Das Anwendungsspektrum von Druckluft ist in der Industrie gegenüber anderen Energieformen konkurrenzlos. Ein derart hoher Automatisierungsgrad, wie er in modernen Betrieben üblich ist, wäre ohne dieses Medium undenkbar. Besonders hohe Anforderungen an die Qualität stellen Lebensmittel- und Pharmaindustrie. Sorgfältige Druckluftaufbereitung und -überprüfung ist jedoch in vielen Bereichen und aus verschiedensten Gründen sinnvoll und notwendig.
Bild 1: Dräger MultiTest med. Gase
Bild 2: Probenahmesystem für Öl in Druckluft (Anschlussadapter für Dosiereinheit, Filterkassette, Röhrchenhalter, Aktivkohleröhrchen)
Das Anwendungsspektrum von Druckluft ist in der Industrie gegenüber anderen Energieformen konkurrenzlos. Ein derart hoher Automatisierungsgrad, wie er in modernen Betrieben üblich ist, wäre ohne dieses Medium undenkbar. Besonders hohe Anforderungen an die Qualität stellen Lebensmittel- und Pharmaindustrie. Sorgfältige Druckluftaufbereitung und -überprüfung ist jedoch in vielen Bereichen und aus verschiedensten Gründen sinnvoll und notwendig.
Vom Kompressor angesaugte Umgebungsluft enthält je nach Standort mehr oder weniger Verunreinigungen in Form von Mineralölaerosolen und Kohlenwasserstoffdämpfen, Wasserdampf, Partikeln und gasförmigen Schadstoffen, z. B. Kohlenstoffmonoxid. Bei der Verdichtung können zusätzlich Schmieröl und Abriebteilchen aus dem Kompressor in die Druckluft gelangen. Staub und andere Partikel führen zu erhöhtem Abrieb im Druckluftnetz und zu vorzeitigem Verschleiß von Pneumatikanlagen. Die Folge von verharztem Öl im Rohrleitungssystem können Durchmesserreduzierungen und Blockaden im Rohrleitungssystem sein. Ein zu hoher Wasserdampfgehalt in der Druckluft kann zu Korrosion in der Pneumatikanlage führen, elektrische Elemente bilden und bei niedrigen Temperaturen Eisbildung im Druckluftnetz und somit Durchmesserreduzierung sowie Blockaden verursachen. In der Lebensmittel- und Pharmaindustrie sind die Anforderungen an die Druckluft besonders hoch, wenn sie mit dem Produkt in Kontakt treten kann. Daher ist die Druckluft entsprechend aufzubereiten und die Qualität zu überprüfen. Die ISO-Normenreihe 8573 ? Compressed air“ regelt sowohl die Qualitätsanforderungen an die Druckluft als auch die anzuwendenden Prüfverfahren. In Teil 1 werden die Verunreinigungen und die Reinheitsklassen erläutert (Tabelle 1). Die Teile 2 bis 7 beschreiben die Messverfahren für:
- Öl-Aerosole
- Feuchtigkeit
- Partikel
- Öl- und Lösemitteldämpfe
- gasförmige Verunreinigungen
- mikrobiologische Verunreinigungen
- Für die Überprüfung der Druckluftqualität stehen fertig konfektionierte Analysenverfahren, z. B. in Form von Prüfröhrchen, zur Verfügung, mit denen die Prüfung direkt vor Ort durchgeführt werden kann, und aufwändigere Labormessverfahren, bei denen vor Ort die Probenahme und später im Labor die eigentliche Analyse erfolgt. Die Konzentrationen anorganischer Gase sowie Ölgehalte ab 0,1 mg/m³ können mit Prüfröhrchen bestimmt werden. Dazu wird die Druckluft beispielsweise über die Adaptionseinheit Dräger MultiTest medizinische Gase durch die folgenden Dräger-Röhrchen geleitet (Bild 1):
Prüfröhrchenmessverfahren
- Kohlenstoffdioxid 100/a-P
- Kohlenstoffmonoxid 5/a-P
- Nitrose Gase 0,5/a
- Öl 10/a-P
- Schwefeldioxid 0,5/a
- Schwefelwasserstoff 1/d
- Wasserdampf 20/a-P
- Wasserdampf 5/a-P
Die technischen Daten sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Ist die im Kompressor eingesetzte Ölsorte bekannt, kann bei der Messung mit dem Dräger-Röhrchen Öl 10/a-P entschieden werden, ob ein bestimmter Schwellenwert in Höhe von beispielsweise 0,1 oder 0,5 mg/m³ über- oder unterschritten wird. Bei negativer Anzeige kann davon ausgegangen werden, dass die Ölkonzentration unter dem zu prüfenden Schwellenwert liegt. Bei positiver Anzeige sollte die Ölkonzentration mit einem Laborverfahren überprüft werden. Restölkonzentrationen unter 0,1 mg/m³, wie sie bei der Druckluft für allgemeine Anwendungen gemäß ISO 8573?1 gefordert werden, können mit dieser Methode nicht überprüft werden.
Prüfung des Ölgehalts
Die Bestimmung des Restölgehalts in Druckluft im Bereich von 0,01 mg/m³ erfolgt nach einem Labormessverfahren, das auf der Grundlage der ISO 8573?2 und 8573?5 entwickelt worden ist. Das Probenahmesystem (Bild 2) besteht aus einem in einer Filterkassette befindlichen Glasfaserfilter für die Anreicherung der Ölaerosole und einem dahinter angeordneten Aktivkohleröhrchen für die Adsorption der Öl- und Lösemitteldämpfe. Die Druckluft wird an der Entnahmestelle über eine Dosiereinheit entspannt und durch das Probenahmesystem zur Anreicherung der Ölaerosole und -dämpfe geleitet. In Abhängigkeit von der geforderten Qualitätsklasse werden folgende Volumina durch das Probenahmesystem geleitet:
- Qualitätsklasse 1 (Ölgehalt maximal 0,01 mg/m³) : mindestens 2500 l Luft
- Qualitätsklasse 2 (Ölgehalt maximal 0,1 mg/m³) : mindestens 250 l Luft
Die Ölaerosole werden durch Extraktion des Glasfaserfilters und Analyse mit ei-nem Fourier-Transform-Infrarotspektrometer im Wellenzahlenbereich von 2800 bis 3100 cm-1 bestimmt. Zur Analyse der Öldampf- und Lösemittelkonzentration wird die Aktivkohle extrahiert und anschließend eine gaschromatographische Trennung mit FID durchgeführt. Die Ermittlung der Ölkonzentration (Aerosol und Dampf) ergibt sich aus der Summe der beiden Analysenergebnisse. Für besondere Fragestellungen gibt es weitere Möglichkeiten. So kann z. B. durch vergleichende IR-Analysen der Luftprobe und dem im Kompressor befindlichen Öl festgestellt werden, ob das an der Entnahmestelle austretende Öl mit dem im Kompressor befindlichen Öltyp identisch ist.
cav 465
Karl-Heinz Pannwitz
Ohne Titel
Programmpalette der Dräger-Röhrchen
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