Πόσο σωστό είναι το αεροστάσιό σας; – Επιλογή κατάλληλων φίλτρων (Μέρος 6)
Εισαγωγή
Σε ένα σύστημα πεπιεσμένου αέρα, η παραγωγή αέρα είναι μόνο η αρχική φάση. Η πραγματική αξία του καθορίζεται από την ποιότητά του στο σημείο χρήσης.
Ο ατμοσφαιρικός αέρας περιέχει σωματίδια, υδρατμούς, υδρογονάνθρακες και βιομηχανικούς ρύπους. Κατά τη συμπίεση, οι συγκεντρώσεις αυξάνονται σημαντικά.
Σε συστήματα με λιπαινόμενο στοιχείο συμπίεσης, προστίθενται και ίχνη λαδιού σε υγρή, αερολυματική και αέρια μορφή. Σε μικρότερο βαθμό, αυτό συμβαίνει και σε μη λιπαινόμενα στοιχεία, λόγω της επιβάρυνσης του περιβάλλοντος με υδρογονάνθρακες.
Χωρίς σωστή φίλτρανση, οι συνέπειες δεν περιορίζονται σε «βρώμικο» αέρα. Επηρεάζονται η διάρκεια ζωής των βαλβίδων, η σταθερότητα των αυτοματισμών, η ποιότητα βαφής και η συμμόρφωση σε βιομηχανίες τροφίμων και φαρμάκων.
Η φίλτρανση, επομένως, δεν είναι συμπληρωματικό εξάρτημα. Είναι κρίσιμο στάδιο επεξεργασίας.
Ποιότητα αέρα
Η ποιότητα πεπιεσμένου αέρα καθορίζεται από το πρότυπο ISO 8573-1. Το πρότυπο ταξινομεί τον αέρα βάσει τριών παραμέτρων: σωματίδια, νερό και λάδι.
Στερεά σωματίδια / Σκόνη
Νερό
Λάδι
Κλάση ISO ανά εφαρμογή
Η επιλογή φίλτρων και γενικότερα της επεξεργασίας πεπιεσμένου αέρα πρέπει να ξεκινά από μία απλή ερώτηση: σε ποια εφαρμογή χρησιμοποιείται ο αέρας;
Δεν έχουν όλες οι βιομηχανίες τις ίδιες απαιτήσεις. Άλλο επίπεδο καθαρότητας χρειάζεται ένας πνευματικός κύλινδρος στη γενική βιομηχανία και άλλο μία γραμμή εμφιάλωσης ή ένα clean room.
Παρακάτω παρουσιάζονται ενδεικτικές κλάσεις ποιότητας ανά εφαρμογή:
* Οι παραπάνω τιμές είναι ενδεικτικές. Πρέπει να επιβεβαιώνονται βάσει της διαδικασίας και των κανονιστικών απαιτήσεων.
Τύποι φίλτρων και ο ρόλος τους
Η φίλτρανση πεπιεσμένου αέρα δεν είναι μονοβάθμια διαδικασία. Κάθε τύπος φίλτρου έχει συγκεκριμένο ρόλο και πρέπει να τοποθετείται στη σωστή θέση μέσα στο σύστημα.
Φίλτρα συνεκτικού τύπου
Τα φίλτρα συνεκτικού τύπου έχουν σχεδιαστεί για την απομάκρυνση πολύ μικρών σωματιδίων, υγρασίας και αερολυμάτων λαδιού. Αυτοί οι ρύποι μπορούν να μολύνουν τελικά προϊόντα, να καταστρέψουν βαφές και να προκαλέσουν δυσλειτουργίες σε πνευματικά εργαλεία.
Χωρίζονται σε μικρονικά προφίλτρα (<1 μm) και υπομικρονικά τελικά φίλτρα (<0,01 μm). Τα προφίλτρα χρησιμοποιούνται ως πρώτο στάδιο, ώστε να προστατεύουν τα φίλτρα υψηλότερης απόδοσης από βαριά φορτία σωματιδίων ή υγρών.
Σε ένα τυπικό σύστημα 7 bar, το 72% κατά βάρος των αερολυμάτων λαδιού έχει μέγεθος μικρότερο των 5 μm. Το 50% αυτών είναι μικρότερο του 1 μm. Αυτά τα μικροσκοπικά σταγονίδια περνούν εύκολα από έναν μηχανικό διαχωριστή και δεν απομακρύνονται πλήρως από ένα απλό φίλτρο γραμμής.
Η λειτουργία των φίλτρων συνεκτικού τύπου βασίζεται στη διέλευση του αέρα μέσα από έναν «λαβύρινθο» υπομικρονικών ινών γυαλιού. Εκεί, τα πολύ λεπτά σωματίδια ή σταγονίδια λαδιού ενώνονται σε μεγαλύτερα. Στη συνέχεια, απομακρύνονται συνεχώς από το σύστημα.
Το στάδιο αυτό είναι κρίσιμο σε εφαρμογές όπου απαιτείται χαμηλή περιεκτικότητα λαδιού, σύμφωνα με τις υψηλότερες κλάσεις του ISO 8573-1.
«Βρώμικος» πεπιεσμένος αέρας – Μέσο φίλτρανσης – Καθαρός πεπιεσμένος αέρας
Φίλτρα προσρόφησης ατμών λαδιού (ενεργού άνθρακα)
Τα φίλτρα προσρόφησης ατμών λαδιού αποτελούν το τελικό στάδιο φίλτρανσης όταν απαιτείται εξαιρετικά καθαρός αέρας. Η λειτουργία τους βασίζεται στη διέλευση του πεπιεσμένου αέρα μέσα από δύο στάδια ενεργού άνθρακα, ο οποίος προσροφά ατμούς λαδιού και άλλους αέριους υδρογονάνθρακες.
Με αυτόν τον τρόπο εξαλείφονται οσμές και γεύσεις που μπορεί να προκληθούν από ατμούς λαδιού. Αυτό είναι ιδιαίτερα κρίσιμο σε εφαρμογές τροφίμων, ποτών, φαρμακευτικών προϊόντων και clean rooms.
Είναι σημαντικό τα φίλτρα ενεργού άνθρακα να εγκαθίστανται πάντοτε μετά από φίλτρο απομάκρυνσης αερολυμάτων λαδιού. Η παρουσία υγρών αερολυμάτων προκαλεί πρόωρο κορεσμό του ενεργού άνθρακα και μειώνει σημαντικά την ικανότητα προσρόφησης, αυξάνοντας το κόστος συντήρησης και μειώνοντας την αποτελεσματικότητα.
Φίλτρα σωματιδίων
Τα φίλτρα σωματιδίων χρησιμοποιούνται κυρίως για την απομάκρυνση σκουριάς, επικαθίσεων, σκόνης και γενικά στερεών σωματιδίων μεγέθους 1 μm και άνω.
Η λειτουργία τους βασίζεται σε δύο στάδια. Το πρώτο στάδιο χρησιμοποιεί χονδρότερο υλικό φίλτρανσης και συγκρατεί μεγαλύτερα σωματίδια. Το δεύτερο στάδιο χρησιμοποιεί λεπτότερο μέσο και απομακρύνει μικρότερα σωματίδια.
Ο πεπιεσμένος αέρας διέρχεται μέσα από πορώδες φίλτρο, συνήθως μικροΐνες ή συνθετικό υλικό. Τα σωματίδια παγιδεύονται μηχανικά όταν το μέγεθός τους είναι μεγαλύτερο από το άνοιγμα των πόρων.
Τα φίλτρα αυτά χρησιμοποιούνται κυρίως μετά από ξηραντές προσρόφησης, ώστε να συγκρατούν τυχόν λεπτά σωματίδια υλικού προσρόφησης (desiccant fines).
Πρότυπο ISO 12500
Το ISO 12500 είναι το διεθνές πρότυπο που καθορίζει τη μεθοδολογία δοκιμής και αξιολόγησης των φίλτρων πεπιεσμένου αέρα. Δεν ορίζει την ποιότητα του αέρα που πρέπει να επιτυγχάνεται στο δίκτυο. Προσδιορίζει όμως τον τρόπο με τον οποίο μετράται, με αντικειμενικό και επαναλήψιμο τρόπο, η απόδοση ενός φίλτρου υπό ελεγχόμενες συνθήκες.
Με άλλα λόγια, το ISO 12500 διασφαλίζει ότι τα τεχνικά χαρακτηριστικά που δηλώνει ένας κατασκευαστής βασίζονται σε τυποποιημένες εργαστηριακές δοκιμές και όχι σε μη συγκρίσιμες εσωτερικές μετρήσεις.
Το πρότυπο χωρίζεται σε τρία μέρη:
- Το πρώτο αφορά την απομάκρυνση αερολυμάτων λαδιού από συνεκτικά φίλτρα.
- Το δεύτερο αφορά την απομάκρυνση ατμών λαδιού από φίλτρα ενεργού άνθρακα.
- Το τρίτο αφορά την κατακράτηση στερεών σωματιδίων.
Οι δοκιμές γίνονται σε ελεγχόμενες συνθήκες πίεσης, θερμοκρασίας και παροχής, ώστε τα αποτελέσματα να είναι συγκρίσιμα μεταξύ διαφορετικών κατασκευαστών.
Στη ΒΑΜΒΑΚΑΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ, όλα τα φίλτρα είναι πιστοποιημένα κατά ISO 12500. Αυτό διασφαλίζει ότι οι δηλωμένες αποδόσεις βασίζονται σε διεθνώς αναγνωρισμένες και τυποποιημένες εργαστηριακές δοκιμές.
Η ικανότητα απομάκρυνσης σωματιδίων, αερολυμάτων και ατμών λαδιού δεν αποτελεί θεωρητική προδιαγραφή. Είναι τεκμηριωμένο αποτέλεσμα μετρήσεων υπό ελεγχόμενες συνθήκες.
Έγκαιρη αντικατάσταση φίλτρων & πτώση πίεσης: ο κρυφός ενεργειακός παράγοντας
Κάθε φίλτρο δημιουργεί πτώση πίεσης (Δp). Όσο αυξάνεται η φόρτιση του στοιχείου φίλτρανσης, αυξάνεται και η αντίσταση ροής.
Ο αεροσυμπιεστής αναγκάζεται να λειτουργεί σε υψηλότερη πίεση, ώστε να διατηρήσει την απαιτούμενη πίεση στο σημείο κατανάλωσης.
Γενικός κανόνας: αύξηση πίεσης κατά 1 bar συνεπάγεται περίπου 7% αύξηση στην κατανάλωση ενέργειας.
Ένα φίλτρο με υψηλή αρχική ή αυξανόμενη πτώση πίεσης μπορεί να κοστίζει πολλαπλάσια σε ηλεκτρική ενέργεια, σε σχέση με το αρχικό του κόστος αγοράς.
Η επιλογή φίλτρων πρέπει να βασίζεται στο συνολικό κόστος κύκλου ζωής και όχι αποκλειστικά στην τιμή.
Συμπέρασμα
Η φίλτρανση του πεπιεσμένου αέρα δεν είναι απλή επιλογή εξαρτήματος και δεν μπορεί να εξετάζεται απομονωμένα. Είναι στρατηγική απόφαση που επηρεάζει την ποιότητα, την κατανάλωση ενέργειας, τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού και το επιχειρησιακό ρίσκο.
Συνδέεται άμεσα με τον αεροσυμπιεστή, τον ξηραντή, το αεροφυλάκιο και το δίκτυο σωληνώσεων.
Η εμπειρία της ΒΑΜΒΑΚΑΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ έχει δείξει ότι ο ορθός σχεδιασμός επεξεργασίας αέρα μειώνει σημαντικά το λειτουργικό κόστος και αυξάνει την αξιοπιστία της εγκατάστασης.
Προσεγγίζουμε κάθε εγκατάσταση συνολικά. Μελετούμε την εφαρμογή, καθορίζουμε την απαιτούμενη κλάση ISO και προτείνουμε λύσεις που συνδυάζουν τεχνική επάρκεια και ενεργειακή βελτιστοποίηση.
