Los concentradores de oxígeno generalmente usan tecnología de adsorción por oscilación de presión (PSA) y se usan ampliamente para el suministro de oxígeno en aplicaciones de atención médica, especialmente donde el oxígeno líquido o presurizado es demasiado peligroso o inconveniente, como en hogares o en clínicas portátiles. Para otros fines también hay concentradores basados en tecnología de membrana .
Un concentrador de oxígeno absorbe aire y lo purifica para que lo usen las personas que requieren oxígeno médico debido a los bajos niveles de oxígeno en la sangre. Los concentradores de oxígeno también se utilizan para proporcionar una fuente económica de oxígeno en los procesos industriales, donde también se los conoce como generadores de oxígeno o plantas de generación de oxígeno . Los concentradores de oxígeno utilizan un tamiz molecular para absorber los gases y funcionan según el principio de la adsorción de presión rápida del nitrógeno atmosférico sobre los minerales de zeolita y luego la ventilación del nitrógeno. Este tipo de sistema de adsorción es, por lo tanto, funcionalmente un depurador de nitrógeno que deja pasar los otros gases atmosféricos. Esto deja oxígeno como el gas primario restante. La tecnología PSA es una técnica confiable y económica para la generación de oxígeno a pequeña y mediana escala, con separación criogénica más adecuada para volúmenes más altos y entrega externa generalmente más adecuada para volúmenes pequeños.
A alta presión, la zeolita porosa adsorbe grandes cantidades de nitrógeno, debido a su gran área de superficie y su carácter químico. Después de que el oxígeno y otros componentes libres se recogen, la presión baja, lo que permite que el nitrógeno se desorbe.
Un concentrador de oxígeno tiene un compresor de aire, dos cilindros llenos de pellets de zeolita, un depósito de compensación de presión y algunas válvulas y tubos. En el primer medio ciclo, el primer cilindro recibe aire del compresor, que dura aproximadamente 3 segundos. Durante ese tiempo, la presión en el primer cilindro aumenta de atmosférica a aproximadamente 2,5 veces la presión atmosférica normal (típicamente 20 psi / 138 kPa de calibre, o 2,36 atmósferas absolutas) y la zeolita se satura con nitrógeno. Cuando el primer cilindro alcanza oxígeno casi puro (hay pequeñas cantidades de argón, CO 2 , vapor de agua, radón y otros componentes atmosféricos menores) en el primer medio ciclo, se abre una válvula y el gas enriquecido con oxígeno fluye a la presión ecualizadora. depósito, que se conecta a la manguera de oxígeno del paciente. Al final de la primera mitad del ciclo, hay otro cambio de posición de la válvula para que el aire del compresor se dirija al segundo cilindro. La presión en el primer cilindro disminuye a medida que el oxígeno enriquecido se mueve hacia el depósito, lo que permite que el nitrógeno se vuelva a absorber en gas. A mediados de la segunda mitad del ciclo, hay otro cambio en la posición de la válvula para descargar el gas en el primer cilindro a la atmósfera ambiental, evitando que la concentración de oxígeno en el depósito igualador de presión caiga por debajo de 90%. La presión en la manguera que suministra oxígeno desde el depósito de compensación se mantiene constante mediante una válvula reductora de presión.
Las unidades más antiguas se ciclaron con un período de aproximadamente 20 segundos y suministraron hasta 5 litros por minuto de oxígeno al 90%. Desde aproximadamente 1999, unidades disponibles capaces de suministrar hasta 10 lpm han estado disponibles.
Aplicaciones
Los generadores de PSA proporcionan una fuente de oxígeno rentable. Son una alternativa más segura, menos costosa y más conveniente que los tanques de oxígeno criogénico o cilindros presurizados. Se pueden usar en diversas industrias, incluidas la médica, la farmacéutica, el tratamiento de agua y la fabricación de vidrio.
Los generadores PSA son particularmente útiles en lugares remotos o inaccesibles del mundo o en instalaciones médicas móviles ( hospitales militares , instalaciones de desastres).