# Geradores de oxigénio PSA vs membrana

Uma revisão de 2001 das tecnologias de separação do ar (Smith e Klosek, Fuel Processing Technology) atribui às centrais de adsorção (normalmente PSA ou VSA) um limite de pureza de 95% vol. e às membranas poliméricas cerca de 40% vol., notando que os sistemas de membrana se limitam normalmente a produzir ar enriquecido em oxigénio.

A revisão agrupa ambos nos processos não criogénicos, mas separam o ar de formas diferentes. Numa central de adsorção, o ar passa por um leito de zeólito que retém o azoto, e sai do leito uma corrente rica em oxigénio; regenerar o leito baixando a pressão (PSA ou VSA) é normalmente o processo preferido, pelo seu ciclo mais rápido e funcionamento simplificado. Uma membrana polimérica baseia-se, pelo contrário, na difusão do oxigénio e do azoto a velocidades diferentes através de uma membrana que separa uma corrente de alta pressão de uma de baixa pressão; a maioria dos materiais de membrana é mais permeável ao oxigénio do que ao azoto.

## Como os compara a revisão de 2001

| Smith e Klosek (2001) | Adsorção (normalmente PSA ou VSA) | Membrana polimérica |
|---|---|---|
| Produto típico | Oxigénio, tipicamente 93 a 95% vol. | Ar enriquecido em oxigénio |
| Limite de pureza (pureza máxima produzida de forma económica) | 95% vol. | Cerca de 40% vol. |
| Gama económica | Abaixo de 150 toneladas curtas por dia (sTPD) | Abaixo de 20 sTPD |
| Estado em 2001 | Semimadura | Semimadura |
| Tempo de arranque | Minutos | Minutos |

A revisão acrescenta que todas estas tecnologias podem produzir purezas inferiores ao seu limite, ajustando as condições do processo ou misturando oxigénio mais puro com ar, e que os sistemas de adsorção e de membrana, menos eficientes mas menos complexos, são preferidos nos ritmos de produção mais baixos.

## Diferenças práticas indicadas na revisão

- As membranas funcionam como um processo simples e contínuo em condições próximas das ambientes: um soprador vence a perda de carga, e uma bomba de vácuo mantém normalmente a diferença de pressão através da membrana e fornece o oxigénio.
- O dióxido de carbono e a água aparecem normalmente no produto da membrana, porque a maioria dos materiais de membrana é mais permeável a eles do que ao oxigénio. A revisão situa as membranas em aplicações até 20 toneladas por dia em que estes contaminantes possam ser tolerados.
- O funcionamento perto das condições ambientes dá às membranas um arranque rápido, que a revisão considera especialmente atrativo quando o uso de oxigénio é descontínuo.
- Nas centrais de adsorção, o tamanho do leito é o fator determinante do custo de investimento, e o investimento sobe mais depressa com o ritmo de produção do que nas centrais criogénicas.

Estes valores datam de 2001. A própria revisão notava que melhorias nos materiais de membrana poderiam tornar as membranas atrativas para necessidades de oxigénio um pouco maiores.

## Oxigénio medicinal

Para uso medicinal, a Farmacopeia Internacional (décima terceira edição, 2025) define o Oxigénio 93% como oxigénio produzido a partir do ar ambiente por adsorção por variação de pressão (PSA) ou de vácuo (VSA). Ver PSA vs separação criogénica do ar para a terceira via.

## Onde se encaixam as centrais da Ultra Controlo

As centrais hospitalares ULTRAOX SC e ST fornecem oxigénio a 94% (±1%), segundo as suas fichas técnicas, usando unidades PSA ULTRACON de duas colunas. A linha industrial ULTRAOX VSA usa a adsorção por variação de vácuo e fornece oxigénio de 75% a 95% a 50 kPa.

### O que arranca mais depressa, uma central PSA ou um sistema de membrana?

A revisão de 2001 de Smith e Klosek indica um tempo de arranque de minutos tanto para os sistemas de adsorção como para os de membrana, contra horas nas centrais criogénicas.

### O oxigénio de membrana contém humidade?

Smith e Klosek (2001) notam que o dióxido de carbono e a água aparecem normalmente no ar enriquecido em oxigénio das membranas, porque a maioria dos materiais de membrana os deixa passar mais depressa do que o oxigénio.

## Fontes

- [Smith A.R., Klosek J., A review of air separation technologies and their integration with energy conversion processes, Fuel Processing Technology 70 (2001) 115-134, secções 2 e 4 e Tabela 1 (cópia alojada pelo NETL do DOE dos EUA)](https://www.netl.doe.gov/sites/default/files/2023-08/Smith%202001%20Review%20of%20Air%20Separation%20Technologies.pdf)
- [Farmacopeia Internacional, décima terceira edição (2025), Medicinal oxygen](https://digicollections.net/phint/202502/index.html#d/b.6.1.226)
- [Ficha técnica ULTRAOX SC, p. 2](https://www.ultracontrolo.com/products/ultraox)
- [Ficha técnica ULTRAOX ST, p. 2](https://www.ultracontrolo.com/products/ultraox-st)
- [Ficha técnica ULTRACON, p. 2](https://www.ultracontrolo.com/products/ultracon)
- [Ficha técnica ULTRAOX VSA, p. 2](https://www.ultracontrolo.com/products/ultraox-vsa)

Revisto: 2026-10-22. Engenharia da Ultra Controlo. https://library.ultracontrolo.com/pt/comparacoes/geradores-de-oxigenio-psa-vs-membrana/