Ölfreie Druckluft für die Labore

Druckluftaufbereitung für die Bergische Universität Wuppertal

Autosampler, Sterilisatoren, Rheometer – viele Laboranwendungen brauchen Druckluft. Angesichts der sensiblen Umgebung sollte das Risiko von Öleinträgen unbedingt minimiert werden. Die Bergische Universität Wuppertal hat daher sämtliche Druckluftstationen mit einer Aufbereitungstechnik ausgestattet, die für eine konstant ölfreie Druckluft sorgt.

Die Bergische Universität Wuppertal betreibt zur Versorgung der Gebäude auf dem Campus inklusive ihrer Laboreinrichtungen sechs Druckluftstationen mit ölgeschmierten Schraubenkompressoren. Von diesen Anlagen aus wird ein großes Druckluftnetz gespeist, das sich über das gesamte Areal der Universität erstreckt. Damit die hochwertigen Laborgeräte unversehrt bleiben und die teilweise sehr sensiblen Langzeitmessungen der Fakultäten nicht beeinflusst werden, muss die Druckluft absolut ölfrei und auch trocken sein. Jede der sechs Druckluftstationen hat ihre eigene Aufbereitungslinie. Die Labore nutzen bei speziellen Anforderungen noch eine zusätzliche Endstellenfiltration und/oder -trocknung.

Öffentliche Ausschreibung der zentralen Druckluftaufbereitungen

Die Druckluftaufbereitung der sechs Druckluftstationen wurde früher jeweils mit einem Kältetrockner und einer Doppelfiltration geleistet. „Nachdem in einer der weniger sensiblen Laboranlagen eine Ölverunreinigung mit glücklicherweise glimpflichen Folgen aufgetreten war, wollten wir die Sicherheit proaktiv erhöhen und die komplette Aufbereitung optimieren“, berichtet Joachim Conrad vom Technischen Gebäudemanagement der Bergischen Universität Wuppertal. Nun sollte die für sensible Anwendungen prädestinierte Katalysetechnik zum Einsatz kommen, die konventionelle Systeme für ölfreie Druckluft wie den Einsatz ölfreier Kompressoren oder von Aktivkohle an Wirksamkeit übertrifft. Nach einer Vor-Ort-Analyse konzipierten Joachim Conrad und Beko Technologies“ ein maßgeschneidertes Aufbereitungskonzept für die sechs Druckluftstationen. Die Universität wollte die Aufbereitungstechnik zunächst für zwei Druckluftstationen beschaffen, bei denen aufgrund ihrer Typologie der dringlichste Handlungsbedarf gesehen wurde. Nach einer öffentlichen Ausschreibung gingen die Beko Technologies-Komponenten im April 2019 in Betrieb.

Bei den beiden modernisierten Druckluftstationen erfolgt die Aufbereitung nach dem gleichen Muster. Nach den ölgeschmierten Kompressoren ist jeweils ein Wasserabscheider „Clearpoint W“ mit höchsten Abscheideraten installiert. Dann folgt ein Kältetrockner „Drypoint RA“, welcher als einzige der Komponenten bereits in der alten Aufbereitung integriert war. Bei dieser Kältetrockner-Serie wurde der Druckabfall aus Energieeffizienzgründen auf ein absolutes Minimum gesenkt. Wesentliche Elemente sind dabei der strömungsoptimierte Wärmetauscher, ein Demister zur sicheren Abscheidung und großzügig dimensionierte Bauteile, die für einen geringen Druckabfall von durchschnittlich 0,16 bar im Volllastbetrieb sorgen. Anschließend erreicht eine Feinfiltrationseinheit „Clearpoint 3Eco“ energiesparend mit minimalem Differenzdruck eine überdurchschnittlich gute Abscheideleistung.

 

Katalysetechnik für konstant ölfreie Druckluft

Herzstück der neuen Druckluftaufbereitung ist der katalytische Konverter „Bekokat“. Das System wandelt die in der Druckluft vorhandenen Kohlenwasserstoffe in einem einzigen Verfahrensschritt durch Totaloxidation in Kohlendioxid und Wasser um. Dazu wird ein spezielles Granulat im Druckbehälter auf eine Temperatur von circa 150 °C erhitzt und die an der Oberfläche des Granulats vorbeiströmende Druckluft komplett zu Kohlendioxid und Wasser umgewandelt. Aus dem „Bekokat“ tritt vollständig entölte und keimfreie Druckluft aus. Das bei der Abkühlung der Druckluft nach dem Konverter anfallende Kondensat ist ebenfalls ölfrei und kann ohne Aufbereitung in die Kanalisation eingeleitet werden. Ein integrierter Wärmetauscher sorgt für eine maximale Energieeffizienz. Dem „Bekokat“ nachgeschaltet sind ein ölfreier Staubfilter Typ „Clearpoint 3Eco“ und ein ölfrei-gereinigter Kältetrockner „Drypoint RA“ für ein konstantes Feuchtigkeitsniveau unter 5,95g/m³ Wassergehalt. Die Aufbereitung wird durch einen ölfreien Feinstfilter der „Clearpoint 3Eco“-Serie zur Herausfilterung von Partikeln bis 0,01 µm abgerundet.

„Das zertifizierte und bewährte Katalyseverfahren ermöglicht den Anwendern die besten Ergebnisse, wenn ölfreie Druckluft verlangt ist“, erläutert Dr. Steffen Brand, Produktmanager bei Beko Technologies. Die Bergische Universität Wuppertal erreicht durch das neue Aufbereitungsverfahren konstant ölfreie Druckluft mit einem maximalen Restölgehalt von kaum mehr messbaren 0,003 mg/m³. Darüber hinaus ist die für die Labore aufbereitete Druckluft steril. Die Druckluftklasse 1.4.1 nach ISO8573-1 und die Sterilität der Luft sind durch den TÜV Nord und ein Validierungszertifikat bestätigt und können jederzeit temporär und stationär nachgemessen werden.

Die zusätzlichen dezentralen Druckluftaufbereitungen in den Laboren sind weiterhin im Einsatz, weil sich die früher entstandene Kontaminierung in den Rohrleitungen des Druckluftnetzes nur langsam abbaut. Die Wechselintervalle der Filter-einsätze werden sich jedoch deutlich verlängern, was die Instandhaltungskosten senkt.

Höhere Prozesssicherheit durch Aufbereitung für alle Druckluftstationen

„Die guten Erfahrungen mit den Beko Technologies-Systemen haben uns veranlasst, die Erneuerung der weiteren vier Druckluftstationen umgehend umzusetzen“, sagt Joachim Conrad. Im August 2020 wurden auch diese Aufbereitungsanlagen installiert, womit das konzipierte Projekt vollumfänglich abgeschlossen war. Joachim Conrad bilanziert: „Das Katalyseverfahren mit ,Bekokat‘ bietet unseren Laboren den größten Schutz vor Öl in der Druckluft. Mit der Investition in die neuen Anlagen steigern wir die Prozesssicherheit und vermeiden hohe Kosten, die bereits ein einziger Fehler an einem sensiblen Punkt der Labore verursachen würde.“

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