Druckluftversorgung für Labore: Höchste Ansprüche, beeindruckende Lösungen

Eine entscheidende Rolle in der Laborwelt

In der Laborwelt spielt Druckluft eine entscheidende Rolle — sei es in Forschungseinrichtungen, in der Medizin oder in Industrielaboren und -prüfständen. Sie ist das unsichtbare Rückgrat vieler Laborprozesse und kommt bei einer Vielzahl von Anwendungen zum Einsatz.

Von der präzisen Steuerung von Laborgeräten bis zur Bereitstellung reiner Atemluft für das hochqualifizierte Personal – die Bedeutung einer zuverlässigen Druckluftversorgung kann nicht überschätzt werden.

Warum ist die Planung von Druckluftanlagen für Labore so anspruchsvoll?

Als erfahrene Fachplaner für Technische Gebäudeausrüstung (TGA) sind wir uns den Herausforderungen bewusst, die die Planung von Druckluftanlagen für Labore mit sich bringt. Warum ist das so?

1. Vielfalt der Anwendungen von Druckluftanlagen

In Laboren werden unterschiedliche Arten von Druckluft benötigt, um die verschiedensten Anwendungen zu unterstützen. Da wäre zunächst die technische Druckluft (Pneumatik), die oft zur präzisen Steuerung von Prozessen verwendet wird. Sie sorgt beispielsweise dafür, dass Klappen aller Art (z.B. von RLT-Anlagen) reibungslos funktionieren und damit den Ablauf von Experimenten sicherstellen.

Doch auch medizinische Druckluft und Atemdruckluft sind von entscheidender Bedeutung. Medizinische Druckluft muss höchsten Reinheitsanforderungen genügen, um Patienten sicher mit sauberer Luft zu versorgen. In Hochsicherheitslaboren ist die Qualität der Atemluft entscheidend, und Atemdruckluftanlagen stellen sicher, dass das Personal in einer sicheren Umgebung arbeiten kann.

Weitere Anwendungsbereiche und -geräte sind unter anderem:

• Gaschromatographen (GC): GC-Systeme benötigen Druckluft für die Trägergasversorgung, die die Probe durch die Säule bewegt und zur Detektion führt.
• Massenspektrometer (MS): Einige Massenspektrometer benötigen Druckluft zur Erzeugung von Ionen oder zur Betätigung von Ventilen.
• Flüssigchromatographen (HPLC): Hochleistungsflüssigchromatographen verwenden Druckluft für die mobile Phase, um die Proben durch die Säule zu pumpen.
• Atomabsorptionsspektrometer (AAS): In einigen AAS-Systemen wird Druckluft zur Erzeugung von Aerosolen für die Probeneinführung verwendet.
• Laborautomatisierungssysteme: Roboterarme und andere automatisierte Systeme in Laboren können Druckluft verwenden, um Bewegungen auszuführen oder Ventile zu steuern.
• Autoklaven: Autoklaven sind Geräte zur Sterilisation von Laborgeräten und Proben durch Dampf unter Druck. Sie verwenden Druckluft für die Steuerung der Türmechanismen, insbesondere bei großen Autoklaven, um eine sichere Versiegelung während des Sterilisationszyklus zu gewährleisten.
• TAI (Thermische Abwasser Inaktivierung): TAI-Systeme werden zur Behandlung von Abwasser aus Laboren eingesetzt. Druckluft kann in diesen Systemen verwendet werden, beispielsweise für die Belüftung oder zur Steuerung von Ventilen und Absperrklappen.
• Pneumatisch verschließbare Bodenabläufe: In S4-Laboren, die mit hochinfektiösen Materialien arbeiten, werden pneumatische verschließbare Bodenabläufe eingesetzt, um im Notfall eine sichere Abdichtung zu gewährleisten. Druckluft wird verwendet, um die Ablaufventile schnell zu schließen und eine Kontamination zu verhindern.
• Pneumatisch verschließbare RLT Klappen: RLT (Raumlufttechnische Anlagen) Klappen werden in S4-Laboren verwendet, um die Luftzirkulation zu steuern und Kontaminationen zu verhindern. Pneumatische Systeme werden eingesetzt, um diese Klappen bei Bedarf schnell zu öffnen oder zu schließen.

2. Reinheitsanforderungen an Druckluft

Eine der größten Herausforderungen bei der Planung von Druckluftanlagen für Labore ist die Einhaltung höchster Reinheitsanforderungen. In vielen Laboranwendungen dürfen Verunreinigungen wie Partikel, Feuchtigkeit oder Öle nicht in die Druckluft gelangen, da sie das Ergebnis von Experimenten oder Analysen erheblich beeinträchtigen können. Dies erfordert spezielle Filter und Trockner, um eine makellose Luftqualität sicherzustellen.

Ein Beispiel hierfür ist unser Projekt am Zentrum für Brennstoffzellentechnik (ZBT) in Duisburg, wo unter anderem erforscht wird, inwieweit Ammoniak für Brennstoffzellen geeignet ist. Die Messgeräte hier sind so sensibel, dass sie unter anderem auf die erhöhte Luftbelastung durch die nahegelegene Autobahn an starkbefahrenen Tagen reagieren.

Hier standen höchste Reinheitsanforderungen an erster Stelle – die Druckluftqualität konnte durch unsere Planungen die Reinheitsklasse 1 gemäß ISO 8573-1 unterschreiten.

3. Energieeffizienz bei Druckluftanlagen

Obwohl die Energieeffizienz in Laboren oft zweitrangig ist, kann eine effiziente Planung von Druckluftanlagen dennoch erhebliche Vorteile bieten. Laborgebäude haben häufig einen hohen Energiebedarf und der Betrieb von Druckluftanlagen kann einen Teil davon ausmachen. Eine kluge Planung und die Integration modernster Technologien können dazu beitragen, Energiekosten zu senken und Ressourcen zu schonen.

Interessante Zahlen, Daten und Fakten zur Druckluftversorgung

• Die Druckluftqualität wird oft nach internationalen Standards wie ISO 8573-1 klassifiziert, welche die verschiedenen Parameter wie Partikelgröße, Feuchtigkeit und Ölrückstände berücksichtigen.
• Bis zu 30 % der erzeugten Druckluft gehen durch Leckagen verloren, bevor sie genutzt werden können. Bereits eine winzige Leckage von 2 mm in einem Druckluftsystem mit 7 bar kann jährlich mehrere tausend Euro an Energiekosten verursachen.
• Durch regelmäßige Wartung können diese Leckagen um bis zu 20 % reduziert werden.
• Auch durch die Überwachung und Optimierung von Druckluftsystemen kann den Energieverbrauch um bis zu 20% senken.
• Die Lebenszykluskosten eines Druckluftkompressors umfassen etwa 75 % Energiekosten, 15 % Wartungskosten und 10 % Anschaffungskosten.
• 1 Bar mehr Druck erzeugen ca. 6 % mehr Leistung

Fazit: Maßgeschneiderte Druckluftanlagen für Labore aller Art

Die Planung von Druckluftanlagen für Labore erfordert ein tiefes Verständnis der vielfältigen Anwendungen und Anforderungen. Als erfahrene Fachplaner für Technische Gebäudeausrüstung (TGA) und Laborplanung sind wir darauf spezialisiert, individuelle und effiziente Lösungen zu entwickeln. Wir arbeiten eng mit unseren Kunden zusammen, um eine zuverlässige und qualitativ hochwertige Druckluftversorgung sicherzustellen, ausgelegt auf die spezifischen Anforderungen ihrer Labore. Die Planung zur Bereitstellung sauberer, zuverlässiger Druckluft ist nicht nur unsere Aufgabe, sondern auch eine echte Leidenschaft unseres Teams für medizinische und technische Gase.