Análisis de adsorción dinámica de gases para caracterización de materiales adsorbentes

Los materiales adsorbentes como carbones activos, zeolitas y geles de sílice se utilizan ampliamente en procesos industriales de separación y purificación de gases. La adsorción dinámica de gases permite estudiar el comportamiento de estos materiales en condiciones reales de operación, evaluando su capacidad de captura y separación de diferentes especies gaseosas.

Entre sus principales aplicaciones se encuentran el tratamiento de gases de salida, la captura de dióxido de carbono en plantas de biogás, la purificación y separación de gas natural, la separación de aire, los sistemas de protección respiratoria y la separación selectiva de isómeros.

Reactor o adsorbedor para ensayos en lecho fijo

El equipo dispone de diferentes reactores o adsorbedores adaptados al estudio de materiales adsorbentes mediante simulaciones en lecho fijo. Estos sistemas permiten analizar el equilibrio y la cinética de adsorción de mezclas gaseosas bajo condiciones controladas de flujo, presión y composición.

La preparación de la muestra puede realizarse in-situ mediante flujo de gas inerte o bajo vacío, con tratamientos térmicos de hasta 400 ºC. El control independiente de la temperatura del gas de entrada y del reactor permite reproducir las condiciones del proceso de adsorción con elevada precisión.

El sistema incorpora controladores de flujo másico de alta precisión para regular el caudal y generar mezclas gaseosas estables. La presión de la celda de medida se controla automáticamente, mientras que el instrumento registra la diferencia de presión entre la entrada y la salida del reactor.

Detección y análisis de gases

La composición del gas a la salida del reactor se analiza mediante un detector de conductividad térmica (TCD), instalado en un entorno termostatizado para garantizar medidas precisas y estables.

El sistema permite trabajar con diferentes mezclas gaseosas gracias a su calibración automática. Además, puede incorporar opcionalmente un espectrómetro de masas para identificar las especies presentes durante los procesos de adsorción y desorción.

Mixsorb L: Analizador de curvas de ruptura para mezclas de gases

El Mixsorb L amplía las posibilidades de caracterización de materiales adsorbentes mediante el análisis automático de curvas de ruptura de mezclas de gases. Esta técnica permite evaluar la capacidad de separación y la selectividad de un adsorbente en condiciones dinámicas, simulando procesos reales de operación.

Este analizador de adsorción dinámica de gases está diseñado para estudiar procesos de separación gaseosa, incluyendo captura de CO₂, purificación de gases, separación de mezclas y desarrollo de nuevos materiales adsorbentes.

La columna reactor permite trabajar con diferentes rangos de caudal, desde condiciones de bajo flujo hasta 40 L/min, adaptándose a diferentes necesidades de investigación y escalado de procesos industriales.

La familia Mixsorb L está disponible en diferentes configuraciones según las condiciones de operación:

  • Mixsorb L: hasta 10 bar.
  • Mixsorb LHP: versión de alta presión hasta 68 bar.
  • Mixsorb L Ambient: diseñado para aplicaciones por debajo de la presión atmosférica.
  • Mixsorb L Eco: versión económica para aplicaciones estándar.

Beneficios del Mixsorb L

  • Elevados caudales de gas: adecuado para estudios dinámicos de adsorción.
  • Análisis de equilibrio y cinética: permite estudiar el comportamiento de mezclas gaseosas.
  • Escalado de procesos industriales: facilita la evaluación de materiales antes de su implementación.
  • Control de temperatura: regulación independiente del gas de entrada y del reactor.
  • Condiciones reproducibles: control automático de todos los parámetros críticos durante el ensayo.
  • Operación automática en contracorriente: optimización del proceso de análisis.
MixSorb L
El modelo L o Large abre un nuevo escenario

Ver el catálogo de MixSorb L

Mixsorb S: Analizador de curvas de ruptura para pequeñas cantidades de muestra

El Mixsorb S es un analizador de adsorción dinámica de gases diseñado para la caracterización de nuevos materiales adsorbentes cuando solo se dispone de pequeñas cantidades de muestra. Permite medir curvas de ruptura de mezclas gaseosas y evaluar la selectividad de materiales destinados a procesos de separación de gases.

Su diseño está optimizado para aplicaciones de investigación y desarrollo, donde la disponibilidad de muestra puede ser limitada. Los reactores en columna trabajan con caudales de hasta 500 mL/min, proporcionando un control preciso de las condiciones de ensayo.

La familia Mixsorb S está disponible en diferentes configuraciones según las condiciones de operación requeridas:

  • Mixsorb S: versión estándar hasta 10 bar.
  • Mixsorb S HP: versión de alta presión hasta 68 bar.
  • Mixsorb S Ambient: diseñado para aplicaciones por debajo de la presión atmosférica.
  • Mixsorb S Eco: versión económica para aplicaciones estándar.
  • Mixsorb S HP Eco: alternativa económica para ensayos a mayor presión.

Beneficios del Mixsorb S

  • Bajo volumen muerto: mejora la precisión en estudios con pequeñas cantidades de muestra.
  • Optimización para bajos tiempos de residencia: permite analizar procesos dinámicos de adsorción con mayor control.
  • Diseño para investigación: adecuado para grupos que trabajan con cantidades de muestra inferiores a 1 cm³.
  • Control automático de presión: regulación precisa del reactor hasta 10 bar.
  • Alta flexibilidad: posibilidad de incorporar accesorios adicionales según la aplicación.
Mixsorb S
El modelo S o Small permite la caracterización de nuevos materiales

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Aplicaciones del análisis dinámico de adsorción de gases

Los equipos MixSorb permiten estudiar el comportamiento dinámico de materiales adsorbentes mediante ensayos de flujo continuo, proporcionando información esencial para el diseño y optimización de procesos de separación de gases.

Entre las principales aplicaciones de la adsorción dinámica de gases se incluyen:

  • Determinación de curvas de ruptura: evaluación del comportamiento del adsorbente durante procesos reales de separación.
  • Estudio de la cinética de adsorción: análisis de la velocidad de captura de diferentes especies gaseosas.
  • Fenómenos de co-adsorción y desplazamiento: estudio de la interacción entre diferentes componentes de una mezcla gaseosa.
  • Determinación de selectividad de adsorción: comparación de la afinidad del material por distintos gases.
  • Ensayos dinámicos de adsorción y desorción: evaluación de ciclos de captura y liberación de gases.
  • Medida de adsorción mono y multicomponente: caracterización de materiales en mezclas gaseosas reales.
  • Análisis de perfiles térmicos: investigación de la distribución de calor a lo largo del lecho del reactor.
  • Ensayos en presencia de humedad: estudio de adsorción en condiciones con agua u otros vapores.

Selección del modelo MixSorb según la aplicación

  • MixSorb L: solución orientada al estudio y escalado de procesos de separación industrial, con mayores caudales de gas y capacidad para aplicaciones de mayor volumen.
  • MixSorb S: diseñado para investigación y desarrollo de nuevos materiales adsorbentes cuando la cantidad de muestra disponible es limitada, con volúmenes inferiores a 1 cm³.

Preguntas Frecuentes sobre la Serie Mixsorb (Modelos L y S)

¿Qué son los equipos de la serie Mixsorb y cuál es su función principal?

Son analizadores automáticos diseñados para medir curvas de ruptura (breakthrough curves) en la adsorción y desorción dinámica de mezclas de gases y vapores. Permiten evaluar la selectividad y el comportamiento real de separación de materiales porosos en condiciones de flujo continuo.

¿Qué diferencia principal existe entre el modelo Mixsorb L y el modelo Mixsorb S?

La diferencia radica en la escala y cantidad de muestra:
– Mixsorb L (Large): Orientado al estudio y escalado de adsorbentes industriales y comerciales, permitiendo simular procesos de separación a mayor escala.
– Mixsorb S (Small): Diseñado específicamente para I+D y grupos de investigación que trabajan con cantidades de muestra muy reducidas (< 1 cm³, típico en materiales de nueva síntesis como MOFs o COFs).

¿Por qué es importante medir curvas de ruptura en lugar de solo el área superficial BET?

Aunque el área superficial o la porosidad clásica aportan información estructural, no permiten predecir cómo se comportará un material frente a una mezcla real de gases (como separación de biogás, purificación o captura de CO₂). Las curvas de ruptura muestran la selectividad real, cinéticas de adsorción y efectos de co-adsorción bajo condiciones operativas.

¿Qué opciones de presión y configuración están disponibles en ambos modelos?

Ambas series cuentan con versiones adaptadas a diferentes necesidades: modelos estándar (hasta 10 bar), variantes de alta presión (HP, hasta 68 bar), versiones para presiones de vacío o sub-ambientales, y opciones ECO más económicas para laboratorios con presupuestos ajustados.

MixSorb L
El modelo L o Large abre un nuevo escenario

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