Das geht runter wie Öl: Wie man Produktionshallen kühlen kann und gleichzeitig Öl- und Emulsionsnebel absaugt

Was ist Ölnebel? Und wie entsteht er? Was ist das gefährliche an ölhaltiger Luft in einer Produktionshalle? Wie funktioniert die Abscheidung von Emulsionsnebel? Und was ist das Besondere an unseren NOVUS Absauganlagen? Im Beitrag erklären wir im Detail, wie Ölnebel entsteht und wie während der Absaugung sogar eine Kühlung der Halle möglich ist.

Ölnebel: Wie kommen die winzigen Tröpfchen in die Luft?

Wenn Metall oder auch Kunststoff bearbeitet wird, entstehen an den Werkzeugmaschinen sehr hohe Temperaturen. Deshalb kommen beim Fräsen, Schleifen oder Drehen von Metallen immer Kühlschmierstoffe (KSS) oder Schneideöle zum Einsatz. Da die Schmierstoffe durch schnell rotierende Teile zerstäuben oder an heißen Oberflächen verdampfen, entstehen während diesen Zerspanungs- und Umformprozessen Emissionen. Der feine Nebel wird als Emulsions- bzw. Ölnebel bezeichnet.

Der Unterschied zwischen Öl- und Emulsionsnebel ist auf das genutzte Kühlgemisch zurückzuführen. Bei Schneideölen bzw. Blankölen entsteht Ölrauch, da die Kühlschmierstoffe auf Mineralöl basieren. Wird statt reinem Öl eine Emulsion, also ein Gemisch aus Wasser und Öl verwendet, besitzt auch der Nebel eine andere Beschaffenheit. Die winzigen Tröpfchen beim Emulsionsnebel spiegeln dann das gemischte Öl-Wasser-Verhältnis wider. Die Emulsionen reduzieren besonders effizient die Reibung bei der Bearbeitung von Metall, was die Oberflächenqualität deutlich verbessert.

Egal welche Kühltechnik genutzt wird – am Ende schweben Emissionen in Form von Aerosolen, Dämpfen oder Rauch in der Luft und verölen Fenster, Wände und auch technische Geräte in der Halle.

Die Zerstäubung von Emulsionen, also die Menge des entstandenen Ölnebels, kann durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden:

• Druck des Sprühsystems
• geeignete Emulsionseinstellung
• Schnittgeschwindigkeit
• Schnitttiefe
• Wahl der Sprüheinrichtungen

Bei der richtigen Anwendung kann die Bildung von Emulsionsnebeln kontrolliert und minimiert werden. Leider lassen sich nicht alle Emissionen während der Metallverarbeitung vermeiden. Deshalb sollten Ölnebelabscheider genutzt werden, um die Luftverschmutzung in den zulässigen Grenzen zu halten. Hierbei werden die Partikel im Nanobereich aus der Luft gefiltert. Das ist besonders für den Arbeitsschutz wichtig. Die entstehenden Dämpfe und Nebel dürfen einen vom Gesetzgeber vorgegebenen Wert nicht überschreiten, um die Gesundheit der Mitarbeitenden nicht zu gefährden.

Warum Emulsionsnebel und ölhaltige Luft so gefährlich sind

Ölnebel besteht als Aerosol aus sehr feinen Partikeln, die oft im Mikrometerbereich liegen, wenn es um ihren Durchmesser geht. Diese kleinen Tröpfchen haben eine so geringe Masse, dass sie kaum sichtbar sind und in der Luft schweben. Lediglich im Gegenlicht kann man sie manchmal wahrnehmen.

In schweren Fällen ist die Anwesenheit von Öl- und Emulsionsnebel meist unter der Decke der Halle sehr offensichtlich. Sobald Ölrückstände auf Oberflächen, Wänden, Lampen, dem Boden oder auch den Maschinen zu sehen sind, ist Vorsicht geboten. Auch ein spezieller Geruch ist ein Anzeichen dafür, dass sich die gefährlichen Stoffe in der Halle befinden.

Sind Anlagen oder Produkte ölverschmutzt, entwickelt sich ein echtes Problem für die empfindliche Elektronik der Maschinen und Geräte. Das kann zum einem die Funktionsweise elektronischer Komponenten maßgeblich beeinflussen. Im schlimmsten Fall aber auf Steuerungseinheiten etc. zu Kurzschlüssen oder Korrosion führen.

Und auch die bearbeiteten Werkstücke sind vor den Aerosolen nicht sicher: Wenn sich Ölnebel in der Arbeitsumgebung absetzt, beeinträchtigt er zwangsläufig die Oberflächenqualität durch Verunreinigungen oder Flecken. Insbesondere bei empfindlichen oder hochpräzisen Teilen wird das schnell zum Kostenfaktor und somit zum betriebswirtschaftlichen Problem.

Beim Thema Umweltschutz sind Öl- und Emulsionsnebel ebenfalls nicht gern gesehen. Entsprechend der Umweltstandards dürfen Emissionen dieser Art nicht einfach in die Umwelt freigesetzt werden.

Schmierige Böden sind rutschig und allein deshalb ein Risiko für die Angestellten. Schlimmer ist jedoch die ölhaltige Luft – gemeint sind Öldämpfe oder -gase. Sie stellen ein ernstzunehmendes Gesundheitsrisiko für die in der Werkhalle tätigen Menschen dar, da sie leicht eingeatmet werden können.

Die Emulsionen bzw. Schneideöle können Zusatzstoffe enthalten, die für den menschlichen Organismus schädlich sind. Sie dringen tief in die Lunge vor, lagern sich dort ab und können sogar in den Blutkreislauf gelangen. Medizinische Gutachter:innen sprechen tatsächlich von toxischen, neuralen oder allergieauslösenden Effekten. Schwerwiegende Erkrankungen, ein chronisches Lungenleiden oder Krebs sind mögliche Folgen für Mitarbeitende, wenn sie regelmäßig einer solchen Emissionsbelastung ausgesetzt sind.

Da die Kühlschmierstoffe mittlerweile immer dünnflüssiger werden, verschärft sich das Problem. Es empfiehlt sich also, geeignete Maßnahmen zur Absaugung und Kontrolle der Emulsionsnebel in der metallverarbeitenden Industrie einzusetzen, um die Exposition der Mitarbeiter zu reduzieren, die Luftqualität am Arbeitsplatz zu verbessern und die Umwelt zu schützen.

Ölnebelabscheider und –filter: Wo liegt der Unterschied?

Die Beseitigung der Öl- und Emulsionspartikel aus der Raumluft ist also überaus sinnvoll. Doch wie wird das gehandhabt? Und welche Absauggeräte bzw. -anlagen sind geeignet, um diese winzigen Aerosole aus der Umgebung zu entfernen?

Man unterscheidet in der Branche zwischen Filtern und Abscheiden. Ölnebel-Filter entfernen den Ölnebel aus der Luft. Diese Geräte bestehen oft aus einem Medium, das die kleinen Öltröpfchen einfängt. Die gereinigte Luft wird dann wiederum durch den Filter hindurch geleitet und wieder in die Halle zurückgeführt. Die Öltröpfchen sammeln sich auf dem Filtermedium und können später entsorgt oder wiederverwendet werden, je nach den Anforderungen des Prozesses. Dieser Ansatz ist besonders effektiv, wenn es darum geht, die Qualität der Raumluft zu verbessern und die Emission von Ölnebel in die Umwelt zu minimieren.

Insgesamt besteht der Hauptunterschied darin, dass Ölnebel-Filtern darauf abzielt, Ölnebel in der Luft zu erfassen und zu entfernen, während Ölnebel-Abscheiden den Ölnebel aus dem Gasstrom trennt und in eine separate Flüssigkeitsphase umwandelt. Beide Techniken sind wichtig, um die Luftqualität zu verbessern und die Umweltauswirkungen von Prozessen zu minimieren, bei denen Ölnebel entsteht.

Welche Methode verwendet wird, hängt von den spezifischen Anforderungen und Zielen der Anwendung ab. Der verwendete Kühlschmierstoff und die Partikelgröße sind bspw. wichtige Einflussfaktoren bei der Auswahl einer Technik. Auch die Konzentration der Partikel spielt eine Rolle. Umso höher sie ist, umso größer muss auch die Filtrationsleistung sein.

Generell gilt: Aufgrund der klebrigen Beschaffenheit haften die Aerosole auch an den Filtermedien bzw. den Abscheidevorrichtungen. Das beeinträchtigt im Laufe der Zeit deren Leistung. Emulsionsnebel sind aufgrund der Anwesenheit von Wasser besonders schwierig, was das Abscheiden bzw. Filtern betrifft. Hier werden spezielle Filtermaterialen und –techniken benötigt.

Es sollte so oder so auf eine regelmäßige Instandhaltung der Abscheidungsvorrichtung geachtet werden.

Indirekt, direkt oder doch besser Eins zu Eins?

Wenn die Luft mehrerer Maschinengruppen gereinigt werden soll, bietet sich eine indirekte Absaugung in der Halle an. Dabei gibt es eine Absaugleitung, die über Querverbindungen an andere Rohrleitungen in der Halle angeschlossen ist. Das Ganze wird mit dem Abscheidesystem migriert.

Direkte Filterlösungen sind für mehrere Einzelgeräte oder eine Maschinengruppe geeignet. Der Abscheider steht in unmittelbarer Nähe und sammelt über die verschiedenen Maschinenanschlüsse die Abluft der Geräte.

Wenn nur die Abluft von einer einzelnen Maschine gereinigt werden soll, gibt es Absauggeräte die Eins zu Eins arbeiten. Bei dieser Methode ist das Filtersystem direkt an das Gerät des Mitarbeitenden angeschlossen und muss dementsprechend nah am Arbeitsplatz stehen. Die gereinigte Luft wird anschließend wieder in die Halle zurückgeleitet.

Die Filterung mit Einzelgeräten bzw. einer dezentralen Lösung bietet maximale Flexibilität in Bezug auf Prozesse und die Produktion. Außerdem lässt sie sich mit einem überschaubaren Aufwand installieren. Hinzukommt, dass dezentrale Systeme die Möglichkeit der Wärmerückgewinnung bzw. einer parallelen Kühlung der Halle bieten. Dabei entsteht anders als bspw. bei Klimaanlagen keine unangenehme Zugluft. Aufgrund der großen Anzahl an Maschinen ist der Wartungsaufwand minimal höher, der durch die Menge der Abscheider entsteht. Das gilt jedoch vor allem für sehr große Produktionen und ist in der Regel im Service inbegriffen.

Sicherheit und Energieeffizienz

Grundsätzlich ist das Thema Sicherheit bei Abscheideprozessen höher zu bewerten, als die möglichen Energieeinsparungen. Nichtsdestotrotz ist neben der Abscheideleistung die Energieeffizienz eines der wichtigsten Kriterien bei der Wahl des Systems. Der Energieverbrauch eines Emulsionsnebelabscheiders bzw. Ölnebelabscheiders wird vor allem durch den Druckverlust und den Volumenstrom bestimmt.

Produktionshalle kühlen oder Wärme zurückgewinnen

Grundsätzlich ist es sinnvoll und notwendig über Wärmerückgewinnung nachzudenken. Dies geschieht über ein Wärmerückgewinnungssystem in der Fortluft. Dabei wird die aus der Prozessabluft gewonnene Wärme zur Aufheizung oder Kühlung nachgeführter Frischluft genutzt, wodurch sich der Energiebedarf um bis zu 70 % reduzieren lässt.

Wie wähle ich die richtige Absaugtechnik bei Öl- und Emulsionsnebel?

Bei NOVUS beraten wir Sie immer passgenau. Das bedeutet, wir schauen uns Ihre Gegebenheiten vor Ort an und besprechen im Detail Ihre Anforderungen. Danach entscheiden wir, welches System am besten für Ihren Anwendungsfall geeignet ist.

Das sind Fragen, die wir uns in diesem Prozess stellen:

1. Welcher Kühlschmierstoff wird verwendet?
2. Welches Material hat das Werkstück?
3. Um welchen Bearbeitungsprozess geht es?
4. Wie ist die Produktion aufgebaut?
5. Wie sieht der Arbeitsplatz rund um die Maschine aus?
6. Soll die Luft zurück in die Halle geführt werden?
7. Soll die Halle gekühlt werden?
8. Wie ist die Absaugung geplant (zentral, dezentral, Einzelabsaugung)?

Ölnebelbelastung? Unsere Empfehlung!

Öl- und Emulsionsnebel ist eine besondere Form der Emission in der Luft. Sie bestehen aus einer sehr großen Anzahl von Aerosolen sowie Mikropartikeln aus Wasser. Dadurch kann in der Halle eine sehr hohe Luftfeuchtigkeit entstehen, auch wenn der Nebel abgeschieden wird. Ölnebel enthält außerdem einen nicht unwesentlichen Gasanteil, der mit keinem Luftreiniger, ob mechanisch oder elektrostatisch, abgeschieden werden kann. Eine Ausnahme bildet die Aktivkohle. Sie ist jedoch aus wirtschaftlichen Gründen selten eine Alternative.

Für eine ausreichende Raumbelüftung muss deshalb Frischluft zugeführt werden. Nur so wird die Luftfeuchtigkeit und die Gaskonzentration im Raum nicht zu hoch.

Unseren Kund:innen empfehlen wir deshalb häufig Luftreiniger als individuelle Ausrüstung an einzelnen Maschinen in Kombination mit einer Raumluftreinigung. Besonders geeignet ist deshalb die AIRTOWER Serie mit den verschiedenen Produktvarianten.

Der AIRTOWER als effiziente Lösung für die Beseitigung von Ölnebel

Produktionen müssen immer neue Lösungen für eine noch schnellere Herstellung ihrer Produkte finden. Hochgeschwindigkeitsbearbeitung ist deshalb keine Seltenheit mehr. Eine zentrale Absaugung allein reicht deshalb nicht immer aus, um Öl- und Emulsionsnebel vollständig zu beseitigen. 

Der AIRTOWER bietet eine optimale Flexibilität. Die Filtertürme können je nach Schwerpunkt und Notwendigkeit an unterschiedlichen Stellen in der Fertigungshalle umgesetzt werden. Eine Kombination der Geräte verursacht dank des NOVUS Effizienzpaketes immer noch sehr geringe Kosten im Vergleich zu anderen Systemen. Und mit seinem Filtrationsgrad von mehr als 99,6% sorgt die Anlage für hochgradig gereinigte Luft. Diese kann nach ihrer Rückführung in den Arbeitsbereich sogar zur Kühlung der Fertigungshalle genutzt werden.

Diese Vorteile haben die AIRTOWER Modelle:

Der AIRTOWER ist mit seinen verschiedenen Ausführungen ein echter Allrounder. Die effektive Plug&Play-Lösung ist für die ganzheitliche Hallenabsaugung von Ölnebel und Aerosolen geeignet. Innerhalb des Beratungsprozesses finden wir die richtige Variante für sie.

1. Der AIRTOWER CLIMATE macht es möglich, während des Absaugens auch die Austrittstemperatur zu steuern.
2. Der AIRTOWER COMPACT empfiehlt sich bei Platzproblemen: Der Filterturm bringt maximale Leistung auf geringste Stellflächen.
3. Der AIRTOWER GO ist im wahrsten Sinne der Mobilste. Er kann bewegt und damit im Handumdrehen neu positioniert werden.

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