Damit Druckluft nicht zum unkalkulierbaren Risikofaktor in Fertigungsprozessen wird, ist eine umfassende Druckluftaufbereitung und -überwachung unerlässlich.

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Überblick und Tipps Ratgeber für Druckluft in der Chemie- und Pharmaindustrie

18.06.2019

Viele Prozesse in der Chemie- und Pharmaindustrie benötigen eine möglichst ölfreie, trockene und konstante Druckluft. Dabei ist die Interpretation des Wortes „möglichst“ stark prozessabhängig und gesetzlich oft nicht klar geregelt. Dieser Artikel gibt einen Überblick über die verschiedenen Einsatzgebiete von Druckluft und vermittelt Tipps für deren sichere Anwendung.

In Herstellungsprozessen der Chemie- und Pharmaindustrie spielt Druckluft eine wichtige Rolle. Sie kommt bei zahlreichen Gelegenheiten zum Einsatz, zum Beispiel bei der Tablettierung, bei der Anlagen- beziehungsweise Behälterreinigung, beim Transport von Bestandteilen oder in Verpackungsanlagen.

Um sicherzustellen, dass dadurch keine Risiken für den Prozess und das Endprodukt entstehen, muss die Druckluft umfassend aufbereitet und lückenlos überwacht werden. Denn Verunreinigungen wie Partikel, Feuchtigkeit, Keime oder Öl-Aerosole können auf verschiedenen Wegen ins Druckluftsystem gelangen.

Eine Hauptursache für Verunreinigungen in der Druckluft ist die Ansaugluft, die je nach Umgebungsbedingungen und Standort des Kompressors in ihrer Qualität variiert. Ein weiteres Risiko für die Qualität der Druckluft bilden alte, mit Ablagerungen kontaminierte Rohrleitungen. Mögliche Quellen für Öl-Aerosole sind ölgeschmierte Kompressoren und Ventile. Da Öl-Aerosole aber bereits in der Ansaugluft enthalten sein können, ist auch ein ölfrei verdichtender Kompressor kein ausreichender Ersatz für die Druckluftaufbereitung.

Möglicher Maschinenstillstand

Die möglichen Folgen von verunreinigter Druckluft im Produktionsprozess reichen von Mängeln am Produkt über Ausschussware bis hin zu einem kompletten Maschinenstillstand – von finanziellen Verlusten und möglichen Imageschäden ganz zu schweigen. Bei der Herstellung von Chemieprodukten kann es zudem zu unerwünschten Reaktionen mit toxischen, korrosiven und veränderlichen Stoffen kommen, was den Produktionsprozess gefährdet. Darum sollten Produktionsunternehmen der Chemie- und Pharmabranche in ihrem Qualitätsmanagement ein besonderes Augenmerk auf das Medium Druckluft legen.

Dass für einen sicheren Herstellungsprozess eine Druckluftaufbereitung essenziell ist, wissen die meisten Unternehmen. Die große Herausforderung besteht allerdings darin, die erforderliche Druckluftqualität für die jeweiligen Prozesse zu bestimmen und anschließend umzusetzen. Denn es existieren keine klaren Vorschriften beziehungsweise Gesetze, die eine bestimmte Druckluftqualität vorschreiben.

Eine Ausnahme bilden Reinraumanwendungen und die medizinische Druckluft zum Beatmen von Patienten (Aer medicinalis). Bei Reinraumanwendungen fordert die „FDA Guidance for Industry“, dass die Qualität der Druckluft mindestens der Qualität der Umgebungsluft entsprechen muss, in die sie entweicht. Die strengen Vorschriften für Aer medicinalis können beispielsweise dem Europäischen Arzneibuch oder der United States Pharmacopeia entnommen werden. Beide legen neben der Qualität der Druckluft auch deren regelmäßige Überprüfung fest.

Richtlinien für hohe Qualität

Doch auch bei allen anderen Herstellungsprozessen in der Chemie- und Pharmaindustrie, bei denen Druckluft zum Einsatz kommt und für die keine Vorschriften existieren, ist eine Druckluftaufbereitung dringend erforderlich. Denn indirekt werden die Hersteller doch in die Pflicht genommen: Damit das gefertigte Endprodukt den gesetzlich vorgeschriebenen Qualitätsstandards entspricht, muss auch die Druckluft gewisse Standards erfüllen.

Regelwerke wie die Good Manufacturing Practice (GMP) bieten eine Orientierung dafür, ob ein Endprodukt konstant qualitativ hochwertig und der Verbraucherschutz sichergestellt ist. Die GMP sieht vor, dass neben dem Medium Druckluft der gesamte Herstellungsprozess inklusive Mitarbeitern und Umgebungsbedingungen in die Betrachtung mit eingeschlossen wird.

Anstelle von konkreten Vorgaben gibt die GMP Produktionsunternehmen Instrumente an die Hand, um mögliche Gefahrensituationen vorherzusehen und geeignete Vorkehrungen zu treffen. Dazu gehören auch eine vorbeugende Instandhaltung und eine lückenlose Dokumentation im Rahmen einer Gefahren- und Risikobewertung.

Bei chemischen Produktionsverfahren ist zusätzlich die ATEX-Richtlinie 2014/34/EU mit ihren europäischen Bestimmungen zum Explosionsschutz relevant. Und Anwendungen in petrochemischen Umgebungen erfordern ein hohes Sicherheitsniveau, das in den technischen Standards des American Petroleum Institut (API) zusammengefasst ist.

Instrumente zur Selbstkontrolle

Auch wenn der Hersteller selbst die Qualität der Druckluft festlegt, ist dieser dazu verpflichtet, seine Sicherheitsmaßnahmen zu dokumentieren. Hierfür gibt es hilfreiche Instrumente zur Selbstkontrolle, zum Beispiel das Quality Risk Management (QRM), das HACCP-Konzept (Hazard Analysis and Critical Control Points) und die FMEA (Failure Modes and Effects Analysis).

Im ersten Schritt muss der Hersteller prüfen, an welcher Stelle im Herstellungsprozess welche Gefahren für das Produkt durch das Medium Druckluft entstehen können. Anschließend muss er Maßnahmen definieren, um das Risiko einzudämmen. Um die Unbedenklichkeit der Druckluft zu belegen und der Nachweispflicht nachzukommen, muss das Medium durch regelmäßige Audits überprüft werden.

Wahl der Druckluftqualität

Je nach Produktionsprozess und Art der Druckluftanwendung variieren die Anforderungen an die Druckluft stark. Während medizinische Druckluft höchsten Qualitätsanforderungen genügen muss, gelten für Förderluft in der Chemie- und Pharmaindustrie – sowohl bei direktem und als auch bei indirektem Produktkontakt – etwas geringere, aber dennoch hohe Anforderungen.

Direkter Produktkontakt ist beispielsweise bei Transportluft gegeben, also Druckluft, die Produktbestandteile wie Pulver transportiert. Beim indirekten Produktkontakt wird die Druckluft zum Beispiel zum Formen von Verpackungen genutzt, in die das Produkt schließlich gefüllt wird. Die niedrigsten Anforderungen gelten für Steuerluft, die zur Regelung beziehungsweise Steuerung von Produktionsanlagen genutzt wird, aber keinerlei Produktkontakt hat.

Einen Anhaltspunkt für die jeweils erforderliche Druckluftqualität bietet die Normenreihe ISO 8573-1. Sie klassifiziert die Druckluft nach dem Maximalgehalt an Verunreinigungen wie zum Beispiel Partikel, Wasser oder Öl, die in der Druckluft enthalten sein dürfen.

Orientierung bietet darüber hinaus das VDMA-Einheitsblatt 15390, das der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbauer erarbeitet hat. Dieses Dokument gibt Empfehlungen, welche typischen Qualitätsklassen nach ISO 8573-1 bei verschiedenen Druckluftanwendungen benötigt werden, und hilft dem Anwender damit bei der Definition seiner Anforderungen und der Auswahl passender Aufbereitungskomponenten.

Beste Voraussetzungen

Zusammenfassend lässt sich sagen: Eine Druckluft von konstant hoher Qualität lässt sich nur durch eine umfassende Aufbereitung mittels Drucklufttrocknung und -filtration, Kondensat- und Katalysetechnik erzielen. Produzierende Unternehmen haben die Voraussetzungen für eine sichere Druckluftanwendung geschaffen, wenn sie

  • sich an die gegebenen Richtlinien und Regelwerke halten,

  • eine Gefahren- und Risikobewertung durchgeführt haben,

  • ihre Druckluft rund um die Uhr überwachen und

  • sich für die sichere und energieeffiziente Auslegung ihrer Anlagen Experten ins Boot holen.

Bildergalerie

  • Bedingt durch die Ansaugluft oder kontaminierte Anlagenkomponenten kann die Druckluft verschiedene Verunreinigungen enthalten.

    Bild: Beko Technologies

  • Nur ein lückenloses 24/7-Monitoring stellt sicher, dass die im Produktionsprozess eingesetzte Druckluft den vorab definierten Qualitätsvorgaben entspricht.

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