So entfernen Sie Verunreinigungen in der Druckluft

Heutzutage verwenden praktisch alle industriellen chemischen Prozesse Druckluftsysteme oder interagieren mit ihnen. Luftkompression ist in den meisten Prozessen erforderlich, sei es, um Produkten Textur zu verleihen, sterilisierte Ausrüstung zu trocknen, Gegenstände und Zutaten am Fließband umzuleiten oder eine ganze Reihe anderer Aufgaben auszuführen.

Bei all diesen Prozessen, die Druckluftsysteme verwenden, ist eine Kontamination möglich. Wenn dies geschieht, wird die Qualität der Produkte beeinträchtigt. Im schlimmsten Fall kann die Kontamination zu gesundheitlichen Gefahren führen, insbesondere in der Lebensmittelherstellung. Dieser Artikel behandelt häufige Kontaminationen und wie man sie in einer industriellen Umgebung angeht.

Verordnung zur Verunreinigung von Druckluft

Da industrielle Prozesse stark von Druckluftsystemen abhängen, hat die Internationale Organisation für Normung Standards für saubere, trockene Luft festgelegt. Diese Standards sind in ISO 8573-1 detailliert beschrieben.

Die Reinheitsstandards decken die Kontamination von Partikeln, Wasser, Öl und sogar Mikroben in der Druckluft ab, unabhängig davon, wo im System die Probe entnommen wurde.

Anforderungen an medizinische Druckluft

Im medizinischen Bereich sind weitere Vorschriften zu beachten. Druckluft muss dem National Fire Protection Association Health Code 99 (oder einfach NFPA 99) entsprechen, um für medizinische Zwecke geeignet zu sein.

Gemäß dem Kodex sind Geruch, Wasser, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, gasförmige Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Öl und Partikel potenzielle Schadstoffe.

Mehrere Behörden, wie die Centers for Medicare and Medicaid Services, The Joint Commission und zuständige lokale Behörden verlangen, dass Einrichtungen Druckluftsysteme verwenden, die dem Gesundheitsgesetz entsprechen.

Druckluftanforderungen für die Lebensmittelherstellung

Die Lebensmittelindustrie hat ähnliche zusätzliche Anforderungen. Das Safe Quality Food Institute oder SQFI hat vor kurzem die jährliche Prüfung von Lebensmittelverarbeitungsbetrieben eingeführt, um den Kontaminationsgrad von Partikeln, Wasser, Öl, mikrobiologischen Organismen und relevanten Gasen zu verfolgen.

Laut Food Engineering kann Druckluft in der Lebensmittelherstellung die folgenden Verunreinigungen enthalten:

• Kohlenwasserstoffe
• Viren
• Bakterien
• Feuchtigkeit
• Öl
• Feste Partikel

Bei folgenden Prozessen kommt die Druckluft direkt mit Lebensmitteln oder Zutaten in Kontakt:

• Einsacken
• Durchblasen/Mischen
• Trocknen
• Luftmesser
• Pneumatischer Auspuff

Aufgrund all dieser Wechselwirkungen ist es wichtig, die Reinheit der Druckluft sicherzustellen. Gleiches gilt in unterschiedlichem Maße für die Prozesse anderer Industriezweige.

Welche Verunreinigungen sind in Druckluft vorhanden?

Druckluft kann je nach Anwendung, Umgebung, verwendeter Ausrüstung, Materialien und mehreren anderen Faktoren eine beliebige Anzahl von Verunreinigungen enthalten. Allerdings fallen diese Verunreinigungen im Allgemeinen unter die folgenden vier Hauptkategorien:

• Partikel – Diese Kategorie umfasst Rost, Späne, Verschleißpartikel und sogar atmosphärischen Schmutz. Diese Verunreinigungen werden manchmal auch als feste oder trockene Partikel oder Verunreinigungen bezeichnet.
• Wasser – Diese Kategorie umfasst Wasser in seinen verschiedenen Formen wie Wasserdampf, Flüssigkeit oder Aerosol. Feuchtigkeit in Druckluftsystemen kann nicht nur potenzielle Gesundheitsprobleme darstellen, sondern auch die Langlebigkeit der Ausrüstung beeinträchtigen.
• Öl – Ob von Geräten oder Materialien, Druckluftsysteme sind ständig Öl ausgesetzt und können Öl transportieren. Die Ölmenge im System hängt von bestimmten Faktoren ab, wie z. B. den verwendeten Werkzeugen und Materialien sowie dem Alter und der Effizienz des Systems.
• Mikroorganismen – Eine Mischung aus Feuchtigkeit und Öl im Druckluftsystem kann ein Nährboden für Mikroorganismen wie Bakterien oder Bakteriophagen sein. Unter idealen Bedingungen können sich diese Organismen ungehindert vermehren und auf der Straße eine Vielzahl von Gefahren verursachen.

Die internationale Norm ISO 8573-1 enthält weitere Einzelheiten zu jeder Kategorie und den darin enthaltenen Schadstoffen.

Methoden zum Entfernen von Verunreinigungen in Druckluftsystemen

Im Folgenden sind die beiden Hauptmethoden zur Minimierung der Kontamination in Druckluftsystemen aufgeführt:

Filtration

Faserfilter werden verwendet, um die Verunreinigungen aus der Luft zu trennen. Mehrere Faktoren, darunter die Durchlässigkeit des Filtermediums, die Temperatur während des Prozesses und die Ölkonzentration, beeinflussen die Erfolgsrate des Filtrationsprozesses, insbesondere bei kleineren Verunreinigungen.

Nachkühlung

Der Verdichtungsprozess von Luft erhöht im Allgemeinen ihre Temperatur. Das bedeutet, dass die Luft direkt aus dem Kompressor wahrscheinlich eine Temperatur zwischen 70 und 200 °C hat. Aus diesem Grund sind Wasser, Öl und andere ähnliche Verunreinigungen schwieriger abzuscheiden.

Die Verwendung von Nachkühlern erleichtert die Leitung von Kondensationsflüssigkeit zu Behältern und verhindert, dass sie im System zirkulieren.

Allgemeine Hinweise zum Entfernen von Verunreinigungen

Selbst mit Filtern und Nachkühlern im System kann eine Verschmutzung weiterhin ein Problem darstellen, wenn sie nicht ordnungsgemäß verwendet werden. Hier sind einige wichtige Hinweise, die dabei helfen, die Kontamination in Druckluftsystemen zu reduzieren und die vorhandenen Filter und Nachkühler voll auszunutzen:

• Mikron-Bewertung – Es kann verlockend sein anzunehmen, dass Filter mit kleineren Mikron-Bewertungen effektiver sind und mehr Verunreinigungen abdecken, aber sie werfen auch Probleme auf. Filtermaterialien, die damit werben, gegen Partikel mit einer Größe von beispielsweise 0,01 µm wirksam zu sein, sind aus folgenden Gründen irreführend:
  • Es kann einfacher sein, so kleine Partikel im Vergleich zu größeren Verunreinigungen wie 0,1 µm abzuscheiden.
  • Verunreinigungen mit einer Größe von nur 0,01 µm oder etwa 5000-mal kleiner als menschliches Haar können in industriellen Prozessen keine erkennbaren Auswirkungen haben.
  • Die häufigsten Verunreinigungen wie zerstäubtes Öl sind zwischen 0,1 und 1,0 µm groß.

Bei der Auswahl der Mikron-Bewertung von Filtermaterialien ist es besser, zuerst die Arten von Verunreinigungen im System zu bewerten und eine auszuwählen, die am besten gegen sie verwendet werden kann.

• Filtermaterial – Die Mikrometerzahl ist nicht die einzige wichtige Qualität eines Filters. Seine Zusammensetzung spielt auch eine Rolle bei der Wirksamkeit gegen Schadstoffe.

Es ist wichtig, Filtermaterialien auszuwählen, die restriktiv genug sind, um die Verunreinigungen erfolgreich abzuscheiden, und gleichzeitig durchlässig genug sind, um den Luftstrom nicht so stark einzuschränken, dass der zusätzliche Druck und die Energiekosten die Vorteile überwiegen.

• Austauschintervall – Wenn es darum geht, die Funktionsfähigkeit von Filtern im System zu bewerten, ist es wichtig zu bedenken, dass visuelle Inspektionen möglicherweise nicht zuverlässig sind. Die Herausforderung besteht darin, Filter zum richtigen Zeitpunkt auszutauschen, um keine Kontamination oder Ressourcenverschwendung zu riskieren.

Die Einhaltung eines Zeitplans, der sich an den Werksspezifikationen des Filters orientiert, ist hier die beste Vorgehensweise.

Schlussfolgerung

Druckluftsysteme sind anfällig für Verunreinigungen, sei es durch Feuchtigkeit, Öl oder Mikroorganismen. Da alle industriellen chemischen Prozesse Druckluft beinhalten, ist es wichtig, die Kontamination zu minimieren, um kostspielige und gefährliche Folgen auf der Straße zu vermeiden.

Das Verständnis der Vorschriften zur Reinheit von Druckluft, der potenziellen Verunreinigungen und der effektivsten Methoden zur Reduzierung von Verunreinigungen trägt wesentlich zur Erhaltung der Luftreinheit bei.

Um mehr über die Minimierung der Kontamination von Druckluftsystemen zu erfahren, kontaktieren Sie uns. JHFoster befasst sich seit 1938 mit industrieller Automatisierung und Druckluftsystemen.