Ob bei Reinigung, Belüftung oder Förderung von Chemikalien, bei der Steuerung von Produktionsanlagen, bei der Stickstofferzeugung oder als Luftvorhang für die Abgrenzung eines sicheren und sauberen Bereichs – Druckluft hat einen weiten Einsatzbereich. Da die chemisch-pharmazeutische Industrie mit toxischen, korrosiven und veränderlichen Stoffen arbeitet, gelten für die Druckluft hohe Qualitätsanforderungen und Sicherheitsstandards. Denn kleinste Nachlässigkeiten im Produktionsverfahren können zu Reaktionen führen und den Herstellungsprozess entscheidend beeinflussen. So kann eine Kontamination der Druckluft etwa durch Ölpartikel hohe Schäden verursachen: von einem Produktausschuss bis hin zum Produktionsausfall und seinen wirtschaftlichen Folgen.
Verunreinigungen in der Druckluft
Am Anfang einer Druckluftanlage steht der Kompressor. Er saugt
die Umgebungsluft an und verdichtet sie. Häufig ist er selbst die Ursache von Verunreinigungen in der Druckluft, da die meisten Kompressoren mit Öl geschmiert sind und somit Ölaerosole und Öldampf ins System gelangen. Aber auch ein ölfrei verdichtender Kompressor bietet keine Sicherheit. Denn bereits die Ansaugluft kann mit Wasserdampf, Schmutz oder Mikroorganismen belastet sein und Schadstoffe ins Druckluftsystem eintragen. Auch eine zu hohe Feuchtigkeit in der Druckluft – bedingt durch eine hohe Luftfeuchtigkeit in der Ansaugluft, zum Beispiel an warmen Sommertagen – gefährdet die Qualität der eingesetzten Druckluft und somit die Produktion.
Eine unzureichend ausgelegte Druckluftaufbereitung, ein unsachgemäßer Betrieb sowie eine mangelhafte Wartung der Kompressoren und Aufbereitungskomponenten können ebenfalls zu einer Kontamination durch Schmutzpartikel, Restfeuchte oder Restöldampf führen. Bei der Herstellung von Tabletten etwa wird Druckluft zum Transport der Produkte eingesetzt und kommt so direkt mit ihnen in Kontakt. Potenzial für eine Kontamination der Tabletten ist somit gegeben. Verunreinigte Druckluft in der Produktion kann zum Bruch der Tabletten oder zu Farbschwankungen führen und birgt gesundheitliche Risiken für den Endverbraucher.
Ölfrei durch Aufbereitung
Nur mit absolut öl- und keimfreier Druckluft lassen sich sichere und stabile Prozesse und Produkte in der chemisch-pharmazeutischen Industrie realisieren. Daher unterliegt Druckluft auch strikten Vorgaben und Kontrollen. Verschiedene Regelwerke wie etwa die GMP (Good Manufacturing Practice, gute Herstellungspraxis), deren Umsetzung durch die Arzneimittel- und Wirkstoffherstellungsgrundverordnung geregelt ist, sowie die DIN ISO 8573-1 und das Europäische Arzneibuch (Pharmacopoeia) definieren Druckluftqualitätsklassen, die sich an den Anwendungen orientieren.
Für eine sichere Anwendung ist es wichtig, die Druckluft mittels Filtration, Trocknung und Prozesstechnik (Katalyse) sowie Kondensattechnik aufzubereiten und sie lückenlos zu überwachen. So lässt sich überprüfen, ob die Druckluftqualität den vorgegebenen Anforderungen entspricht. Das Katalyseverfahren, wie Beko Technologies es in seinem Druckluftkatalysator Bekokat realisiert hat, sorgt für eine absolut öl- und keimfreie Druckluft mit einem maximalen Restölgehalt von kaum mehr messbaren 0,001 mg/m3. Mit dieser Leistung übertrifft das Verfahren die strengen Vorgaben der ISO 8573-1, Klasse 1 Ölgehalt. Eine Qualität also, wie sie in besonders anspruchsvollen Produktionsprozessen benötigt wird.
Katalyseverfahren knackt Kohlenwasserstoffketten
Im Druckluftkatalysator Bekokat werden alle nach der Verdichterstufe sowohl in Gas- als auch Dampf- und Aerosolform vorliegenden Öle entfernt. Die Katalyse wandelt diese problematischen Inhaltsstoffe durch Totaloxidation vollständig in Kohlendioxid und Wasser um.
Nach dem Prinzip der Wärmerückgewinnung wird die Druckluft im Wärmetauscher auf 150 °C erhitzt und tritt dann in den isolierten Reaktionsbehälter ein. Dessen Mantelheizung muss nun nur noch wenig nachheizen und macht den Bekokat äußerst energieeffizient. Ein Granulat, das als Katalysator wirkt, setzt in Verbindung mit der Wärme die Reaktion in Gang und ermöglicht es, langkettige Ölmoleküle (beispielsweise von ölgeschmierten Kompressoren) in immer kleinere Moleküle zu knacken. Die Endprodukte sind H2O- und CO2-Moleküle. Nach Abkühlung der Druckluft werden sie als Kondensat aus dem System abgeleitet. Durch das Katalyseverfahren ist das Kondensat ölfrei und kann ohne weitere Aufbereitung in die Kanalisation fließen. Die exotherme Reaktion spendet zusätzlich Wärmeenergie. Ein Mess- und Regelkreis überwacht die Temperatur ständig und gewährleistet so Prozesssicherheit. Steigt zum Beispiel bei einer Kompressorenstörung der Ölübertrag und damit die Temperatur, schließen sofort die Ein- und Auslassventile. Eine Kontamination der nachgeschalteten Druckluftsysteme ist damit ausgeschlossen.
Überwachung der Druckluftqualität
Um die gewonnene Druckluftqualität auch nachhaltig sicherzustellen, lassen sich alle entscheidenden Druckluft-Parameter wie Restöldampfgehalt, Volumenstrom, Druck, relative Feuchte und Taupunkt mit Hilfe der entsprechenden Messtechniksysteme überwachen. Qualität ist immer das Ergebnis kontrollierter Prozesse. Die Messgeräte liefern eine belastbare Datenbasis zur Auswertung. Das Handling rund um die Messung und Kontrolle der Druckluft erfolgt in der Regel automatisiert.
Das Metpoint OCV compact überwacht den Restöldampfgehalt in der Druckluft. Es stellt alle 4 s einen aktualisierten Messwert zur Verfügung und zeigt ihn auf dem Display an. Dieser ist ein gleitender Mittelwert aus den jeweils letzten 80 s. Wie bei Anzeigen mit analogem Eingang üblich, wird das Eingangssignal zunächst gefiltert und dann weiterverarbeitet. Der angezeigte Messwert verändert sich damit nicht sprunghaft und unerwünschte Außeneinflüsse, die etwa durch Störungen im Stromnetz oder im Druckluftsystem verursacht werden können, werden wirkungsvoll unterdrückt.
Für eine hohe Zuverlässigkeit der Messungen unabhängig von den Betriebsbedingungen sorgt die patentierte Erzeugung des Referenzgases mittels Katalysator. Im Gegensatz zu anderen Lösungen ist durch Nutzung des Katalysators sichergestellt, dass es sich bei dem Referenzgas um absolut ölfreie Nullluft handelt. Bei Referenzgaserzeugung mit Aktivkohle hingegen besteht immer das Risiko, dass bei ungünstiger Auslegung oder unzureichender Wartung Ölrestgehalte in der Druckluft verbleiben.
Der modulare Aufbau des Metpoint OCV compact vereinfacht die Montage vor Ort und reduziert den Wartungsaufwand, da sich alle Einzelteile unkompliziert austauschen lassen. Service- und Wartungszyklen werden automatisch angezeigt. Über einen Regler lässt sich das Messgerät zudem auf unterschiedliche Arbeitsdrücke von
3 bis 16 bar anpassen. Über rot bzw. grün leuchtende LEDS wird der Betriebszustand und die Einhaltung der ISO-8573-Ölklasse angezeigt. Um bei einem steigenden Restöldampfgehalt unverzüglich informiert zu werden, können Alarmkontakte individuell konfiguriert werden. Auf diese Weise kann der Produktionsleiter noch vor Verunreinigung der Druckluft die notwendigen Maßnahmen ergreifen.
So arbeiten Industrieunternehmen immer mit der für ihren Prozess optimalen Druckluftqualität. Mit der Kombination einer umfassenden Druckluftaufbereitung und der permanenten Überwachung der Druckluftparameter erhalten sie die heute erforderliche Prozesssicherheit und Ressourceneffizienz.
Suchwort: cav0219beko
Autor: Rainer Stützel
Head of Department Corporate Identity & Relations,
Beko Technologies
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