Druckluftqualität – Standards und Klassen

Wenn Luft zum Erzeugen von Druckluft angesaugt wird, werden auch andere Partikel mit angesaugt. Die Luft enthält also Verunreinigungen. Wenn die Luft dann verdichtet wird, steigt der Anteil an Verunreinigungen innerhalb desselben Volumens exponentiell an. Darüber hinaus können während des Verdichtungsprozesses weitere Verunreinigungen in die Druckluft gelangen. 

Eine Luftaufbereitung ist erforderlich, um Verunreinigungen aus dem Druckluftsystem zu entfernen. Zu den Verunreinigungen in einem Druckluftsystem gehören:

1. Feststoffpartikel/Staub 

2. Wasser (flüssig oder als Dampf)

3. Ölrückstände (als Dampf oder Aerosole)

Wenn die Luft ordnungsgemäß aufbereitet wird, gilt sie als sauber und sicher. Doch die Qualität der Druckluft wird nicht nur durch ihre Sauberkeit, sondern auch durch ihre Trockenheit bestimmt. Um zu bestimmen, wie sauber und trocken die Druckluft ist, wird die Anzahl der Partikel einer bestimmten Größe in einem Kubikmeter Luft sowie der Taupunkt und die Menge an Öl-Aerosolen und -Dämpfen ermittelt.

Die Internationale Organisation für Normung (ISO) hat eine internationale Norm zur Prüfung der Druckluftqualität namens ISO 8573-1 entwickelt. Gemäß der ISO-Luftqualitätsnorm werden drei Arten von Verunreinigungen in der Druckluft gemessen: Wasser, Öl und Feststoffpartikel. Mikroorganismen und Gase werden hierbei nicht berücksichtigt. 

Je nach Menge der gefundenen Verunreinigungen wird eine bestimmte Druckluftklasse zugewiesen. Die Luftqualitätsklasse ist in ISO 8573-1 festgelegt. Dieses standardisierte System definiert Parameter von den am wenigsten kontaminierten bis zu den am meisten kontaminierten Druckluftquellen.

Im Kontext der Druckluftspezifikationen werden Druckluftkompressoren nach der Verdichtung in Reinheitsklassen eingestuft. Sie können also bestimmen, welche Art von Kompressor Sie benötigen, indem Sie sich ansehen, welche Luftreinheitsklasse für Ihre Anwendung erforderlich ist.

Druckluft wird in vielen Branchen eingesetzt, z. B. im Bergbau oder bei der Fertigung, Textilherstellung und Lebensmittelverarbeitung. Die Qualität der in industriellen Anwendungen verwendeten Luft hat einen direkten Einfluss auf den Arbeitsprozess, die verwendeten Maschinen und die Produktqualität. Daher ist es wichtig, dass die Druckluft sauber und frei von Verunreinigungen ist. 

Je sauberer die Luft ist, desto geringer ist das Risiko von Verunreinigungen, Ausfällen und Qualitätsmängeln. Dies ist in Branchen wie der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie in der Pharmaindustrie von entscheidender Bedeutung. Hier kann die Luft direkt in Kontakt mit dem Produkt kommen, oder indirekt über die Verpackung. 

Hohe Luftqualität ist in vielen Branchen wichtig, aber in der Medizin herrschen besonders strikte Anforderungen. Bei der medizinischen Luftversorgung von Krankenhauspatienten muss die Luftreinheit zu 100 % garantiert sein. Hier sind ölfreie Kompressoren, die die sauberste Luft liefern, unverzichtbar.

Bei besonders wichtigen Prozessen wird der Einsatz von Druckluft der Klasse 0 empfohlen. Diese Qualitätsklasse bedeutet nicht, dass die Luft überhaupt keine Verunreinigungen enthält. Klasse 0 ist lediglich der höchste erreichbare Reinheitsgrad, bei dem nur noch minimale Verunreinigungen vorhanden sind, also noch weniger als bei Klasse 1. 

Es kann eine Kombination verschiedener Druckluftgeräte verwendet werden, um saubere Luft zu erhalten. Dazu können verschiedene Luftfilter und Trockner gehören. Wenn Sie wissen, welche Verunreinigungen entfernt werden müssen, können Sie leichter ermitteln, welche Geräte Sie benötigen.

Ein Filter wird verwendet, um Verunreinigungen aus den Luftpartikeln zu filtern. Allerdings ist jeder Filter nur bis zu einem gewissen Grad wirksam; kein Filter kann sämtliche Partikelarten trennen. Partikel zwischen 0,1 μm und 0,2 μm sind am schwierigsten zu filtern. 

Öl und Wasser verhalten sich in Aerosolform ähnlich wie andere Partikel und können mit einem Koaleszenzfilter abgeschieden werden. Im Filter verbinden sich die Flüssigkeitströpfchen zu immer größeren Tröpfchen, die aufgrund der Schwerkraft nach unten sinken. 

Dieser Filter kann Öl sowohl in Aerosol- als auch in flüssiger Form abtrennen. Wenn das Öl jedoch flüssig ist, kommt es zu einem hohen Druckabfall und Restölgehalt. Wenn das Öl in Dampfform vorhanden ist, ist es schwieriger abzuscheiden und erfordert einen Filter, der Adsorptionsmaterial enthält, in der Regel Aktivkohle.

Der Einsatz von Filtern führt unweigerlich zu einem Druckabfall, wodurch das Druckluftsystem an Energie verliert. Feinere Filter mit einer engeren Struktur scheiden mehr Verunreinigungen ab, verursachen aber auch einen höheren Druckabfall und verstopfen schneller. Dies erfordert häufigere Filterwechsel und führt damit zu höheren Wartungskosten.

Zusätzlich müssen Filter so dimensioniert sein, dass sie für den Nenndurchfluss geeignet sind und eine größere Kapazitätsgrenze haben. Dies erleichtert den Umgang mit Druckabfällen, die bei einem bestimmten Verstopfungsgrad auftreten.

Kälte- oder Adsorptionstrockner werden eingesetzt, um Feuchtigkeit aus der Druckluft zu entfernen. Kältetrockner werden verwendet, wenn die maximal erforderliche Druckluftqualität Klasse 4 ist, d. h., wenn der Taupunkt unter 3 °C liegt. Wenn Druckluft mit weniger Feuchtigkeit (niedrigerer Drucktaupunkt) benötigt wird, muss ein Adsorptionstrockner installiert werden.