Hoe verontreinigingen in perslucht te verwijderen

Tegenwoordig gebruiken vrijwel alle industriële chemische processen persluchtsystemen of hebben ze een wisselwerking met persluchtsystemen. In de meeste processen is luchtcompressie vereist, of het nu gaat om het toevoegen van textuur aan producten, het drogen van gesteriliseerde apparatuur, het omleiden van artikelen en ingrediënten langs de lopende band of het uitvoeren van een hele reeks andere taken.

Bij al deze processen waarbij gebruik wordt gemaakt van persluchtsystemen, is verontreiniging mogelijk. Wanneer dit gebeurt, komt de kwaliteit van de producten in het gedrang. In het slechtste geval kan de besmetting leiden tot gezondheidsrisico's, vooral bij de voedselproductie. Dit artikel bespreekt veelvoorkomende verontreinigingen en hoe deze in een industriële omgeving kunnen worden aangepakt.

Regelgeving persluchtverontreiniging

Aangezien industriële processen sterk afhankelijk zijn van persluchtsystemen, heeft de International Organization for Standardization normen opgesteld voor schone, droge lucht. Deze normen worden gedetailleerd beschreven in ISO 8573-1.

De zuiverheidsnormen hebben betrekking op de verontreiniging van deeltjes, water, olie en zelfs microben in de perslucht, ongeacht waar het monster in het systeem is genomen.

Medische persluchtvereisten

Op medisch gebied zijn er meer regels om rekening mee te houden. Perslucht moet voldoen aan de National Fire Protection Association Health Code 99 (of gewoon NFPA 99) om geschikt te zijn voor medisch gebruik.

Volgens de Code zijn geur, water, koolmonoxide, kooldioxide, gasvormige koolwaterstoffen, gehalogeneerde koolwaterstoffen, olie en deeltjes potentiële verontreinigingen.

Verschillende instanties, zoals de Centers for Medicare and Medicaid Services, de Joint Commission en lokale autoriteiten die jurisdictie hebben, vereisen faciliteiten om persluchtsystemen te gebruiken die voldoen aan de gezondheidscode.

Voedselproductie Persluchtvereisten

De voedingsmiddelenindustrie heeft vergelijkbare aanvullende eisen. Het Safe Quality Food Institute of SQFI introduceerde onlangs de jaarlijkse tests van voedselverwerkers om de verontreinigingsniveaus in deeltjes, water, olie, microbiologische organismen en relevante gassen bij te houden.

Volgens Food Engineering kan perslucht in de voedselproductie de volgende verontreinigingen bevatten:

• Koolwaterstoffen
• Virussen
• Bacteriën
• Vocht
• Olie
• Vaste deeltjes

De perslucht komt tijdens de volgende processen rechtstreeks in contact met voedsel of ingrediënten:

• Opzakken
• Spargen/mixen
• Drogen
• Luchtmessen
• Pneumatische uitlaat

Vanwege al deze interacties is het belangrijk om de zuiverheid van perslucht te waarborgen. Hetzelfde geldt in verschillende mate in de processen van andere industriële sectoren.

Welke verontreinigingen zijn aanwezig in perslucht?

Er kan een willekeurig aantal verontreinigingen in perslucht voorkomen, afhankelijk van de toepassing, de omgeving, de gebruikte apparatuur, de materialen en verschillende andere factoren. Dat gezegd hebbende, vallen deze verontreinigingen over het algemeen onder de volgende vier hoofdcategorieën:

• Deeltjes – Deze categorie omvat roest, vijlsel, slijtagedeeltjes en zelfs atmosferisch vuil. Deze verontreinigingen worden ook wel vaste of droge deeltjes of verontreinigingen genoemd.
• Water – Deze categorie omvat water in verschillende vormen, zoals waterdamp, vloeistof of verneveld. Naast mogelijke gezondheidsproblemen kan vocht in persluchtsystemen ook de levensduur van de apparatuur beïnvloeden.
• Olie – Of het nu gaat om apparatuur of materialen, persluchtsystemen worden voortdurend blootgesteld aan olie en kunnen deze vervoeren. De hoeveelheid olie in het systeem is afhankelijk van bepaalde factoren, zoals de gebruikte gereedschappen en materialen en de leeftijd en efficiëntie van het systeem.
• Micro-organismen – Een mengsel van vocht en olie in het persluchtsysteem kan een voedingsbodem zijn voor micro-organismen zoals bacteriën of bacteriofagen. In ideale omstandigheden kunnen deze organismen zich vrijelijk vermenigvuldigen en een breed scala aan gevaren veroorzaken op de weg.

De internationale norm ISO 8573-1 bevat meer details over elke categorie en de verontreinigingen eronder.

Methoden voor het verwijderen van verontreinigingen in persluchtsystemen

Hieronder volgen de twee belangrijkste methoden om verontreiniging in persluchtsystemen te minimaliseren:

Filtratie

Vezelfilters worden gebruikt om de verontreinigingen uit de lucht te scheiden. Verschillende factoren, waaronder de doorlaatbaarheid van het filtermedium, de temperatuur tijdens het proces en de olieconcentratie, beïnvloeden het succespercentage van het filtratieproces, vooral als het gaat om kleinere verontreinigingen.

Nakoeling

Het compressieproces van lucht verhoogt in het algemeen de temperatuur ervan. Dit betekent dat lucht die rechtstreeks uit de compressor komt waarschijnlijk een temperatuur heeft tussen 70 en 200°C. Hierdoor zullen water, olie en andere soortgelijke verontreinigingen moeilijker te scheiden zijn.

Het gebruik van nakoelers maakt het gemakkelijker om vloeistof van condensatie naar containers te leiden, waardoor ze niet in het systeem kunnen circuleren.

Algemene tips voor het verwijderen van verontreinigingen

Zelfs met filters en nakoelers in het systeem kan vervuiling een probleem blijven als ze niet correct worden gebruikt. Hier zijn een paar belangrijke tips om vervuiling in persluchtsystemen te helpen verminderen en om optimaal te profiteren van de aanwezige filters en nakoelers:

• Micronclassificatie – Het kan verleidelijk zijn om aan te nemen dat filters met kleinere micronclassificaties effectiever zijn en meer verontreinigingen afdekken, maar ze brengen ook problemen met zich mee. Filtermaterialen die reclame maken om effectief te zijn tegen deeltjes zo klein als 0,01 µm, zijn bijvoorbeeld misleidend om de volgende redenen:
  • Het kan gemakkelijker zijn om zulke kleine deeltjes te scheiden in vergelijking met grotere verontreinigingen zoals 0,1 µm.
  • Verontreinigingen zo klein als 0,01 µm, of ongeveer 5000 keer kleiner dan mensenhaar, kunnen geen waarneembare impact hebben in industriële processen.
  • De meest voorkomende verontreinigingen, zoals olie in spuitbussen, zijn tussen de 0,1 en 1,0 µm groot.

Bij het kiezen van de micronclassificatie van filtermaterialen, is het beter om eerst de soorten verontreinigingen die in het systeem aanwezig zijn te evalueren en er een te selecteren die er het beste tegen kan worden gebruikt.

• Filtermateriaal – Micronclassificatie is niet de enige belangrijke kwaliteit van een filter. De samenstelling speelt ook een rol in hoe effectief het zal zijn tegen verontreinigingen.

Het is belangrijk om filtermaterialen te selecteren die beperkend genoeg zijn om de verontreinigingen met succes te scheiden, terwijl ze ook voldoende doorlatend zijn om de luchtstroom niet te beperken tot een mate waarin de extra druk en energiekosten opwegen tegen de voordelen.

• Vervangingsinterval – Als het gaat om het evalueren van de levensvatbaarheid van filters in het systeem, is het belangrijk om te onthouden dat visuele inspecties mogelijk niet betrouwbaar zijn. De uitdaging is om filters op het juiste moment te vervangen, om geen risico te lopen op besmetting of verspilling van hulpbronnen.

Het volgen van een schema, geleid door de fabrieksspecificaties van het filter, is hier de beste manier van handelen.

Conclusie

Persluchtsystemen zijn gevoelig voor verontreiniging, of het nu gaat om vocht, olie of micro-organismen. Aangezien bij alle industriële chemische processen perslucht wordt gebruikt, is het belangrijk om verontreiniging tot een minimum te beperken om dure en gevaarlijke gevolgen op de weg te voorkomen.

Inzicht in de regelgeving rond de zuiverheid van perslucht, de mogelijke verontreinigingen en de meest effectieve methoden om verontreiniging te verminderen, zal een grote bijdrage leveren aan het behoud van de luchtzuiverheid.

Neem contact met ons op voor meer informatie over het minimaliseren van vervuiling van persluchtsystemen. JHFoster houdt zich sinds 1938 bezig met industriële automatisering en persluchtsystemen.