Jest niezwykle ważne dla użytkownika, aby sprężone powietrze było odpowiedniej jakości. Jeżeli powietrze zawierające zanieczyszczenie wchodzi w kontakt z produktami końcowymi, koszty wynikające z ich uszkodzenia mogą szybko stać się bardzo wysokie. W tym artykule przyjrzymy się najczęstszym zanieczyszczeniom występującym w sprężonym powietrzu.
Często uważamy , że otaczające nas powietrze jest niewidoczne. Zazwyczaj jest to prawda, nie widzimy tego. Ale są chwile, kiedy powietrze staje się widocznei te chwile ujawniają coś ważnego.
Pomyśl o mgle, smogu lub dymie. To, co naprawdę widzimy, to małe cząsteczki lub wilgoć zawieszona w powietrzu. Są to nie tylko zjawiska wizualne, ale także oznaki tych samych zanieczyszczeń, które mogą stanowić poważne wyzwania w układzie sprężonego powietrza.
Wilgoć, cząstki pyłu, olej i mikroorganizmy są najczęstszymi zagrożeniami dla przewodów sprężonego powietrza. Niewłaściwe zarządzanie nimi może obniżyć wydajność, efektywność i niezawodność. Dlatego zrozumienie tego, co jest w powietrzu, jest nie tylko przydatne, ale również niezbędne.
Pierwszym zanieczyszczeniem, z którym możemy się zetknąć, jest wilgoć zawarta w powietrzu otoczenia. Dostaje się do układu sprężonego powietrza przez wlot w postaci pary wodnej. Para wodna jest najbardziej widocznym zanieczyszczeniem w sprężonym powietrzu pod względem całkowitej objętości i stanowi większość zanieczyszczeń płynnych, które można znaleźć w układzie powietrza.
Zawartość wody jest mierzona w odniesieniu do punktu rosy. Jest to temperatura, w której sprężone powietrze jest jeszcze w stanie obsłużyć zawartość pary wodnej, zanim wilgoć utworzy kondensat.
Jeśli wilgoć nie zostanie usunięta, może to skrócić żywotność urządzeń pneumatycznych w wyniku korozji. Ponadto może to prowadzić do rozwoju bakterii, co może mieć negatywny wpływ na jakość produktów końcowych. Jest to szczególnie problematyczne w zastosowaniach w branży spożywczej i farmaceutycznej.
Sprężarka pracująca przy ciśnieniu 7 bar(e) spręża powietrze do 8-krotności jego objętości. Zmniejsza to również zdolność powietrza do zatrzymywania pary wodnej o współczynnik 8. Uwolniona ilość wody jest znacząca. Na przykład sprężarka powietrza o mocy 100 kW, która zasysa powietrze w temperaturze 20°C i wilgotności względnej 60%, wytworzy około 85 litrów wody podczas 8-godzinnej zmiany. W związku z tym ilość wody, która zostanie oddzielona, zależy od obszaru zastosowania sprężonego powietrza. To z kolei decyduje o tym, która kombinacja chłodnic i osuszaczy jest odpowiednia.
Powietrze atmosferyczne zawsze zawiera wilgoć w postaci pary wodnej. Para wodna znajduje się również w sprężonym powietrzu i może potencjalnie powodować problemy takie jak: wysokie koszty obsługi, skrócony okres użytkowania i pogorszoną wydajność narzędzia, wysoki wskaźnik odrzutów przy malowaniu natryskowym i wtryskiwaniu tworzywa sztucznego, zwiększony wyciek powietrza, zakłócenia w systemie sterowania i instrumentach, krótszy okres użytkowania systemu rur ze względu na korozję. Wodę można oddzielić ze sprężonego powietrza za pomocą następujących urządzeń: chłodnic końcowych , separatorów wodnych , osuszaczy ziębniczych i osuszaczy adsorpcyjnych.
Sprężarka sprężająca powietrze do ciśnienia 7 bar (e) kompresuje je do 7/8 swojej objętości. Zmniejsza to również zdolność powietrza do utrzymywania pary wodnej o 7/8. Ilość uwolnionej wody jest znaczna. Na przykład sprężarka o mocy 100 kW pobierająca powietrze o temperaturze 20 ° C i wilgotności względnej 60% wytwarza około 85 litrów wody podczas 8-godzinnej zmiany. W związku z tym ilość wody, która zostanie oddzielona, zależy od obszaru zastosowania sprężonego powietrza. To z kolei określa, która kombinacja chłodnic i osuszaczy jest odpowiednia.
Ilość oleju w sprężonym powietrzu zależy od kilku czynników, w tym od rodzaju maszyny, jej konstrukcji, wieku i stanu. Istnieją dwa główne typy sprężarek w tym względzie: z wtryskiem oleju do komory sprężania i bezolejowe. W sprężarkach z wtryskiem, olej bierze udział w procesie sprężania, a poprzez to jest także zawarty w sprężonym powietrzu.
W nowoczesnych sprężarkach olejowych tłokowych i śrubowych ilość oleju jest bardzo ograniczona. Na przykład w sprężarce śrubowej z wtryskiem oleju, jego zawartość w powietrzu jest mniejsza niż 3 mg / m3 w 20 ° C. Zawartość oleju można jeszcze bardziej zmniejszyć, stosując wielostopniową filtrację. Jeśli to rozwiązanie zostanie wybrane, ważne jest, aby wziąć pod uwagę ograniczenia jakości sprężonego powietrza, ryzyko i koszty energii.
Na przykład w sprężarce śrubowej z wtryskiem oleju zawartość oleju w powietrzu jest mniejsza niż 3 mg/m3 w temperaturze 20°C. Zawartość oleju można dodatkowo zmniejszyć za pomocą filtrów wielostopniowych. Wybierając to rozwiązanie, należy wziąć pod uwagę ograniczenia jakościowe, ryzyko i koszty energii.
Wszystko zaczyna się od powietrza otoczenia, które musi być sprężone. W typowym środowisku przemysłowym może zawierać ponad 140 milionów cząstek zanieczyszczeń na metr sześcienny. Po sprężeniu zanieczyszczenia te koncentrują się wraz ze wzrostem ciśnienia powietrza.
Oznacza to, że sprężone powietrze może zawierać wiele razy więcej cząstek zanieczyszczeń. Niestety większość z nich jest tak mała (poniżej dwóch mikronów), że filtr wlotowy usuwa tylko 20% z nich.
Istnieją tzw. „ zanieczyszczenia układu dystrybucji ”. Mogą one obejmować cząstki rdzy z rur dystrybucyjnych, które przedostają się do strumienia sprężonego powietrza.
Ponad 80% cząstek zanieczyszczających sprężone powietrze jest mniejszych niż 2 µm. Te drobne cząsteczki łatwo przechodzą przez filtr wlotowy sprężarki, rozprzestrzeniając się przez rury, gdzie mieszają się z wilgocią, pozostałościami oleju i osadami z rur. Stwarza to idealne warunki do rozwoju mikroorganizmów.
Te organizmy, w tym bakterie, wirusy i bakteriofagi, mogą być niewidoczne, ale stanowią prawdziwe zagrożenie. Bakterie mają wielkość od 0,2 do 4 µm, a wirusy nawet 0,04 µm. Cokolwiek mniejszego niż 1 µm może przejść przez standardowe filtry wlotowe. Jako organizmy żywe szybko się namnażają w odpowiednich warunkach. Wysoka wilgotność, zwłaszcza w systemach bez osuszania, przyspiesza ich wzrost.
Umieszczenie wysokowydajnego filtra tuż za sprężarką pomaga, ale sama filtracja nie wystarcza. Mikroorganizmy i aerozole mogą nadal przenikać lub regenerować się po obu stronach filtra.
Najskuteczniejsza obrona obejmuje dwa kroki:
Osuszanie powietrza w celu utrzymania wilgotności względnej poniżej 40%.
Montaż filtra sterylnego, który umożliwia regularną sterylizację parową lub łatwe czyszczenie.
Takie podejście chroni sprzęt, produkty i procesy, zapewniając czyste, niezawodne sprężone powietrze na każdym etapie.
Ponad 80% cząsteczek zanieczyszczających sprężone powietrze ma wielkość mniejszą niż 2 μm i dlatego może z łatwością przejść przez filtr wlotowy sprężarki . Od tego momentu cząsteczki rozprzestrzeniają się w systemie rur i mieszają się z resztkami wody i oleju oraz osadami wewnątrz rur. Może to spowodować mnożenie się mikroorganizmów. Filtr umieszczony bezpośrednio za sprężarką może wyeliminować te zagrożenia.
Niemniej jednak, aby uzyskać czyste sprężone powietrze, mnożenie sie bakterii po filtrze musi być w pełni kontrolowane. Sytuacja jest jeszcze bardziej skomplikowana, ponieważ gazy i aerozole mogą się gromadzić w postaci kropel (przez koncentrację lub ładunki elektryczne) nawet po przejściu przez kilka filtrów. Mikroorganizmy mogą kiełkować przez ścianki filtrów i być obecne w tych samych stężeniach na wlotach, jak również na wylotacch filtrów.
Mikroorganizmy są niezwykle małe i obejmują bakterie, wirusy i bakteriofagi. Zazwyczaj bakterie mają wielkość od 0,2 μm do 4 μm a wirusy od 0,3 μm do zaledwie 0,04 μm. Zanieczyszczenia o średnicy mniejszej niż 1 μm – tak więc również drobnoustroje mogą łatwo przechodzić przez filtr wlotowy sprężarki. Pomimo ich wielkości, mikroorganizmy te stanowią poważny problem w wielu gałęziach przemysłu, ponieważ jako "żywe" organizmy są w stanie rozmnażać się swobodnie w odpowiednich warunkach. Badania wykazały, że mikroorganizmy rozwijają się w systemach sprężonego powietrza z nieosuszonym powietrzem o wysokiej wilgotności (100%).
Olej i inne zanieczyszczenia działają jak składniki odżywcze i umożliwiają rozwój mikroorganizmów. Najbardziej skuteczne zapobieganie polega na osuszeniu powietrza do wilgotności względnej <40% (można to osiągnąć przy użyciu dowolnego rodzaju osuszacza) i dobraniu odpowiedniego filtra sterylnego do systemu. Filtr sterylny musi być zamontowany w obudowie, która umożliwia sterylizację parową, i którą można łatwo otworzyć. Sterylizacja musi być wykonywana często, aby utrzymać odpowiednią jakość powietrza.
Gdy w sprężonym powietrzu występuje olej i wilgoć, stanowią one idealne środowisko dla rozwoju mikroorganizmów, takich jak bakterie, wirusy i bakteriofagi.
Ponieważ są to organizmy żywe, rozmnażają się w odpowiednich warunkach, zwłaszcza w nieosuszonym sprężonym powietrzu o wysokiej wilgotności. Jest to szczególnie istotne w takich branżach, jak spożywcza, medyczna lub farmaceutyczna, gdzie zanieczyszczenie może mieć poważne konsekwencje.
Na szczęście mamy dobrą wiadomość: dzięki odpowiedniej obróbce, takiej jak filtry i osuszacze, układ sprężonego powietrza może być chroniony przed wszystkimi tymi zanieczyszczeniami.
Jeśli chcesz dowiedzieć się, jak to zrobić, pierwszym krokiem jest określenie jakości powietrza wymaganej dla danego zastosowania, np. jeśli musisz spełnić określoną klasę ISO.
Ten poradnik zawiera wszystko, co musisz wiedzieć o uzdatnianiu powietrza, od rodzajów zanieczyszczeń po wymagania dotyczące jakości powietrza.
Masz pytania lub potrzebujesz pomocy? Nasi eksperci chętnie Ci pomogą. Kliknij poniższy przycisk, aby się z nami skontaktować. ↓
27 września, 2022
Podczas instalacji systemu sprężonego powietrza należy podjąć szereg decyzji, w celu zapewnienia odpowiedniej jakości powietrza. Przyjrzyjmy się, jak usunąć szkodliwe zanieczyszczenia, takie jak para wodna i olej, z powietrza wyjściowego.
15 listopada, 2022
Dzięki wbudowanemu filtrowi sprężarki możesz usunąć niepożądane i szkodliwe substancje z powietrza. Czytaj więcej.
18 października, 2022
Podczas instalacji systemu sprężonego powietrza należy podjąć szereg decyzji, aby dostosować go do różnych potrzeb i zapewnić odpowiednią jakość powietrza.
