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Dossier

オイルフリー - 繊細な用途のための当社のソリューション

オイルフリー・雑菌フリーの圧縮空気 - 原因、問題点、解決策

多くの生産施設では、圧縮空気が直接または間接的に生産ラインや製品、包装材に接触しています。残留油分、微生物やバクテリアによる汚染は、製品の品質、消費者の安全性、市場の評判に重大な影響を与えます。

Stiftung Warentestは、チョコレートに含まれるミネラルオイルに記事を書き、Foodwatchは食品パッケージの危険性を告発しています。このような汚染や最終製品の品質低下に関する報告は、誰もが知っていることです。顧客や小売業者の不安、マスコミの騒ぎ、客観性に欠ける議論、そして何よりも評判の低下です。

圧縮空気によって人の健康が害される可能性がある場所で圧縮空気を使用する場合、圧縮空気の清浄性について特別な要求があります。このような理由から、特に重要です。

原因

圧縮空気はどのようにしてオイルに汚染されるのですか?

圧縮空気システムに入ります。汚染の原因としては、例えば近くに幹線道路や建設現場がある場合などが考えられます。圧縮空気システム内で湿気が発生するリスクは、周囲の空気の湿度が高いほど高くなります。

汚染は二重のリスクをもたらします。一方では、圧縮空気設備の機能を損ない、設備の部品の早期摩耗に繋がり、他方では、最終製品の品質、ひいては消費者に真のリスクをもたらします。

想定される汚染源

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環境

埃や湿度に加えて、オイルや微生物が周囲の空気を介して圧縮空気システムに混入する可能性があります。

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コンプレッサー

オイル潤滑式のコンプレッサーだけでなく、オイルフリーのコンプレッサー(吸気経由)も、圧縮空気ネットワークに残留するオイルベーパーの原因となります。

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バルブ

バルブと継手。圧縮空気システムの数多くの部品は、その機能を向上させるためにグリースやシリコンで潤滑されています。これらは圧縮空気中に容易に混入します。

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配管

一度汚染されてしまうと、常にリスクがつきまといます。長い年月をかけて既存の配管に堆積物が蓄積され、そこを流れる圧縮空気に影響を与えてしまいます。

問題点

オイルの混入に関して、各業界にはどのような課題がありますか?

オイルに起因する製品の品質不良、機械の損傷、スクラップ、リワーク、工業製品のリコールは、上記の問題に比べて一般にはあまり知られていない。しかし、特に以下のような分野や用途において、大きな経済的ダメージを与えています。

医薬品
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医薬・ラボラトリーテクノロジー

医薬品の製造には、非常に厳しい衛生基準が定められています。そのため、細菌、粒子、バクテリア、汚染されたオイルのない環境で製造を行うことが非常に重要です。病院での使用に加えて、研究室での圧縮空気の使用も増えています。このような非常に繊細な環境で細菌が繁殖する危険性を排除するためには、圧縮空気は絶対に細菌のいない乾燥した状態でなければなりません。

 

食品
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食品業界、パッケージ業界

この汚染は、ここでも除去または低減しなければなりません。これは、消費者を保護し、安全でコスト効率の高い生産工程を確保するために行われます。製品の包装・充填時には、最終製品の状態が変わらないようにしなければなりません。特に飲料や食品は非常に優しく扱われなければならず、その後(直接的または間接的に)汚染が発生することはありません。

直接接触:圧縮空気が製品や包装材に直接接触したり、呼吸器系に入ったり、皮膚で保護されていない内側や外側の部位に付着したりすること(例:怪我の後など)。

間接的な接触:使用中に圧縮空気が周囲の空気に放出されます。膨張した圧縮空気は、通常、周囲の空気で希釈された後、適度な距離を超えて製品に到達します。

主な潜在的リスクは以下の通りです。

  • 汚染された水(ドレン)による製品の汚染
  • 液体状のオイル(コンプレッサーオイル)による製品の汚染
  • オイルベーパーや一般的なガス状炭化水素による製品の汚染、それによる好ましくないエッセンスの発生
  • 圧縮空気システムからの望ましくない金属または非金属の固体粒子による製品の汚染(例:錆、腐食粒子、摩耗、シール材、その他の緩んだ堆積物)。
  • 望ましくない微生物による製品の汚染

 

塗装作業
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粒子、オイルエアロゾル、蒸気、シリコンを含む材料、およびドレン水は、塗装工場における障害の主な原因となります。塗装技での圧縮空気の使用は、ISO 8573-1で定義されたクラスを超える圧縮空気の清浄性が要求されます。

塗料やワニスは、圧縮空気中の特定の汚染に対して非常に敏感に反応します。その結果、クレーターや気泡といった塗膜の濡れ性の問題が発生し、それに伴う手直しや追加費用が発生します。圧縮空気は塗料に適合していなければなりません。つまり、塗料の濡れを妨げる物質(グラファイト、ワックス、金属石鹸、パラフィン、タルカム、テフロン、プラスチックの摩耗など)が含まれていてはなりません。

圧縮空気が、まだ濡れている塗料やワニス、または塗装される表面に直接または間接的に接触する場合、塗料に適合した圧縮空気が必要となります。間接的な接触はキャビンで避けることができますが、直接の接触は塗装ノズルが使用されている限り避けられません。

このため、塗料に適合した圧縮空気を常に使用する必要があります。

  • 除湿させること。
  • 液体状の汚染物質、オイル、エアロゾルがないこと。
  • 凝縮する可能性のあるべーパーを含まないこと。
  • 埃やその他の固形物の残留量を最小限に抑えること。

グリースやオイルと同様に、塗装で嫌われるシリコンは、圧縮空気中で様々な相(固体、液体、気体)で存在する可能性があります。シリコンを含む汚染物質は、適切なフィルターを使用して除去することができます。しかし、ガス状で揮発性のシリコン化合物は、触媒酸化によってのみ圧縮空気から除去することができます。このため、塗料に適合した圧縮空気の製造には、少なくとも1台の触媒式の転換装置の使用が不可欠です。

化学工業
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原材料(粉体および顆粒)の処理中に直接接触する場合は、圧縮空気は必ず乾燥していて、オイルが含まれていないことが必要です。これは、汚染とかたまりの形成を排除する唯一の方法です。プロセスの信頼性を保証するためには、圧縮空気の品質を恒常的に監視し、完全に記録することが不可欠です。

 

エレクトロニクス
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チップの製造工程は、クリーンルーム内で行われなければならず、圧縮空気の品質はこれらの要求に適合したものでなければなりません。  圧縮空気のもう一つの用途は、回路基板へのソルダーペーストの塗布や、回路基板、電子プリント回路基板、ウェハーの洗浄です。ここで使用される圧縮空気には、粒子、オイル、水分が含まれていないことが必要です。

 

粉体塗装
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粉体塗装は、金属や非金属の対象物に適した塗装方法で、「粉体塗装」とも呼ばれています。粉体塗装は、対象物の価値を高める一方で、対象物を保護する役割も果たします。粉体塗装には、静電粉体塗装(EPS)と渦巻き型焼結の2つのプロセスがあります。圧縮空気は、粉体の搬送、流動化、吐出用の空気などに使用され、製品の最終的な品質を左右する要因となります。というのも、油分を含んだ圧縮空気は、塗膜にオープンスポット(クレーター)を発生させたり、流体貯蔵容器に気泡やクレーターを発生させたりする可能性があるからです。

ソリューション

オイルフリーの圧縮空気を作る

一般的に、オイルフリーの圧縮空気を製造する方法はいくつかあります。計画の策定時には、特別な要件を十分に考慮する必要があります。これは、オイルフリーの圧縮空気を一元的に利用する必要があるのか、それとも一部だけが特に高い要求があり、分散して処理することができるのかという問題から始まります。

使用例

飲料業界における圧縮空気の処理

デュイスブルグ・ヴァルサムにあるラインフェルスクェレンの14の鉱泉から、毎時150立方メートルの純粋なミネラルウォーターが生産されています。これは、60分で883個のバスタブを満たすのに十分な量で、207,000本以上のボトルに相当します。この水に輝きを与えるためには、オイルフリーの圧縮空気を最新のボトリング設備や周辺システムに供給するしかありません。同社では、圧縮空気システム内の炭化水素を完全に酸化させるために、革新的な触媒プロセスを使用しています。

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飲料業界における圧縮空気の処理

デュイスブルグ・ヴァルサムにあるラインフェルスクェレンの14の鉱泉から、毎時150立方メートルの純粋なミネラルウォーターが生産されています。これは、60分で883個のバスタブを満たすのに十分な量で、207,000本以上のボトルに相当します。この水に輝きを与えるためには、オイルフリーの圧縮空気を最新のボトリング設備や周辺システムに供給するしかありません。同社では、圧縮空気システム内の炭化水素を完全に酸化させるために、革新的な触媒プロセスを使用しています。

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LAVAZZA社のオイルフリー圧縮空気

シュテンダールで製造されたALSTOM社製のハイブリッドの入換用機関車では、ブレーキシステムへ浄化された圧縮空気を供給するために制御用空気が必要です。この用途には、DRYPOINT Mメンブレン・ドライヤーとCLEARPOINTフィルターが使用されています。

ölfrei

HELLA社での表面洗浄

脈動するロータリージェットで高性能電子機器を吹き飛ばし、洗浄用プラズマジェットでプラスチックハウジングをなぞる。ドイツの自動車部品サプライヤーであるHELLAでは、安全に関連する部品の表面洗浄の中心的役割を圧縮空気が担っています。この点で最も重要な要件は、高い信頼性とオイルを完全に使用しないことです。

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