Khi không khí được hút vào để nén, các hạt khác cũng bị hút theo - không khí này bị nhiễm bẩn. Khi không khí bị nén, nồng độ các chất gây nhiễm bẩn tăng lên theo cấp số nhân. Ngoài ra, trong quá trình nén không khí còn có thể phát sinh thêm các chất gây nhiễm bẩn khác.

Việc xử lý khí là cần thiết để loại bỏ các chất gây nhiễm bẩn trong hệ thống khí nén. Các loại chất gây nhiễm bẩn có thể có trong hệ thống khí nén bao gồm:

1. Các hạt rắn / bụi

2. Nước (dạng lỏng hoặc hơi)

3. Hàm lượng dầu (dạng hơi hoặc sương mù)

Khi khí được xử lý đúng cách, nó được coi là sạch và an toàn. Tuy nhiên, chất lượng khí nén không chỉ được xác định bởi độ sạch mà còn bởi độ khô của khí. Để xác định khí nén sạch và khô đến mức nào, chúng ta phải đếm số lượng các hạt có kích thước nhất định trong một mét khối không khí, điểm sương, cũng như lượng sương và hơi dầu có trong khí.

Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) đã phát triển tiêu chuẩn quốc tế để kiểm tra chất lượng khí nén, được biết đến với tên gọi ISO 8573-1. Tiêu chuẩn chất lượng khí ISO đo lường ba loại chất gây nhiễm bẩn có trong khí nén: nước, hàm lượng dầu và các hạt rắn. Tiêu chuẩn này không xem xét đến vi sinh vật và khí.

Một class chất lượng khí nén cụ thể sẽ được phân loại dựa trên lượng chất gây nhiễm bẩn được tìm thấy. Class chất lượng khí được xác định theo tiêu chuẩn ISO 8573-1. Hệ thống tiêu chuẩn hóa này xác định các tham số từ nguồn khí nén ít nhiễm bẩn nhất đến nguồn nhiễm bẩn nhiều nhất.

Trong bối cảnh các thông số kỹ thuật của khí nén, máy nén khí được đánh giá theo lớp tinh khiết sau khi nén. Vì vậy, bạn có thể bắt đầu xác định loại máy nén cần dùng bằng cách xem ứng dụng của bạn yêu cầu lớp tinh khiết khí nén như thế nào.

Khí nén được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, chẳng hạn như khai thác mỏ, sản xuất, dệt may và chế biến thực phẩm. Chất lượng khí sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình làm việc, máy móc được lắp đặt và chất lượng sản phẩm. Do đó, khí nén cần phải sạch và không chứa các chất gây nhiễm bẩn.

Khí càng sạch thì nguy cơ nhiễm bẩn, hư hỏng máy móc và sản phẩm bị loại bỏ càng thấp. Điều này rất quan trọng trong các ngành như thực phẩm, đồ uống và dược phẩm. Có khả năng khí sẽ tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm hoặc gián tiếp với bao bì.

Chất lượng khí cao rất quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, nhưng ứng dụng nhạy cảm nhất là trong lĩnh vực y tế. Đối với nguồn cung cấp khí y tế cho bệnh nhân trong bệnh viện, độ tinh khiết của khí phải được đảm bảo 100%. Đây chính là lý do máy nén khí không dầu, tạo ra khí sạch nhất, trở nên không thể thiếu.

Khuyến nghị chỉ sử dụng khí nén được phân loại là Class 0 trong các quy trình quan trọng nhằm loại bỏ rủi ro nhiễm bẩn khí. Mức phân loại này không có nghĩa là không có chất gây nhiễm bẩn nào. Class 0 chỉ mức chất lượng khí cao nhất có thể, với lượng chất gây nhiễm bẩn tối thiểu và phải thấp hơn mức nhiễm bẩn của Class 1.

Một tổ hợp các thiết bị xử lý khí nén có thể được lắp đặt để tạo ra khí sạch. Điều này có thể bao gồm nhiều loại bộ lọc và máy sấy khí khác nhau. Việc xác định các chất gây nhiễm bẩn cần loại bỏ sẽ giúp bạn quyết định cần sử dụng thiết bị nào.

Bộ lọc được sử dụng để tách các hạt trong không khí ra khỏi các chất gây nhiễm bẩn. Tuy nhiên, mỗi bộ lọc chỉ hiệu quả đến một mức độ nhất định, vì không có bộ lọc nào có thể loại bỏ hết tất cả các hạt. Các hạt có kích thước từ 0,1μm đến 0,2μm là khó lọc nhất.

Dầu và nước dưới dạng sương mù (aerosol) có cách xử lý tương tự như các hạt khác và có thể được loại bỏ bằng bộ lọc kết tụ (coalescing filter). Trong bộ lọc, các giọt chất lỏng này kết tụ lại và trở nên nặng hơn, do đó chúng lắng xuống đáy bộ lọc.

Bộ lọc có thể tách dầu ở cả dạng sương mù và dạng lỏng. Tuy nhiên, nếu dầu ở dạng lỏng, sẽ gây ra sự sụt áp cao và hiện tượng dầu bị mang theo khí (oil carry-over). Nếu dầu ở dạng hơi, việc tách dầu sẽ khó hơn và cần dùng bộ lọc chứa vật liệu hấp thụ, thường là than hoạt tính.

Quá trình lọc luôn dẫn đến hiện tượng sụt áp, khiến hệ thống khí nén mất năng lượng. Bộ lọc tinh hơn với cấu trúc dày đặc sẽ loại bỏ nhiều chất gây nhiễm bẩn hơn, nhưng đồng thời cũng gây sụt áp lớn hơn và dễ bị tắc nghẽn nhanh hơn. Điều này dẫn đến việc thay thế bộ lọc thường xuyên hơn và chi phí bảo trì cao hơn.

Ngoài ra, bộ lọc cần được thiết kế đúng kích cỡ để xử lý lưu lượng danh định một cách hợp lý và có ngưỡng công suất lớn hơn. Điều này giúp dễ dàng kiểm soát một số sụt áp do mức độ tắc nghẽn nhất định.

Máy sấy khí sử dụng môi chất lạnh hoặc hấp phụ được dùng để loại bỏ độ ẩm khỏi khí nén. Máy sấy khí lạnh thường được sử dụng khi chất lượng khí yêu cầu tối đa là Class 4, nghĩa là điểm sương đạt 3°C hoặc thấp hơn. Nếu cần khí nén có độ ẩm thấp hơn nữa (điểm sương áp suất thấp hơn), thì phải lắp đặt máy sấy hấp phụ.

When air is collected to be compressed, other particles are collected too - this air is contaminated. When air is compressed, the concentration of contaminants increases exponentially. In addition, further contaminants could be added during the process of compressing air. 

Air treatment is necessary to remove contaminants from the compressed air system. The types of contaminants found in a compressed air system include:

1. Solid particles / Dust 

2. Water (in liquid or vapour form)

3. Oil content (in vapour or aerosol form)

When air is treated properly, it is considered clean and safe. But the quality of compressed air is not only defined by how clean it is but also by how dry it is. To determine how clean and dry the compressed air is, we must count the number of particles of a specific size present in one cubic metre of air, the dew point, and the amount of oil aerosols and vapour.

The International Organisation for Standardisation (ISO) has developed the international standard to test compressed air quality, known as ISO 8573-1. The ISO air quality standard measures three types of contaminants present in compressed air: water, oil content and solid particles. It does not consider microorganisms and gases. 

A specific compressed air class is assigned depending on the amount of contaminants found. The air quality class is set according to ISO 8573-1. This standardised system defines parameters from the least to most contaminated sources of compressed air.

In the context of compressed air specifications, air compressors are graded according to the purity class after compression. So you can start to determine which type of compressor you need by looking at what air purity class your application requires.

Compressed air is used in many industries, such as mining, manufacturing, textile production and food processing. The quality of the air used in industrial applications has a direct influence on the work process, installed machines and product quality. It is, therefore, vital for the compressed air to be clean and free from contaminants. 

The cleaner the air is, the lower the risk of contamination, breakdowns and product rejection. This is critical in industries like food and beverage, and pharmaceuticals. There is a chance that the air will come into direct contact with the product or indirectly with the packaging. 

High air quality is important in many industries, but the most sensitive application is in medical services. In terms of the medical air supply for hospital patients, air purity must be 100% guaranteed. That is where oil-free compressors, which produce the cleanest air, are indispensable.

It is recommended that only compressed air classified as Class 0 be used in critical processes to eliminate the risk of air contamination. This level of classification does not mean zero contamination. Class 0 refers to the highest air quality possible with minimum contamination present in the air and has to be lower in contamination than Class 1. 

A combination of compressed air equipment can be installed to produce clean air. This may include various air filters and dryers. Identifying which contaminants need to be removed will help you to determine which equipment you need.

A filter is used to separate air particles from contaminants. However, each filter is only effective to a certain degree, as no filter can separate all particles. Particles between 0.1μm and 0.2μm are the most difficult to filter. 

Oil and water in aerosol form behave similarly to other particles and can be separated using a coalescing filter. In the filter, these liquid droplets coalesce and become heavier, so they sink to the bottom of the filter. 

The filter can separate oil in aerosol as well as in liquid form. However, if the oil is in liquid form, it will result in a high-pressure drop and oil carry-over. If the oil is in vapour form, it is more difficult to separate and requires a filter that contains adsorption material, usually activated carbon.

All filtering inevitably results in a pressure drop which the compressed air system to lose energy. Finer filters with a tighter structure separate more contaminants, but, they also cause a higher pressure drop and are more likely to clog faster. This leads to more frequent filter replacement and, consequently, higher maintenance costs.

Additionally, filters must be dimensioned to handle the nominal flow properly and have a larger capacity threshold. This makes it easier to manage some pressure drops due to a certain amount of blockage.

Refrigerant or adsorption dryers are used to remove moisture from compressed air. Refrigerant dryers are used when the maximum air quality required is Class 4, meaning the dew point is 3°C or below. If compressed air with less moisture (a lower pressure dew point) is required, an adsorption dryer must be installed.