Indispensáveis na medicina contemporânea, classifica-se os gases medicinais como o gás ou a mistura de gases utilizados para uso terapêutico ou de diagnósticos. Por isso, são imprescindíveis para o uso cotidiano de hospitais, clínicas e domicílios do Brasil. Assim, faz-se necessário o estudo e uso de tecnologias que aumentem a sua produção, mantendo o seu alto nível de pureza e qualidade. Tornando-os alvo de uma forte fiscalização por parte dos órgãos responsáveis da regulamentação dos meios de produção.
Nesse texto, iremos abordar os principais gases que se adequam nessa categoria de gases especiais. Além de aspectos primordiais presentes nas principais etapas envolvidas na produção em escala industrial.
Neste conteúdo abordaremos:
- Principais gases medicinais produzidos;
- Etapas mais importantes da produção na indústria.
Principais gases medicinais produzidos
Todavia, em decorrência da sua grande importância na área da saúde, a produção de gases medicinais apresenta diversas peculiaridades e especificidades que muito foram estudadas e regulamentadas ao longo dos anos. Desse modo, seus principais avanços, decorrentes do desenvolvimento dos estudos sobre refrigeração pelo alemão Carl Von Linde, muito contribuíram para o aprimoramento da separação do ar por liquefação.
Os principais gases presentes nesta classificação e mais disseminados no mercado são o oxigênio; óxido nitroso; dióxido de carbono; nitrogênio líquido (utilizado na mistura de gases, empregada em terapia respiratória); ar comprimido medicinal; ar sintético medicinal; e a mistura de oxigênio medicinal 50% + óxido nitroso medicinal 50%, amplamente utilizados na área da saúde. Desse modo, cabe-se citar o uso para a esterilização de equipamentos, aplicação de anestesias, conservação de vacinas e medicamentos na temperatura correta, entre outros.
Matéria prima para a produção
O ar atmosférico é o constituinte principal para a síntese dos gases medicinais, seus elementos fundamentais são: nitrogênio (N2) 78,11 %; oxigênio (O2) 20,96% e Argônio (Ar) 0,93%. Além de outros componentes secundários, tais como vapor d’água (H2O), dióxido de carbono (CO2), hidrocarbonetos e gases inertes. Desse modo, a escolha da localidade depende da parcela destes componentes, em razão das diferenças de composição que cada região pode ter.
Assim, a separação dos componentes presentes no ar atmosférico necessária para a produção se apresenta como um caso especial de separação física dos elementos que o constituem. Possuindo aspectos químicos e termodinâmicos que se refletem nas principais etapas do processo.
Etapas do processo produtivo
Captação do ar e filtração de partículas
Primeiramente, captura-se o ar atmosférico o filtrando, para que assim, retire-se quaisquer partículas em suspensão, de onde segue para um sistema de compressão, obtendo-se o gás comprimido.
Peneiração molecular
Em seguida, transfere-se a mistura de gases para um sistema de peneiras moleculares, utilizando-se a adsorção por variação de temperatura (Thermal Swing Adsorption TSA) ou adsorção por oscilação da pressão (Pressure Swing Adsorption PSA). Desse modo, faz-se necessária uma pesquisa da rota produtiva mais adequada para escolha da técnica, em cada caso.
Ambas as técnicas de adsorção utilizam estágios de leitos adsorventes, em que compartimentos de silicatos de alumínio hidratados, também conhecidos como zeólitas, promovem a retirada do CO2, água e os hidrocarbonetos presentes na solução gasosa. Dessa forma, faz-se uso de diversas variações de condições operacionais de pressão, vazão e temperatura, primordiais para o seu bom rendimento e melhoria contínua do processo.
Liquefação
Em seguida, a mistura é colocada em um trocador de calor, atingindo-se temperaturas criogênicas, liquefazendo seus componentes. Assim, torna-se possível transferir a solução para uma coluna de separação fracionada que utiliza a temperatura de ebulição de seus componentes para separá-los por destilação.
Separação Fracionada
Para se produzir o oxigênio líquido medicinal, escoa-se do fundo da coluna de destilação o oxigênio, fruto do primeiro estágio de destilação. Seguindo-se por um sistema de purificação, retirando os últimos traços de argônio presentes. Em seguida, transfere-se para uma nova coluna de destilação, onde se liquefaz por um trocador de calor. Sendo finalizado o produto medicinal e enviado para tanques de armazenamento.
Já o nitrogênio gasoso retirado pelo topo da coluna segue por um sistema de reciclo, sendo destilado novamente e purificado. Seguindo, ocorre a sua compressão e expansão. Produzindo o nitrogênio líquido medicinal, que segue para sua estocagem.
Armazenamento e Transporte
Então, a partir do acondicionamento dos gases resultantes desta produção, armazena-os em cilindros, recipientes criogênicos ou caminhões tanque. Sendo feito o transporte e entrega aos centros de distribuição ou ao consumidor final.
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