Không khí xung quanh chúng ta luôn chứa sẵn nhiều tạp chất như hơi ẩm, bụi bẩn, dầu và vi sinh vật - và khi nén lại, những chất ô nhiễm này càng trở nên đậm đặc hơn. Chúng có thể xâm nhập vào hệ thống khí nén từ môi trường bên ngoài, từ bản thân máy nén hoặc từ đường ống phân phối, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến thiết bị, quy trình và chất lượng sản phẩm đầu ra.
Hiểu rõ từng loại chất gây ô nhiễm, mức độ nguy hại và các giải pháp xử lý phù hợp là bước quan trọng để đảm bảo chất lượng khí nén theo tiêu chuẩn, bảo vệ hệ thống và duy trì hiệu suất vận hành ổn định.
Bài viết này sẽ giúp bạn nhận diện 4 nhóm tạp chất phổ biến nhất - nước, dầu, bui và vi sinh vật - đồng thời hướng dẫn cách bảo vệ toàn bộ hệ thống khí nén bằng các thiết bị lọc và máy sấy chuyên dụng.
Chất gây nhiễm bẩn đầu tiên mà ta có thể gặp phải là hơi ẩm có trong không khí môi trường. Hơi ẩm đi vào hệ thống đường ống khí nén thông qua cửa hút khí dưới dạng hơi nước. Hơi nước này là chất gây nhiễm bẩn chiếm tỷ lệ lớn nhất trong khí nén nếu xét về tổng thể tích, và nó tạo thành phần lớn lượng chất lỏng nhiểm bẩn có thể xuất hiện trong hệ thống khí nén.
Hàm lượng nước được đo bằng điểm sương (dew point). Đây là nhiệt độ mà tại đó khí nén vẫn có thể giữ được lượng hơi nước của nó trước khi hơi ẩm bắt đầu ngưng tụ thành dạng lỏng.
Nếu không loại bỏ hơi ẩm, nó có thể làm giảm tuổi thọ của thiết bị khí nén do ăn mòn. Ngoài ra, hơi ẩm có thế tạo điều kiện cho vi khuẩn phát triển, từ đó ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng sản phẩm cuối. Điều này đặc biệt nghiêm trọng trong các ứng dụng thuộc ngành thực phẩm & đồ uống và dược phẩm.
Một máy nén khí hoạt động ở 7 bar(e) sẽ nén không khí xuống còn 1/8 thể tích ban đầu. Điều này đồng thời làm giảm khả năng giữ hơi nước của không khí đi 8 lần. Lượng nước được giải phóng ra là rất đáng kể. Ví dụ, một máy nén khí 100kW hút vào không khí ở 20°C và độ ẩm tương đối 60% có thể thải ra khoảng 85 lít nước chỉ trong một ca làm việc 8 giờ. Do đó, lượng nước được tách ra phụ thuộc vào lĩnh vực ứng dụng của khí nén. Điều này sẽ quyết định sự kết hợp nào giữ bộ làm mát và máy sấy là phù hợp.
Lượng dầu có trong khí nén phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm loại máy, thiết kế, tuổi thọ và tình trạng thiết bị.
Có hai kiểu thiết kế máy nén khí chính liên quan đến vấn đề này:
Ở các máy nén khí có dầu, dầu tham gia trực tiếp vào quá trình nén và một phần (hoặc toàn bộ) sẽ đi vào khí nén. Tuy nhiên, trong các dòng máy nén khí hiện đại như piston bôi trơn và trục vít bôi trơn, lượng dầu lẫn vào khí nén đã được giảm thiểu đáng kể.
Trong trường hợp này, dầu được gọi là chất gây nhiễm bẩn do quá trình nén.
Ví dụ: một máy nén khí trục vít có dầu, hàm lượng dầu trong khí nén nhỏ hơn 3 mg/m3 ở 20°C. Hàm lượng dầu này có thể được giảm thêm bằng cách sử dụng hệ thống lọc nhiều cấp. Tuy nhiên, nếu lựa chọn giải pháp này, cần xem xét kỹ các giới hạn về chất lượng, các rủi ro liên quan và chi phí năng lượng phát sinh.
Hơn 80% các hạt gây nhiễm bẩn trong khí nén có kích thước nhỏ hơn 2 µm. Những hạt siêu nhỏ này dễ dàng đi qua bộ lọc đầu vào của máy nén và lan truyền trong hệ thống đường ống, nơi chúng hòa trộn với hơi ẩm, cặn dầu và cặn bám trong ống. Điều này tạo ra điều kiện lý tưởng cho sự phát triển của vi sinh vật.
Các vi sinh vật này, bao gồm vi khuẩn, virus và thể thực khuẩn, tuy vô hình nhưng lại là mối đe dọa thực sự. Kích thước của vi khuẩn thường nằm trong khoảng 0,2 - 4 µm, trong khi virus có thể nhỏ tới 0,04 µm. Bất kỳ thứ gì nhỏ hơn 1 µm đều có thế đi qua các bộ lọc đầu vào tiêu chuẩn. Vì là sinh vật sống, chúng có thể sinh sôi nhanh chóng khi gặp điều kiện thuận lợi. Độ ẩm cao, đặc biệt trong các hệ thống không có bộ sấy khí, sẽ làm tốc độ phát triển càng nhanh hơn.
Đặt bộ lọc hiệu suất cao ngay sau máy nén có thể giúp cải thiện, nhưng chỉ lọc thôi thì chưa đủ. Vi sinh vật và sol khí vẫn có thể xuyên qua hoặc tái phát triển ở cả hai phía của bộ lọc.
Giải pháp bảo vệ hiệu quả nhất bao gồm hai bước:
Cách tiếp cận này giúp bảo vệ thiết bị, sản phẩm và quy trình của bạn, đảm bảo khí nén sạch và đáng tin cậy ở mọi giai đoạn vận hành.
Mỗi loại chất nhiễm bẩn đều là một mối đe dọa riêng lẻ, nhưng khi kết hợp lại, chúng có thể tạo ra những vấn đề còn lớn hơn.
Khi dầu và hơi ẩm xuất hiện trong khí nén, chúng tạo ra môi trường lý tưởng cho vi sinh vật nhưu vi khuẩn, virus và thể thực khuẩn phát triển.
Đây là một thách thức nghiêm trọng. Một mét khối không khí môi trường có thể chứa hơn 140 triệu hạt bụi, nhiều hạt trong số đó nhỏ hơn 1 µm. Vi sinh vật, với kích thước từ 0,04 µm đến 4 µm, đủ nhỏ để lọt qua bộ lọc đầu vào tiêu chuẩn mà không bị phát hiện.
Vì chúng là các sinh vật sống, chúng sẽ sinh sôi khi điều kiện thuận lợi, đặc biệt trong khí nén không được sấy khô và có độ ẩm cao. Điều này đặc biệt nghiêm trọng trong các ngành như thực phẩm & đồ uống, y tế hoặc dược phẩm, nơi ô nhiễm có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng.
Chất gây ô nhiễm |
Nguồn gốc |
Tác hại |
Giải pháp xử lý hiệu quả |
Nước (hơi ẩm & ngưng tụ) |
- Có sẵn trong không khí nạp vào máy nén |
- Ăn mòn đường ống và thiết bị |
- Máy sấy khí (refrigerant/adsorption) |
Dầu (hơi dầu, sương dầu) |
- Từ máy nén có dầu |
- Làm hỏng thiết bị và van |
- Bộ lọc tách dầu nhiều cấp (coalescing filters) |
Bụi, hạt rắn |
- Bụi trong không khí môi trường (140+ triệu hạt/m³) |
- Mài mòn thiết bị |
- Bộ lọc hạt (particle filters) |
Vi sinh vật (vi khuẩn, virus, nấm) |
- Tồn tại tự nhiên trong không khí |
- Gây nhiễm bẩn sản phẩm |
- Giữ độ ẩm < 40% bằng máy sấy hấp thụ |
Cặn và chất bẩn từ đường ống |
- Ăn mòn theo thời gian |
- Gây hỏng thiết bị |
- Vệ sinh & bảo trì đường ống định kỳ |
May mắn thay, vẫn có tin tốt: Với phương pháp xử lý phù hợp, chẳng hạn như bộ lọc và máy sấy khí, hệ thống khí nén của bạn có thể được bảo vệ khỏi tất cả các chất gây nhiễm bẩn này.
Nếu bạn muốn biết cách thực hiện, bước đầu tiên là xác định chất lượng khí nén cần thiết cho ứng dụng của bạn, ví dụ: nếu bạn phải đáp ứng một cấp ISO cụ thể.
Hướng dẫn này bao gồm mọi điều bạn cần biết về xử lý khí nén - từ các loại chất gây nhiễm bẩn cho đến yêu cầu chất lượng khí.
Bạn có thắc mắc hoặc cần hỗ trợ, hãy liên hệ với chuyên gia của Atlas Copco bằng các nhấp vào link bên dưới.↓
Khí nén được lấy từ không khí môi trường nên chứa sẵn hơi ẩm, bụi và vi sinh vật. Trong quá trình nén và phân phối, các chất ô nhiễm khác như dầu, cặn bẩn hay rỉ sét từ đường ống cũng có thể sinh ra.
Có bốn nhóm chính:
Vì phần lớn bụi trong môi trường có kích thước < 2 µm – nhỏ hơn mức lọc của hầu hết bộ lọc đầu vào tiêu chuẩn nên vẫn đi vào hệ thống và bị nén lại với nồng độ cao hơn.
27 September, 2022
A number of decisions must be made when installing a compressed air system for it to provide the right air quality. Let us take a look at how to remove harmful contaminants, like water vapor and oil, from the output air.
15 November, 2022
With an inline compressor filter, you can remove unwanted and harmful substances out of the air. Learn more here.
19 June, 2025
Cần phải đưa ra nhiều quyết định khi lắp đặt một hệ thống khí nén để hệ thống đó phù hợp với các nhu cầu khác nhau và đảm bảo chất lượng không khí đúng yêu cầu.
