Der Unterschied zwischen Reinheit und Qualität von Industriegasen – und warum dieser wichtig ist
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Unzählige gewerbsmäßige und industrielle Anwendungen erfordern Industriegase, am häufigsten Stickstoff (N2) und Sauerstoff (O2). Ganz gleich, ob Unternehmen dieses Gas kaufen oder selbst erzeugen, stellt sich in jedem Fall die Frage nach Reinheit und Qualität. Eine häufiger Irrtum ist, dass sich diese beiden Begriffe auf dasselbe beziehen. Das ist nicht der Fall. Darüber hinaus zahlt es sich nicht zwangsläufig aus, in einer der beiden Kategorien den bestmöglichen Wert anzustreben. Im Gegenteil. Schauen wir uns an, wie und warum dies so ist.
Industriegasreinheit
Um es ganz deutlich zu sagen: Industriegas mit der höchsten Reinheit ist nicht das „beste“ Gas. Beispielsweise ist Stickstoff mit einer Reinheit von 99,999 % nicht unbedingt „besser“ als Stickstoff mit einer Reinheit von 95 %. Er weist einfach eine höhere Stickstoffkonzentration im Verhältnis zu Spurengasen (hauptsächlich Sauerstoff) auf.
Die Anwendung, für die das Gas verwendet wird, bestimmt die erforderliche Reinheit. Verfahren, bei denen Metalle erhitzt werden (z. B. Laserschneiden und Tempern), erfordern zum Beispiel eine hohe Stickstoffreinheit, um Oxidation bei steigenden Temperaturen zu verhindern. Andererseits benötigen die meisten Inertisierungsverfahren nur eine Stickstoffreinheit von 95–98 %, um ihr Ziel zu erreichen, nämlich Feuer und Explosionen zu vermeiden. Die Verwendung von Stickstoff einer höheren Reinheit für die Inertisierung bringt keine zusätzlichen Vorteile.
Warum ist diese Überspezifizierung der Gasreinheit wichtig? Vor-Ort-Gasgeneratoren geben Unternehmen die Freiheit, ihren eigenen Sauerstoff oder Stickstoff mit der richtigen Reinheit für ihre Anwendung zu produzieren. Dadurch können sie ihre Industriegaskosten deutlich senken, da die Produktion von Gas mit geringerer Reinheit weniger Energie erfordert.
Lesen Sie mehr darüber, wie sich die Reinheit von Stickstoff oder Sauerstoff auf deren Kosten auswirkt.
Eingekauftes Gas in Flaschen, Dewar-Behältern oder Tanks hat hingegen durch den kryogenen Produktionsprozess immer die gleiche hohe Reinheit. Das bedeutet, dass ein großer Teil der Benutzer einen Reinheitsgrad erhält, der für das Einsatzfeld nicht erforderlich ist (und der unnötig teuer ist).
Industriegasqualität
Die Industriegasqualität bezieht sich auf das Vorhandensein von Verunreinigungen. Diese Verunreinigungen lassen sich, wie in der internationalen Norm ISO 8573-1 festgelegt, in drei Hauptkategorien einteilen: Staub, Wasser und Öl. Viele industrielle Anwendungen haben spezifische Anforderungen hinsichtlich der in ISO 8573-1 festgelegten Klassen, die strenger für Branchen wie Pharmazie, Lebensmittel und Getränke sind. Natürlich ist minderwertige Gasqualität für jede Anwendung ein Problem, da Verunreinigungen und Korrosion Produktionssysteme und Endprodukte beeinträchtigen können.
Das bedeutet, dass Gas sehr rein sein kann, aber nicht unbedingt von hoher Qualität sein muss. Dies ist einer der Gründe, warum zugekauftes Gas in verschiedenen industriellen, lebensmitteltauglichen und anderen Qualitäten erhältlich ist. Seine hohe Reinheit ergibt sich aus dem Produktionsprozess, aber die Qualität kann zusätzlich gesteuert werden. Das ist jedoch mit Kosten verbunden.
Vor-Ort-Gasgeneratoren bieten standardmäßig eine höhere Qualität. Da sie saubere Einlassluft benötigen, um zuverlässig zu arbeiten und ihre Komponenten zu schützen, ist auch der von ihnen erzeugte Stickstoff oder Sauerstoff von hoher Qualität. Beispielsweise erfüllen die Stickstoff- und Sauerstoffgeneratoren von Atlas Copco standardmäßig die sehr strenge Klasse [1:2:1] der ISO 8573-1. Eine zusätzliche Filterung ist verfügbar, um für spezialisierte Anwendungen Klasse [1:1:0] zu erreichen. Auch hier profitieren Anwendungen, die diese nicht benötigen, nicht von dieser höchsten Qualität, während die zusätzliche Filterung Zusatzkosten verursacht.
Darum ist es wichtig, die Anforderungen an Industriegase zu verstehen
Letztendlich ist es nicht das Ziel, über Gas mit höchster Reinheit und Qualität zu verfügen. Es geht darum, bei beiden Faktoren das richtige Maß zu erreichen. Das heißt, die Anwendung ist ausschlaggebend, ebenso wie das Gas- und Produktionssystem des Anwenders. Das schwächste Glied im System bestimmt die garantierte Reinheit und Qualität. Es ist nicht sinnvoll, Gas von höchster Qualität zu erzeugen, wenn das Gasnetz, über das es verteilt wird, verschmutzt ist. Es ist nicht sinnvoll, Lebensmittelverpackungen mit Stickstoff mit einer Reinheit von 99,999 % zu füllen, wenn das Verpackungsmaterial diesen Reinheitsgrad nicht beibehalten kann.
Während eingekauftes Gas nur eine begrenzte Flexibilität in der Qualität und kaum Flexibilität in der Reinheit bietet, ermöglicht die Erzeugung vor Ort den Anwendern, die erforderliche Gasreinheit und -qualität selbst einzustellen und zu erreichen. Dies ist ein wichtiger Grund, warum Vor-Ort-Generatoren im Allgemeinen den Vorteil eines niedrigeren Preises pro Gaseinheit bieten. Anwender erhalten die optimale Mischung aus Gasreinheit und -qualität, um ihre Produktionsanforderungen bei maximaler Kosteneffizienz zu erfüllen.
