Lupamat Kompresör / Mehmet KÖSE: SIKIŞTIRILMIŞ HAVA KALİTESİNİN ÖNEMİ - ISO 8573-1

İlaç, kimya, gıda endüstrisi proseslerinde ve pnömatik güç sistemlerinde kullanılan sıkıştırılmış havanın kalitesi oldukça önemlidir. Bu nedenle, sıkıştırılmış hava kalitesinin sınıflandırılmasında bir referans niteliği taşıyan ISO 8573-1:2010 standardı kullanılır. Ayrıca bu standardın ISO 8573-2…9 olan bölümleri kirleticilerin miktarlarının belirleyen test yöntemlerini kapsar.

Şekil-1: Emiş havasıyla taşınan kirleticiler



Sıkıştırılmış havanın içeriğinde su, yağ ve partikül kontaminasyonu bulunur. Buna göre, standart üç ana başlık altında incelenir. Bunlar; 


Su kontaminasyonu; sıkıştırılmış havanı su tutma kabiliyeti sıcaklığa bağlı olarak değişir. Sıkıştırma prosesi sırasında sıcaklık ve basınç artışıyla su buharı miktarı da artacaktır. Soğutma prosesinde ise sıcaklığın aniden düşmesiyle su buharı yoğuşarak suya dönüşecektir. Oluşan su, sıkıştırılmış hava sistemiyle çalışan pnömatik ekipmanlara ve pnömatik sistemlere ciddi zarar verir. Bu nedenle kompresör çıkışına yerleştirilecek hava kurutucu ile bu suyun verimli bir şekilde sistemden uzaklaştırılması sağlanabilir. Ancak sıkıştırılmış hava içerisinde hala kirleticiler ve yağ varlığını sürdürmeye devam eder. 


Yağ kontaminasyonu; endüstriyel atmosferik hava yanmamış hidrokarbon formunda yağ içermektedir ve bu kompresör tarafından emilmektedir. Bunun atmosferik havadaki oranı 0.05 – 0.5 mg/m3 arasında değişmektedir. Endüstride büyük çoğunlukla yağlamalı vidalı tip kompresörler tercih edilmektedir. Vidalı kompresör tarafından emilen hava, yağ ile sıkıştırıldığından separasyon sistemiyle ayrışan hava içerisinde bir miktar yağ ve ayresol hava sistemine taşınır. Hava sisteminde yoğuşma nedeniyle oluşan suyla karışan yağ oldukça asidik özellik kazanarak yağın kirlenip bozulmasına sebep olur.
Partikül kontaminasyonu; endüstriyel atmosferik hava içeriğinin büyük bir kısmı 2 mikron ve daha küçük boyutta toz partikülleri içerir. Bunlar hava filtresine tutunamaz. Kompresör emiş sistemine girerek su ve yağ ayresolleri ile birleşerek kir kalıntısı oluşumuna sebep olur. Bu durum, filtrasyon elemanlarını tıkayarak kullanım ömürlerini kısaltır. 


Bundan başka atmosferik hava, her bir metreküpte 100 milyon bakteri ve virüsleri ihtiva eden mikro organizmaları barındırır. Bunlar kompresör tarafından emilir. Bu mikro organizmalar hassas hava kalite sistemiyle havadan ayrıştırılır. Aksi durumda, sıkıştırılmış havanın gıda ve içecek prosesindeki ürün ile teması neticesinde sağlık açısından büyük tehlike teşkil eder.


Aynı zamanda hava tankı ile basınçlı boru hatlarında filtrasyon elemanları kullanılmadığı durumlarda nemli havanın etkisiyle pas ve tortu tabakaları meydana gelir. Bu, zamanla artarak pnömatik sistemi tıkar ve pnömatik ekipmanlara/proseslere ciddi zararlar verir.

Tablo-1: Hava kalitesi sınıflandırması ISO 8573-1:2010



Bu kirleticiler sıkıştırılmış havadan ayrıştırılmadığında gıda hijyeni, ürün kalitesi, sistem verimliliği ve sistem bileşenleri için büyük bir tehlike oluşturur. Dolayısıyla bu kirleticilerin sıkıştırılmış hava sisteminde olması hiç istenmez. 


Sıkıştırılmış havanın ISO 8573-1:2010 standardına göre kalite sınıfının bilinmesi önemlidir. Belirlenen hava kalitesi sınıfı için filtrasyon sisteminin kurulması sağlanmalıdır. 


Hassas sınıf hava kalitesi elde etmenin maliyeti oldukça yüksektir. Yatırım maliyeti, filtrasyon sistemi kurulum maliyeti, filtrasyon sistemi elemanlarının periyodik bakım maliyeti düşünülmesi gereken önemli kalemlerdir. 


Sıkıştırılmış havanın elde edilmesi için yatırım maliyetinde kompresör seçimi oldukça önemlidir. Yağsız vidalı ve pistonlu kompresörlerin yağlamalı tip kompresörlere göre verimliliği düşük; yatırım ve bakım maliyeti ise yüksektir. Buna karşılık, yağlamalı tip kompresörün de filtrasyon elemanlarının düzenli bakımı yapılmadığı takdirde, sistem verimliliği olumsuz etkilenecektir. Bu nedenle; sıkıştırılmış havanın kalitesi hassas ve önemli ise; sistemi riske sokmadan yağsız kompresörleri tercih etmek daha doğru olacaktır. Böylece, hava sisteminde daha az filtrasyon elemanları kullanılacak, sistemin basıncı daha az düşecek ve enerji maliyeti daha az olacaktır.


Şayet, hava sistemi yağlamalı vidalı bir kompresör tarafından beslenecek olursa; separatör, hava kurutucu ve sistem filtrasyon elemanları basınç düşümüne neden olacak, hava sisteminin verimliliği düşecektir. Bu da fazla enerji tüketimi ve yüksek bakım maliyetleri demektir.


Hava kalite sisteminde kullanılacak filtrasyon elemanlarının basınç düşümü en az ve filitrasyon kabiliyeti en yüksek olanı tercih edilmelidir. 


ISO 12500 standardı, filtrasyon sisteminde kullanılan filtre elemanlarının sağlayacağı kalite sınıfını belirlemeye dair testleri içerir. Buna göre, bu standart referans alınarak istenilen kalite sınıfını sağlayacak filtrasyon elemanları tercih etmek sistem verimliliği için önemlidir.


Tablo 2'de, hangi filtrasyon yöntemlerinin hangi kirleticileri ayrıştırabileceği verilmiştir.

Tablo-2: Kirleticilerin ayrıştırabileceği filtrasyon yöntemleri



Hava kalite sisteminde separasyon ve filtrasyon elemanlarının periyodik değişimleri hava kalitesinin ve enerji verimliliğinin sürekliliği açısından önemlidir. Bakımların geciktirilmesi veya ihmal edilmesi durumunda istenilen hava kalitesi sağlanamaz. Bu durumda, separasyon ve filtrasyon sisteminde basınç farkı artar. Kompresörün fazla enerji çekmesine sebep olarak enerji maliyeti de artar. Bu durum ayrıca, üretim proseslerinden elde edilen ürünlerde ciddi kalite problemlerine ve ciddi hijyen problemlerine neden olacağından üretim maliyetlerini artırır. Düzenli bakımlar sayesinde tüm bu riskler gerçekleşmesi önlenmiş olur.


Basınçlı hava sisteminde 1 bar basınç artışının, kompresörün harcadığı enerjinin yaklaşık %7’si kadar enerji tüketimini artırdığını hatırlayalım.


Yağsız hava, yağsız tip kompresörler ile sağlanabilmektedir. Bu kompresörlerde beyan edilen hava kalitesinin ISO 8573-1:2010 standardına göre derecelendirmesinin TÜV onaylı kuruluşunca yapılması önemlidir. 


Alternatif olarak yağlamalı tip vidalı kompresörler tercih edildiğinde ise separasyon ve filtrasyon sistemi ile istenilen kalite sınıfını elde etmek mümkün. Bu sistemde kullanılan separasyon ve filtrasyon elemanlarının ISO 12500 standardına uygun üretilmesi önemlidir. 


Yağlamalı tip kompresörle beslenen hava kalite sisteminde kompresör yağı hava kalite sistemindeki bir problemden dolayı gıdaya temas edebilir. Bu nedenle (NSF- The Public Health and Safety Organization) uluslararası halk sağlığı ve güvenliği kuruluşunun güvenli gıda düzenlemesine uygun NSF-H1 tescilli gıdaya uyumlu uygun viskoziteli kompresör yağları tercih edilmelidir.


Hassas üretim prosesleri için (gıda ve içecek, elektronik, ilaç, boyama, vb. proseslerde) hava kalite sisteminin kurulumu kadar hava kalitesinin ölçülebilir ve takip edilebilir olması da önemlidir. Hava sisteminde beklenmeyen durumlar ortaya çıkarsa, istenilen kaliteden daha düşük hava, prosesi besleyecek ve ürün kalitesinde ciddi problemlere yol açacaktır. Bu durum; istenilen ürünün elde edilememesine, üretim kayıplarına, ürünlerin piyasadan geri çağrılmalarına kadar daha bir çok kötü sonuçlar doğurabilir. Bu nedenle bir hava kalite ölçme ve izleme sistemi ile hava kalitesini durumu takip edilmelidir. Bu sayede hava kalitesini kontrol altında tutarak riskler en aza indirilmiş olur.

Hava kalitesi sınıflandırmasını aşağıdaki Tablo 3'de daha iyi anlayalım. Bu tablo, istenilen hava kalite sınıfını elde edebilmek için hava kalite sisteminde olması gereken ekipmanların ne olması gerektiğini tavsiye etmektedir.

Tablo-3: Kalite sınıfını sağlayabilecek tavsiye edilen filtrasyon sistemi elemanları.


 

Opsiyon 1: Adsorpsiyonlu kurutuculu ve yağ buharı tutma filtrasyonlu sistem.


Opsiyon 2: Hava soğutmalı kurutuculu sistem.


Opsiyon 3: Proses uygulama noktasında filtrasyon sistemi.


 

Hava kalitesi, işletmenin üretim prosesi ile doğrudan ilgilidir. Bu nedenle, prosesin ihtiyaç duyacağı hava kalitesinin hassasiyeti göz önünde bulundurularak sınıflandırma daha sıkı yapılmalıdır.


Örneğin, bir gıda-içecek işletmesi olsun. Buna göre;

 


Sonuç olarak, ISO 8573-1:2010 standardına göre prosesin ihtiyaç duyduğu hava kalitesi sınıfının sağlanması; kompresör ve filtrasyon sisteminin seçimi ve kurulumu ile bunların periyodik bakımları, hava kalitesi ölçüm ve izleme sistemi konusunda uzman kişilerden destek alınmasının ne kadar önemli olduğunu aklımızdan çıkarmayalım.

Kaynakça
1] https://www.nsf.org/knowledge-library/food-grade-lubricants-registrations
2] https://info.nsf.org/usda/psnclistings.asp