recurrentes | Precio del gas, entrega por carretera, pérdidas por evaporación | Electricidad del compresor, mantenimiento, sustitución de tamices. |
| Almacenamiento en el sitio | Tanque criogénico, vaporizadores, zona de exclusión. | Tanque de inercia y banco de cilindros, sin peligro criogénico |
| Riesgo de suministro | Entrega de terceros y acceso por carretera | Estabilidad energética y calidad del aire comprimido. |
| Escala típica | Alto volumen, multipabellón o industrial | 3 a 200 metros cúbicos por hora |
Donde todavía cabe el suministro de líquido
- Demanda superior a unos pocos cientos de metros cúbicos por hora
- Un tanque criogénico y un vaporizador ya en servicio
- Campañas cortas donde los equipos no se pueden amortizar
- Sitios con energía débil pero acceso por carretera confiable
Donde gana la generación in situ
- Demanda constante las 24 horas del día con un perfil de carga predecible
- Gasto en recarga de cilindros que excede el costo de funcionamiento del generador
- Sitios remotos, en mesetas o islas con largos plazos de entrega
- Oxígeno de proceso para corte, aireación o apoyo a la combustión.
Para ese segundo grupo, un Generador de oxígeno PSA Normalmente se cotiza junto con una estación de servicio y no como una máquina independiente.
Pureza, presión y llenado: donde fracasan los proyectos
Los generadores generalmente pasan la prueba de pureza en la salida y luego fallan en el banco de cilindros, porque la presión, el punto de rocío y el arrastre de aceite nunca se incluyeron en la misma especificación que la pureza.
93% Pureza estándar de PSA, más o menos 3 por ciento
99,5% Grado médico después de una etapa de purificación.
150 barras Presión de llenado de cilindro típica de un reforzador
Cuatro cifras deciden si la instalación sobrevive al funcionamiento diario:
- El punto de rocío a presión en la entrada del tamiz, generalmente especificado en -40 grados Celsius o menos para proteger tanto el tamiz como el reforzador.
- Presión de salida en el punto de uso, donde una tubería de sala necesita de 4 a 5 bar pero un banco de cilindros necesita 150 bar o más de un refuerzo de oxígeno dedicado.
- El arrastre de hidrocarburos, lo que hace que los componentes limpios de oxígeno y la compresión sin aceite aguas abajo del secador no sean negociables para trabajos médicos.
- Colocación del analizador, con al menos una medición a la salida del generador y otra después del booster, calibrado contra un gas de referencia trazable.
Compresor reforzador de oxígeno de alta presión sin aceite Booster sin aceite para estaciones de llenado de botellas y carga de oxígeno, con presión de descarga de 150 a 200 bar para suministro de oxígeno industrial a alta presión. Ver producto → Dimensionamiento de un sistema in situ frente a la demanda real
El dimensionamiento comienza a partir del flujo máximo simultáneo en lugar del recuento de lechos, y la carga de llenado del cilindro se agrega a la carga de la tubería en lugar de promediarla.
Una secuencia práctica: multiplique el flujo de oxígeno simultáneo más alto, donde una cama de sala general con oxígeno normalmente consume de 2 a 8 litros por minuto, por el número de usuarios en el pico, agregue la demanda de llenado y luego aplique un margen de 20 a 25 por ciento para el inicio, las fugas y las camas futuras. Las gamas de equipamiento siguen la misma lógica.
Concentrador portátil, de 1 a 5 metros cúbicos por hora
Generador de PSA médico, de 5 a 100 metros cúbicos por hora.
Sistema modular o en contenedores, de 50 a 200 metros cúbicos por hora
Planta de líquido criogénico, de 200 metros cúbicos por hora y más
La altitud cambia el cálculo. Por encima de los 2.500 metros, la presión parcial efectiva de oxígeno cae, por lo que un sitio que necesitaría un generador al nivel del mar puede necesitar dos, y suministro de oxígeno de meseta Los proyectos suelen combinar la entrega por tubería con un punto de llenado para unidades portátiles.
Más allá de la atención sanitaria, el mismo equipo sirve para la aireación de la acuicultura, el tratamiento de aguas residuales, el corte de metales y el apoyo a la combustión, donde entre un 90 y un 93 por ciento de oxígeno es suficiente y la economía se decide casi en su totalidad por el costo del gas suministrado.
Preguntas frecuentes
¿Puede un generador de oxígeno interno reemplazar completamente un tanque de oxígeno líquido médico?
Para una demanda constante, sí. Un generador de PSA cubre el suministro de tuberías de forma continua y una unidad de alta pureza con una etapa de purificación puede cumplir con una especificación médica del 99,5 por ciento. La mayoría de los hospitales todavía mantienen una reserva de cilindros o una pequeña reserva de líquido para la planificación de desastres, porque un generador depende de la energía y la calidad del aire comprimido.
¿Qué pureza puede alcanzar un generador de oxígeno de oxígeno líquido médico?
Una unidad de PSA estándar suministra 93 más o menos 3 por ciento de oxígeno. Agregar carbón o purificación catalítica después del tamiz lleva la salida al 99,5 por ciento o más. Los usuarios industriales, como corte, aireación y apoyo a la combustión, normalmente oscilan entre el 90 y el 93 por ciento.
¿Qué impulsa el costo de funcionamiento de la generación in situ?
Predomina la electricidad para el compresor de aire, seguida del reemplazo del tamiz después de aproximadamente 8 a 10 años y el mantenimiento rutinario del filtro y el secador. Los operadores comparan ese total con el precio del líquido entregado, la logística de los camiones cisterna y las pérdidas por evaporación durante el mismo período.
¿Cuánto tiempo lleva la instalación y la puesta en marcha?
Las unidades sobre patines y contenedores llegan preinstaladas, por lo que la instalación mecánica sobre una base preparada suele tardar unos días. A continuación se realizan la puesta en servicio, la validación de la pureza y la capacitación del operador, y el primer gas según las especificaciones normalmente está disponible dentro de las dos semanas posteriores a la llegada al sitio.
Cualquiera que sea la ruta de entrega, se deben fijar tres números antes de comparar las cotizaciones: flujo máximo simultáneo, pureza requerida en el punto de uso y presión necesaria en el banco de cilindros. Un sistema especificado en torno a esos tres valores mantendrá su rendimiento durante una década, mientras que uno especificado en torno al precio unitario por sí solo no lo hará.
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