Der „Taupunkt“ mag kompliziert erscheinen, aber vereinfacht gesagt bezieht er sich auf die Temperatur, bei der Wasser sichtbar wird. Beispielsweise die Wassertröpfchen, die sich außen am Glas eines kalten Getränks bilden, sind das Ergebnis des Taupunkts.
Von Axel Delsaux, Product Marketing, SMC Frankreich
OKTOBER 2021
Sprechen wir über den Taupunkt, sprechen wir im Wesentlichen über Wasserdampf und Feuchtigkeit. Obwohl für uns unsichtbar, enthält die Luft (gasförmiges) Wasser in Form von Dampf. Die Menge des Wassers ist direkt proportional zu seiner Temperatur. Während die Luft den darin enthaltenen Wasserdampf abkühlt, kondensiert er und wechselt von Dampf zu Flüssigkeit und erreicht dabei jene Temperatur, bei der die Luft gesättigt wird. Dies nennt man den Taupunkt. Fällt die Temperatur ab, bilden sich aus der zusätzlichen Feuchtigkeit winzige Tröpfchen bzw. Kondensation.
Natürliche Beispiele des atmosphärischen Taupunkts (ADP °C) sieht man, wenn warme Luft auf kalte Oberflächen trifft, wie im Beispiel mit dem Glas eines kalten Getränks. Der Begriff „atmosphärischer Taupunkt“ spielt die größte Rolle im Zusammenhang mit Wetterlagen. In Druckluftinstallationen und pneumatischen Systemen ist der Begriff „Drucktaupunkt“ bedeutsamer. Der Drucktaupunkt (PDP °C) ist die Temperatur, bei der Wasserdampf bei erhöhtem Druck kondensiert, typischerweise 7 bar, weil dieser Druck bei Druckluftsystemen am verbreitetsten ist. Weil die Temperatur entlang eines Druckluftsystems abfallen und zur Kondensation führen kann, muss der Taupunkt im Blick behalten werden.
Kondenswasser entfernen ist nicht gleich Feuchtigkeit entfernen
Feuchtigkeit und Taupunkt gehen miteinander einher, denn Feuchtigkeit entsteht bei einem Temperaturabfall entlang einer Fertigungslinie. Da Wassertröpfchen innerhalb des Druckluftsystems vermieden werden sollen, muss der Taupunkt angegangen werden.
Warum ist Taupunktmanagement wichtig?
Feuchtigkeit kann zu Korrosion, Rohrverstopfungen, Maschinenausfällen, aufquellenden Dichtungen und damit zu zusätzlicher Reibung, Verunreinigung und Einfrieren führen. Darüber hinaus kann sich Feuchtigkeit besonders schädlich für wasserempfindliche Prozesse auswirken, wie z. B. Spritzlackierungen oder für Abläufe, die mit Wasser verunreinigt werden könnten, wie es in der pharmazeutischen Industrie der Fall ist. Wie empfindlich Maschinen und Prozesse gegenüber Wassertröpfchen sind, ist je nach Anwendung unterschiedlich. Es gibt zwei wesentliche Maßnahmen, um das Feuchtigkeitsproblem in einer Druckluftanlage zu bewältigen: Druckluft-Kältetrockner und Membranlufttrockner.
Wie kann man die Feuchtigkeit in erster Linie angehen?
Ganz einfach, durch den Einbau eines Druckluft-Kältetrockners innerhalb des Druckluftsystems, üblicherweise nach dem Verdichter oder dem Druckluftbehälter. Mit dieser Lösung wird die Luft mittels Kühlung getrocknet. Die Druckluft wird durch den Wärmetauscher geleitet, die Temperatur wird auf 3 °C abgekühlt, wodurch der enthaltene Dampf kondensiert. Das flüssig gewordene Kondenswasser lässt sich einfach durch den Ablass des Trockners entfernen. Dies stellt sicher, dass die in den Produktionsprozess eingebrachte Luft über einen höheren Trockenheitsgrad verfügt.
Die Druckluft-Kältetrockner der SMC Serie IDFA sind standardmäßig mit einem Wärmetauscher aus rostfreiem Stahl ausgestattet. Dieser gewährleistet eine lange Lebensdauer. Als zusätzliche Option bieten sie u.a. gekühlte Ausgangsdruckluft und Antikorrosions-Behandlung der Kupferrohre.
Optimiertes Taupunktmanagement – der Membranlufttrockner
Bei Anwendungen, die einen bedeutend niedrigeren atmosphärischen Taupunkt (von -20 °C bis -60 °C) erfordern, wie z. B. bei der Halbleiterfertigung oder der Trocknung von Feinpartikeln, wird die Installation von Membranlufttrocknern empfohlen. Damit wird die Feuchtigkeit nur an benötigter Stelle entfernt. Im Membranlufttrockner werden aus makromolekularen Membranen zusammengesetzte Hohlfasern verwendet, die für Feuchtigkeit durchlässig, für Luft (Sauerstoff und Stickstoff) jedoch nur schwer zu durchdringen sind. Ein Membranlufttrockner ist eine kosteneffektive Lösung für Anwendungen direkt am Verwendungsort und eignet sich u.a. perfekt für die pharmazeutische Produktion, Verpackungs- und Laborumgebungen.
Membranlufttrockner von SMC, Serie IDG. Kompakte Lösung ohne elektrischen Stromverbrauch.
Die Bedeutung des Taupunkts hängt von der Verwendung der Druckluft ab. Die Definition der angemessenen Lufttrockenheit und der richtigen Lösung richtet sich nach der konkreten Anwendung. SMC-Experten rund um den Globus beraten bei der Wahl der für die jeweiligen Anwendung besten und wirksamsten Lufttrockenlösung.
