Bezolejowe sprężone powietrze: nasze rozwiązania do wrażliwych zastosowań

Przemysł farmaceutyczny i technika laboratoryjna

Podczas produkcji lekarstw obowiązują najsurowsze standardy higieny. Dlatego ważne jest, aby produkcja odbywała się w otoczeniu wolnym od zarazków chorobotwórczych, cząstek, bakterii i zanieczyszczających olejów. Oprócz szpitali ze sprężonego powietrza coraz częściej korzystają laboratoria. Aby w tak wrażliwym otoczeniu wykluczyć ryzyko rozwoju bakterii, sprężone powietrze musi być całkowicie sterylne i suche.

Przykłady zastosowań: Sprężone powietrze w przemyśle farmaceutycznym

Przemysł spożywczy i produkcja opakowań

Te zanieczyszczenia muszą także tutaj być usuwane lub redukowane. Celem jest ochrona konsumentów i zapewnienie bezpiecznej oraz ekonomicznej produkcji. Podczas pakowania i napełniania produktami opakowań stan produktu końcowego musi pozostać niezmieniony. Dlatego należy ostrożnie obchodzić się zwłaszcza z napojami i żywnością, żeby nie doprowadzić do ich zanieczyszczenia (bezpośredniego lub pośredniego).

Styczność bezpośrednia: sprężone powietrze jest bezpośrednio w kontakcie z produktem lub materiałem opakowaniowym lub dostaje się do dróg oddechowych lub nieosłoniętych skórą powierzchni wewnętrznych lub zewnętrznych (np. w przypadku urazów).

Styczność pośrednia: sprężone powietrze oddawane jest do otoczenia. Rozprężone sprężone powietrze osiąga obiekt dopiero po pokonaniu odpowiedniej odległości i w formie rozcieńczonej zwykłym powietrzem atmosferycznym.

Główne potencjalne zagrożenia są następujące:

• Zanieczyszczenie produktu zanieczyszczoną wodą (kondensat)

• Zanieczyszczenie produktu ciekłym olejem (olej sprężarkowy)

• Zanieczyszczenie produktu oparami olejowymi lub ogólnie węglowodorami gazowymi i w efekcie niepożądanymi substancjami smakowymi

• Zanieczyszczenie produktu niepożądanymi metalowymi lub niemetalowymi cząstkami stałymi z instalacji sprężonego powietrza, jak np. rdza, cząstki korozji, pył ze ścierania elementów, materiał uszczelniający i inne odrywające się osady

• Zanieczyszczenie produktu drobnoustrojami

Przykłady zastosowań

Cząstki, aerozole i opary oleju, substancje zawierające silikon oraz kondensat są główną przyczyną wad lakierniczych. Sprężone powietrze stosowane
w technice lakierniczej musi spełniać określone wymagania dotyczące czystości, które przekraczają nawet wymagania klas określone w normie ISO 8573-1.

Farby i lakiery są bardzo wrażliwe na określone zanieczyszczenia w sprężonym powietrzu. W efekcie powstają zaburzenia powłoki lakierniczej w formie kraterów i pęcherzyków, wiążące się z koniecznością dokonywania napraw i zwiększonymi nakładami finansowymi.

Sprężone powietrze musi być wolne od substancji wpływających na powłokę lakierniczą (zaliczają się do nich m.in. grafit, wosk, stalowe mydła, parafina, talk, teflon i pył ze ścierania tworzyw sztucznych) jeśli ma bezpośrednią lub pośrednią styczność z jeszcze mokrymi farbami lub lakierami bądź lakierowanymi powierzchniami. O ile styczność pośrednią można wykluczyć za pomocą kabin, to styczność bezpośrednia w przypadku dysz lakierniczych jest nieunikniona.

Sprężone powietrze w lakiernictwie musi zatem być zawsze

• suche;

• wolne od płynnych zanieczyszczeń, oleju i aerozoli;

• wolne od faz parowych zdolnych do kondensacji;

• aż do najmniejszych ilości resztkowych oczyszczone z pyłów i innych cząstek stałych.

Mające bardzo złą sławę w technice lakierniczej silikony także mogą podobnie jak smary i oleje występować w różnych fazach (stałej, ciekłej, gazowej)
w sprężonym powietrzu. Zanieczyszczenia zawierające silikon można usuwać za pomocą odpowiednich filtrów. Gazowe, a zatem lotne związki silikonu mogą jednak zostać usunięte ze sprężonego powietrza tylko metodą utleniania katalitycznego. Uzyskanie sprężonego powietrza kompatybilnego z lakierem wymaga zatem użycia co najmniej jednego reaktora katalitycznego.

Jeśli podczas przetwarzania surowców (w proszku lub granulacie) dochodzi do bezpośredniej styczności z produktem, sprężone powietrze musi być absolutne suche i bezolejowe. Jest to jedyny sposób na uniknięcie zanieczyszczeń i formowania aglomeratów. W celu zapewnienia bezpieczeństwa procesów nieodzowne jest ciągłe monitorowanie, jak również pełna dokumentacja jakości sprężonego powietrza.

Produkcja układów scalonych musi odbywać się w warunkach pomieszczenia czystego, co oznacza, że jakość sprężonego powietrza musi spełniać takie wymagania.  Kolejnym obszarem zastosowań sprężonego powietrza jest nanoszenie pasty lutowniczej na płytki drukowane oraz czyszczenie płytek drukowanych, kart i wafli krzemowych. Stosowane tutaj sprężone powietrze musi być wolne od cząstek, oleju i wilgoci.

Przykłady zastosowań

Za pomocą reaktora katalitycznego BEKOKAT można wytwarzać w przyjazny dla środowiska sposób nie tylko bezolejowe, ale także sterylne i wolne od bakterii sprężone powietrze. Ta niezależna od warunków wejściowych metoda zapewnia większe bezpieczeństwo niż filtrowanie i to przy niższych kosztach eksploatacji. Jest to najbardziej innowacyjna metoda i można w nią doposażyć także pracujące już sprężarki smarowane olejem.

Zawierające olej sprężone powietrze kierowane jest do reaktora katalitycznego. Tam zawarte w sprężonym powietrzu węglowodory rozkładane są w jednym procesie na dwutlenek węgla i wodę. Niezbędna do rozkładu chemicznego energia cieplna jest cały czas monitorowana. Jeśli przed reaktorem do przewodu sprężonego powietrza wniknie zbyt duża ilość oleju, silny wzrost temperatury spowoduje zamknięcie zaworu elektromagnetycznego na wyjściu. Wyklucza to skutecznie przedostanie się oleju do dalszej instalacji sprężonego powietrza. Wbudowany termostat zapobiega także wypływowi oleju wskutek zbyt niskiej temperatury reakcji.

Niniejsza metoda pozwala uzyskać sprężone powietrze stale wolne od oleju z maksymalną zawartością par oleju resztkowego wynoszącą praktycznie niewykrywalne 0,001 miligrama na metr sześcienny. Co oznacza, że zawartość oleju resztkowego jest niższa niż określona wymogami klasy czystości sprężonego powietrza 1 wg ISO 8573-1. Kondensat gromadzący się podczas schładzania sprężonego powietrza jest również całkowicie pozbawiony oleju i bez uzdatniania może być odprowadzany do kanalizacji. W przypadku stosowania katalizatora w trybie ciągłym należy koniecznie wykonać obejście lub zainstalować system rezerwowy.

Tam, gdzie przez cały czas potrzebne jest bezolejowe i sterylne sprężone powietrze, katalizator jest idealnym rozwiązaniem. Łączy on w sobie ekonomiczność z bezpieczeństwem procesów i jest niezależny od warunków w miejscu zasysania powietrza. Można go w łatwy sposób zastosować w istniejących stacjach sprężonego powietrza. Przede wszystkim w zastosowaniach z wrażliwymi wyrobami, takimi jak żywność lub środki farmaceutyczne, urządzenie BEKOKAT zapewnia wysoką wydajność i stałą jakość sprężonego powietrza. 

Wstępnie przygotowane sprężone powietrze zawiera nadal węglowodory oraz różne substancje zapachowe i smakowe, które mogą wpływać na jakość i wywoływać nieprzyjemne wrażenia zapachowe. Mniejsze strumienie częściowe mogą być uzdatniane za pomocą mikrofiltrów lub filtrów z aktywnym węglem. W przypadku większych ilości do uzdatniania stosowane są kolumny z aktywnym węglem. Filtr może usuwać ze sprężonego powietrza tylko kropelki oleju, natomiast kolumna z aktywnym węglem także opary węglowodorowe. Adsorber z aktywnym węglem musi zawsze być poprzedzony wysokowydajnym filtrem i osuszaczem.

Do usuwania także resztkowych par oleju stosowany jest aktywny węgiel. Oczyszczanie adsorpcyjne sprężonego powietrza jest procesem czysto fizycznym. Siły adhezyjne działające na powierzchni aktywnego węgla wiążą cząsteczki oleju i usuwają go ze sprężonego powietrza. Nie zachodzi przy tym żadna reakcja chemiczna. Decydujące znaczenie ma często lekceważona jakość aktywnego węgla, ponieważ to aktywny węgiel wykonuje najważniejsze zadanie. Dlatego warto zaopatrywać się w węgiel aktywny u renomowanych producentów ponieważ musi on odznaczać się jak największą wewnętrzną powierzchnią i drobnymi porami, aby był w stanie magazynować szkodliwe substancje.

Osuszone i przefiltrowane sprężone powietrze kierowane jest za pomocą dyfuzora do złoża węgla aktywnego. Umożliwia to długi okres kontaktu i optymalne wykorzystanie środka adsorpcyjnego. Po określonym czasie nastąpi jednak nasycenie węgla aktywnego, co oznacza zakończenie możliwości pochłaniania oparów oleju. Od tego momentu ponownie będzie wzrastała zawartość oleju resztkowego w sprężonym powietrzu. Aktywny węgiel jest zatem materiałem zużywalnym, którego nie można regenerować i który musi być wymieniany co 8000 do 10000 godzin pracy. Jeśli filtr poddawany jest regularnie przeglądom, zawartość oleju resztkowego w sprężonym powietrzu utrzymywana jest na minimalnym poziomie, który spełnia wymagania klas 1–2 czystości sprężonego powietrza według ISO 8573-1.

Ze względów bezpieczeństwa za adsorberem należy zamontować wysokowydajny filtr do odfiltrowania pyłu węglowego powstającego na skutek ścierania się granulatów węgla aktywnego (poniżej 1µm). Jeśli spełnione są te wymagania, adsorber z aktywnym węglem CLEARPOINT V będzie chronił skutecznie system przed wniknięciem oleju, zapewniając zarazem niską różnicę ciśnień i wysoką niezawodność.

To jest bezpośredni sposób na uniknięcie zanieczyszczenia sprężonego powietrza olejem ze sprężarki. Sprężone powietrze wytwarzane jest w bezolejowych sprężarkach tłokowych lub śrubowych bez styczności z olejami w formie ciekłej lub parowej, ponieważ komora sprężania nie jest smarowana. Wytwarzane w ten sposób sprężone powietrze nazywane jest często „technicznie bezolejowym”. Stan ten możliwy jest jednak do osiągnięcia tylko przy idealnym uszczelnieniu i zachowaniu najwyższej precyzji. Pociąga to za sobą wysokie nakłady finansowe i ograniczenie ciśnienia roboczego.

Czy bezolejowa sprężarka zapewnia pełne bezpieczeństwo?
To prawda, że ze sprężarki bezolejowej do sieci sprężonego powietrza nie dostaje się dodatkowy olej. Ponieważ jednak zanieczyszczenia (jak np. spaliny z ruchu ulicznego lub instalacji grzewczych, aerozole olejowe i drobnoustroje) mogą znajdować się już w zasysanym powietrzu i po wyjściu ze sprężarki znajdują się w formie skoncentrowanej, sprężone powietrze musi jednak być uzdatnione. Zawartość oleju za sprężarkami bezolejowymi przekracza często 0,01 mg na metr sześcienny (klasa 2 i ewentualnie jeszcze niższa).

Jeśli nie są Państwo pewni, która technologia jest odpowiednia dla Waszych potrzeb, skorzystajcie z naszego przewodnika dotyczącego bezolejowego sprężonego powietrza.
To pozwoli na wstępny wybór rozwiązania, na którym będą Państwo mogli polegać.

Ten sposób będzie pomocny w podjęciu właściwej decyzji!