Unsere Umgebungsluft ist von Natur aus verschmutzt. Somit ist auch die Druckluft verunreinigt, die ganze Branchen am Laufen hält. Sie wird ständig von kaum sichtbaren Gegnern angegriffen. Wer sind diese winzigen Angreifer? Es sind verschiedene Verunreinigungen, die in unserer Umgebungsluft immer vorhanden sind, wie Feuchtigkeit, Staub und Ölspuren. Einige der Verunreinigungen werden auch während des Verdichtungsprozesses hinzugefügt, z. B. als Schmiermittel verwendetes Öl oder Korrosionspartikel, die sich lösen können, während die Luft verteilt wird.
Jede dieser Verunreinigungen kann Ihre Produktionsprozesse stark beeinträchtigen und Ihr Druckluftleitungssystem, Ihre Werkzeuge und Produkte schwer beschädigen.
Lernen Sie die einzelnen Bedrohungen kennen, sodass Sie Ihre Druckluftsysteme effektiv schützen können.
Wir betrachten Luft als etwas, das unsichtbar ist und uns umgibt. Meistens können wir sie nicht sehen. Es gibt jedoch Umstände, unter denen dies möglich ist, z. B. in Form von Nebel, Smog oder Rauch. Dies veranschaulicht die Verunreinigungen, denen ein Druckluftsystem ausgesetzt ist.
In diesen Fällen wird Luft entweder durch Feuchtigkeit oder winzige Partikel sichtbar. Hierbei handelt es sich um zwei der Hauptbedrohungen, denen sich ein Druckluftleitungssystem gegenübersieht.
In unserer Umgebungsluft ist Feuchtigkeit enthalten. Sie tritt durch den Einlass in Form von Wasserdampf in das Druckluftleitungssystem ein. Dieser Wasserdampf ist in Bezug auf das Gesamtvolumen der größte Verunreinigungsfaktor in der Druckluft und bildet den größten Teil der flüssigen Verunreinigung, die im Druckluftsystem zu finden ist.
Der Wassergehalt wird in Form des Taupunkts gemessen. Dies ist die Temperatur, bei der die Druckluft ihren Wasserdampfgehalt noch bewältigen kann, bevor die Feuchtigkeit Kondensat bildet.
Wenn die Feuchtigkeit nicht entfernt wird, kann die Lebensdauer von pneumatischen Geräten durch Korrosion verringert werden. Darüber hinaus kann es zu Bakterienwachstum kommen, was sich negativ auf die Qualität der Endprodukte auswirken könnte. Besonders problematisch ist dies bei Anwendungen in der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie.
Obwohl die Druckluftqualität für einige Prozesse nicht so wichtig ist, ist sie für Anwendungen in der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmabranche von entscheidender Bedeutung. Hier wäre Bakterienwachstum besonders schädlich.
Ein Kompressor, der mit 7 bar(e) Überdruck arbeitet, verdichtet die Luft auf 7/8 ihres Volumens. Dies verringert auch die Fähigkeit der Luft, Wasserdampf zu halten, auf 7/8. Die Menge an Wasser, die freigesetzt wird, ist erheblich. Ein 100-kW-Kompressor, der Luft bei 20 °C und 60 % relativer Luftfeuchtigkeit ansaugt, erzeugt ca. 85 Liter Wasser während einer 8-Stunden-Schicht. Folglich hängt die Wassermenge, die abgeschieden wird, vom Anwendungsbereich der Druckluft ab. Dies wiederum bestimmt, welche Kombination von Kühlern und Trocknern geeignet ist.
Die Ölmenge in der Druckluft hängt von mehreren Faktoren ab, darunter Maschinentyp, Konstruktion, Alter und Zustand. In dieser Hinsicht gibt es zwei Hauptarten von Kompressorausführungen: solche, die mit Schmiermittel in der Verdichtungskammer arbeiten, und solche, die ohne Schmiermittel funktionieren. Bei geschmierten Kompressoren ist Öl am Verdichtungsprozess beteiligt und ist damit auch in der (vollständig oder teilweise) verdichteten Luft enthalten. Bei modernen geschmierten Kolben- und Schraubenkompressoren ist die Ölmenge jedoch sehr begrenzt.
In diesem Fall wird sie als Verdichtungsverunreinigung bezeichnet.
Bei einem öleingespritzten Schraubenkompressor beträgt der Ölgehalt in der Luft beispielsweise weniger als 3 mg/m3 bei 20 °C. Der Ölgehalt kann durch den Einsatz von mehrstufigen Filtern weiter reduziert werden. Wenn diese Lösung gewählt wird, ist es wichtig, die damit verbundenen Qualitätseinschränkungen, Risiken und Energiekosten zu berücksichtigen.
Es gibt die sogenannten „Verunreinigungen im Verteilungssystem“. Dazu können auch Rostpartikel aus den Verteilerrohren gehören, die in den Druckluftstrom gelangen.
Alles beginnt mit der Umgebungsluft, die verdichtet werden muss. In einer typischen industriellen Umgebung kann sie mehr als 140 Millionen Schmutzpartikel pro Kubikmeter enthalten. Beim Verdichten werden diese Verunreinigungen entsprechend dem Anstieg des Luftdrucks konzentriert.
Das bedeutet, dass Druckluft ein Vielfaches an Schmutzpartikeln enthalten kann. Leider sind die meisten davon so klein (unter zwei Mikrometer), dass ein Einlassfilter nur 20 % entfernt.
Mehr als 80 % der Partikel, die Druckluft verunreinigen, sind kleiner als 2 μm und können daher leicht durch den Einlassfilter des Kompressors gelangen. Von dort aus breiten sich die Partikel im Rohrsystem aus und vermischen sich mit Wasser- und Ölrückständen und Ablagerungen in den Rohren. Dies kann zum Wachstum von Mikroorganismen führen. Ein Filter, der dem Kompressor direkt nachgeschaltet ist, kann diese Risiken mindern.
Dennoch muss das Bakterienwachstum nach dem Filter vollständig unter Kontrolle gehalten werden, um reine Druckluft zu erhalten. Die Situation wird noch komplizierter, da Gase und Aerosole auch nach dem Passieren mehrerer Filter noch Tröpfchen (durch Konzentration oder elektrische Ladung) bilden können. Mikroorganismen können in den Filterwänden keimen und sind daher in gleichen Konzentrationen auf der Einlass- und der Auslassseite des Filters vorhanden.
Mikroorganismen sind extrem klein und enthalten Bakterien, Viren und Bakteriophagen. In der Regel haben Bakterien eine Größe von 0,2 μm bis 4 µm, und Viren liegen im Bereich von 0,3 μm bis 0,04 μm. Verunreinigungen mit einem Durchmesser von weniger als 1 μm, und damit auch Mikroorganismen, können leicht den Kompressoreinlassfilter passieren. Trotz ihrer geringen Größe sind diese Mikroorganismen ein ernsthaftes Problem in vielen Branchen, denn als „lebende“ Organismen können sie sich unter den richtigen Bedingungen ungehindert vermehren. Bei Untersuchungen wurde festgestellt, dass Mikroorganismen in Druckluftsystemen mit nicht getrockneter Luft bei hoher Luftfeuchtigkeit (100 %) gedeihen.
Öl und andere Verunreinigungen fungieren als Nährstoffe und ermöglichen es, dass Mikroorganismen florieren. Die effektivste Behandlung umfasst die Lufttrocknung auf eine relative Feuchtigkeit von < 40 % (dies kann durch die Verwendung eines beliebigen Trockners erreicht werden) und den Einbau eines sterilen Filters in der Anlage. Der sterile Filter muss in einem Filtergehäuse montiert sein, das eine In-situ-Sterilisation mit Dampf ermöglicht oder einfach geöffnet werden kann. Die Sterilisation muss regelmäßig durchgeführt werden, um eine gute Luftqualität zu gewährleisten.
Die Verunreinigungen können Ihre Produktion auf drei verschiedene Arten beeinträchtigen.
Genau genommen können sie Folgendes bewirken:
Leistungsreduzierung Ihres Druckluftsystems selbst.
Negative Auswirkungen auf Ihre druckluftbetriebenen Geräte
Beeinträchtigung der Integrität und Qualität Ihrer Endprodukte
Einzeln können die verschiedenen Verunreinigungen sich negativ auf Ihr System auswirken. In Kombination sind die Folgen noch schlimmer. Beispielsweise können das Öl und die Feuchtigkeit in Ihrer Druckluft dazu führen, dass die in der Ansaugluft enthaltenen Mikroorganismen wachsen und gedeihen.
Dies stellt eine ernsthafte Herausforderung dar. Schließlich kann ein Kubikmeter Umgebungsluft mehr als 140 Millionen Partikel enthalten – von Staub bis hin zu Mikroorganismen wie Bakterien, Viren und Bakteriophagen. Tatsächlich sind sie so klein (Mikroorganismen im Bereich von 0,04 µm bis 4 µm), dass sie nicht von einem Einlassfilter erfasst werden können.
Da es sich um lebende Organismen handelt, würden sie sich vermehren, wenn die Bedingungen stimmen, z. B. in nicht getrockneter Druckluft.
Dies ist besonders in der Lebensmittel- und Getränke- sowie in der Medizin- und Pharmaindustrie von Nachteil. Die Folgen wären katastrophal, wenn Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze Lebensmittel und Pharmazeutika kontaminieren.
Schützen Sie Ihr Druckluftsystem
Glücklicherweise gibt es gute Neuigkeiten: Mit der richtigen Behandlung, wie z. B. Filtern und Trocknern, kann Ihr Druckluftsystem vor all diesen Verunreinigungen geschützt werden.
Wenn Sie herausfinden möchten, wie das funktioniert, ist der erste Schritt die Bestimmung der Druckluftqualität, die für Ihre Anwendung erforderlich ist, z. B. wenn Sie eine bestimmte ISO-Klasse einhalten müssen.
In diesem Leitfaden erfahren Sie alles, was Sie über die Luftaufbereitung wissen müssen. Von verschiedenen Arten von Verunreinigungen bis hin zu den Anforderungen an die Luftqualität – dieser Leitfaden behandelt alle wichtigen Themen der Luftaufbereitung.
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