Luft – Lebenselixier, Rohstoff, Werkzeug

Ohne Luft wäre unser Planet nicht blau – und ohne Luft gäbe es kein Leben auf ihm. Mit Technik wird nicht nur für reine Luft am Arbeitsplatz in unseren Lebensräumen gesorgt, sondern Technik setzt Luft auch als vielseitiges Werkzeug ein – vom Haartrockner bis zur innovativen Tumorbehandlung.

Quelle: Adobe Stock/Philipp Schilli

Unsichtbar und überall im Einsatz

Luft macht unseren Blauen Planeten einzigartig. Sie ist unabdingbares Lebenselixier für Mensch und Natur. Saubere Luft steht für Lebensqualität – zuhause, unterwegs, am Arbeitsplatz, in der Freizeit – und ist somit eine der wertvollsten Ressourcen.

Gleichzeitig wird Luft in Industrie und Gewerbe eingesetzt: als Transportmittel für Stoffe, für Wärme- und Kälteenergie, in Form von Druckluft- und Vakuumtechnik – kurzum als Werkzeug für vielfältige Zwecke. Druckluft ist in der Industrie sogar der zweitwichtigste Energieträger und wird neben Elektrizität, Gas und Benzin als vierter Hilfsstoff bezeichnet. Ohne Druckluft könnten die meisten Produkte, die wir heute verwenden, nicht hergestellt werden. Doch die Technik nutzt Luft nicht nur als Werkzeug, sie sorgt auch an vielen Orten für die Qualität der wertvollen Ressource – und dies tut sie meist unbemerkt hinter den Kulissen.

Wir wollen herausfinden, wo uns Luft jeden Tag als Rohstoff oder Werkzeug begegnet, sowohl offensichtlich als auch im Verborgenen: Gehen Sie mit uns auf Entdeckungsreise – gemeinsam begleiten wir Familie Bergmann durch einen ganz normalen Tag voller Luft und Lufttechnik.

Wir überleben:
• zwei Monate ohne Essen
• drei bis vier Tage ohne Wasser
• zehn Minuten ohne Luft. Länger als zehn Minuten ohne Sauerstoff kann das Gehirn nicht überleben. Bereits nach fünf Minuten droht das sogenannte apallische Syndrom – eine schwere Hirnschädigung, die zu einem unheilbaren Wachkoma führt.

Keine Sekunde ohne Luft – ein Tag im Leben der Familie Bergmann

Familie Bergmann, das sind Vater Wolfgang, Mutter Vera, die 15-jährige Tochter Amelie und der 12-jährige Sohn Jonas. Die Familie wohnt in einem Einfamilienhaus im Grüngürtel einer größeren Stadt. Wolfgang Bergmann ist Ingenieur, seine Frau arbeitet als Ärztin in der radiologisch-onkologischen Abteilung des Kreiskrankenhauses. Die Familie verbringt wie der Durchschnittseuropäer fast 90 Prozent ihrer Zeit in geschlossenen Räumen.

06.00 Uhr: Der Tag beginnt

Nachdem sich Mutter Vera aus den Laken gewühlt hat, führt ihr erster Gang zum Schlafzimmerfenster: Weit aufmachen und die frische, kühle Morgenluft einatmen. Das tut gut und ist auch nötig – in der Nacht wurde nämlich viel Sauerstoff beim Schlafen verbraucht. Denn bei jedem Ausatmen wird der enthaltene Sauerstoff auf ungefähr 17 Prozent reduziert, während gleichzeitig ca. 4 Prozent CO2 (Kohlendioxid) produziert werden. In geschlossenen Räumen steigt der CO2-Gehalt also sehr schnell an – und vermindert die Raumluftqualität.

Über Nacht kann der Sauerstoffgehalt stark sinken – dann hilft frische Luft am Morgen. Quelle: Shutterstock/Artazum

Frische Luft für die Gesundheit

Quelle: iStock/Poike

Luft hält unseren Körper auf viele Arten am Laufen. So sichert frische, saubere Luft die Sauerstoffversorgung des Gehirns und fördert dadurch die Konzentration. Auch das Immunsystem wird gestärkt, und Atemwegsinfekten wird vorgebeugt – sogar keimtötend kann frische Luft wirken. Ein paar tiefe Atemzüge saubere Luft vitalisieren das Blut, und wer vor dem Schlafengehen für ordentlich Frischluft sorgt, fördert einen tieferen Schlaf. Und mit der richtigen Atemtechnik sorgt Luft für Entspannung.

• Die Oberfläche der menschlichen Lunge entspricht der Größe eines halben Tennisplatzes.
• Wir atmen immer nur durch ein Nasenloch; etwa alle 15 Minuten findet der Wechsel statt.
• Beim Husten wird die Luft in den Lungen auf etwa 100 km/h beschleunigt. Manche Quellen nennen auch 200 bis 300 km/h.
• Erwachsene atmen ca. 15-mal pro Minute ein und aus, Kinder 20- bis 30-mal, Säuglinge 40-mal.

Was ist eigentlich Luft?

Quelle: iStock/JacobH

Die Luft, die wir atmen, besteht aus den Hauptgasen Sauerstoff und Stickstoff sowie aus Spuren der Edelgase Argon, Helium, Neon, Krypton und Xenon. Auch Kohlendioxid, Methan, Wasserstoff, Distickstoffmonoxid (Lachgas) und Kohlenmonoxid sind Bestandteile der Luft.

Ein Liter Luft wiegt etwa 1,293 Gramm. 1 Kubikmeter, also 1.000 Liter, wiegt 1,293 Kilogramm.

Zusammensetzung der Luft (Volumenanteil in Prozent)

Quelle: VDMA

Luftverbrauch

Der Mensch atmet im Schnitt etwa 8 Liter Luft pro Minute – während eines Lebens strömen so über 400 Tonnen Luft durch die Lungen.
Quelle: Jan Wagner, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Je nach Tätigkeit schwankt unser Luftverbrauch stark:

Frische Luft für die Gesundheit

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4,7

Liter/Minute

im Schlaf

6,6

Liter/Minute

beim Stehen

17

Liter/Minute

beim Gehen

23

Liter/Minute

beim Radfahren

34

Liter/Minute

beim Wandern

53

Liter/Minute

beim Bergsteigen

60

Liter/Minute

beim Rennen

07.15 Uhr: In der U-Bahn

Während die Kinder noch beim Frühstück sitzen, ist Vera Bergmann schon auf dem Weg zur Arbeit. Mit der Rolltreppe fährt sie zur untersten U-Bahn-Plattform. Dass die Fahrgäste auch unter der Erde genügend Luft zum Atmen haben, ist der Technik zu verdanken: Die Station wird über raumlufttechnische Zentralsysteme, eine sogenannte Primär-Filtration, belüftet. Dabei wird Außenluft aufbereitet und durch einfache Entlüftung wieder abgesaugt.

Auch in anderen Verkehrstunneln ist die Luft in Bewegung. Wie groß der Volumenstrom der Luft darin sein muss, hängt von den projektspezifischen Lasten ab. Bei einem Autotunnel sind dies unter anderem der Verkehrsstrom, also die Anzahl der Fahrzeuge, sowie deren CO2-Ausstoß. Bei einem Tunnel von 3 Kilometer Länge und einem Verkehrsstrom von 2.000 Autos pro Stunde in jeder Richtung liegt die erforderliche Außenluftmenge zum Beispiel bei 3.040.000 m³ in der Stunde bzw. 844 m³ pro Sekunde. Das entspricht ca. 280 m³ pro Sekunde je Kilometer Länge – eine beträchtliche Fördermenge Luft, deren Gewicht pro Stunde knapp 4 Tonnen beträgt.

Ventilatoren, mit denen U-Bahn-Fahren erst möglich wird Quelle: TLT-Turbo GmbH

Tunnelbau in Deutschland

Zu den Verkehrstunneln zählen Tunnel für U-, Stadt- und S-Bahn sowie Fernbahn- und Straßentunnel. Für das Jahr 2014 wurden folgende Zahlen zum Tunnelbau gemeldet:

Quelle: Stuva e.V. Statistik (2014/2015), Analyse und Ausblick

17,6

Mio. m³

Ausbruchvolumen der jeweils zum Jahreswechsel im Bau befindlichen Tunnel

27,5

Mio. m³

Ausbruchvolumen der jeweils zum Jahreswechsel projektierten Tunnel (künftiger Bedarf)

60

Prozent

werden natürlich belüftet.
(Schätzung T. Damm, VDMA)

40

Prozent

werden mechanisch belüftet.

Für gutes Klima und Sicherheit im Tunnel

Ventilation sorgt nicht nur für den nötigen Luftaustausch im Tunnel, sondern auch für Sicherheit. So wird zum Beispiel bei Bränden entstehender warmer Rauch abgesaugt und nach außen geleitet.

07.30 Uhr: Auf dem Weg zu Schule und Arbeit

Auch für Wolfgang Bergmann wird es langsam Zeit. Er steigt mit seinen Kindern ins Familienauto, das mit Biogasantrieb fährt. Wo das Biogas hergestellt wird, sieht Wolfgang täglich auf seinem Weg zur Arbeit, denn dieser führt an einer Biogasanlage vorbei.

Eine ganze Reihe von Rohstoffen kann für die Herstellung von Biogas verwendet werden, zum Beispiel biologischer Abfall, Getreide oder Mais. Wirtschaftlich rentabel waren Biogasanlagen lange nur in enger Nachbarschaft zum Nutzer; eine weite Verbreitung wurde erst möglich durch die Einspeisung von Biogas in bestehende Erdgasnetze. Und dies gelingt durch die Anwendung von Druckluft: Mit Hilfe von Kompressoren kann das in modernen Anlagen produzierte Biogas in das Erdgashochdrucknetz der Stadt eingespeist werden – und somit ca. 25.000 Haushalte versorgen.

Biogas für den Privathaushalt

Moderne Anlagen machen aus dem angelieferten Getreide erst Bioethanol und dann hochwertiges Biogas, das ins allgemeine Gasnetz eingespeist werden kann – von dort geht es direkt zu den Verbrauchern.

07.50 Uhr: In der Schule

Ein paar Häuserblocks nach der Biogasanlage sieht man auch schon das neue Schulgebäude des Gymnasiums, das Jonas und Amelie besuchen. Das Gebäude, das erst vor drei Monaten eingeweiht wurde, ist nach neuesten technischen Standards gebaut und verfügt über modernste Heizungs-, Klima- und Brandschutztechnik.

Um konzentriert zuhören, verstehen und lernen zu können, braucht unser Gehirn gute Luft. Zahlreiche Studien belegen den Zusammenhang zwischen der Qualität der Raumluft und der Konzentrationsfähigkeit von Menschen. Insbesondere in Regionen mit problematischer Außenluftqualität ist allerdings eine technische Lüftung mit hochwertigen Zuluftfiltern einer Fensterlüftung vorzuziehen. In modernen Niedrigenergiegebäuden, wie in der Schule der Bergmann-Kinder, ist eine technische Lüftung zur Sicherstellung hoher Raumluftqualität unverzichtbar.

Gute Luft für helle Köpfe

Mit guter Luft lernt es sich leichter. Große und kleine Ventilatoren sorgen in modernen Lüftungsanlagen dafür, dass Schulräume ein optimales Lernumfeld bieten. Innen ist die Lüftungsanlage fast unsichtbar ins Gebäude integriert, die eigentliche Arbeit wird auf dem Dach erledigt.

08.30 Uhr: In der Möbelfabrik

Von der Schule der Kinder hat es Wolfgang Bergmann nicht mehr weit bis zu seinem Arbeitsplatz – einer Möbelfabrik, in der er als Ingenieur für die Holzverarbeitung zuständig ist.

Im ganzen Gebäude, in dem Wolfgang arbeitet, findet ein optimierter Luftaustausch statt. Das bedeutet, dass immer die richtige Raumtemperatur und ein geringer CO2-Gehalt herrschen, die Luftfeuchtigkeit stimmt und die hereinströmende Luft von Feinstaub, Pollen und anderen schadenden Bestandteilen gereinigt ist. So werden alle nötigen Maßnahmen getroffen, um eine hohe Luftqualität am Arbeitsplatz zu gewährleisten. Im Gegenzug besitzt die Fabrik in der Fertigung leistungsstarke Filteranlagen, die nur gereinigte Luft ins Freie gelangen lassen.

Nicht nur der Mensch, auch ein Bürogebäude atmet: Hier sind Ventilatoren und Filter die Lunge. Für Einzelbüros geht man von Luftwechselraten von mindestens 40 m³ pro Stunde aus, für Großraumbüros von 60 m³ pro Stunde pro Person. Somit verbraucht zum Beispiel ein klimatisiertes Bürogebäude, in dem 100 Personen arbeiten, in einer Stunde 6.000 m³ Luft. Das macht in einem Jahr ca. 22.000 Tonnen bewegter Luft aus – mehr als das doppelte Gewicht des Eiffelturms.

Lufttechnik saugt Holzstaub und -späne ab und sorgt für sichere und gesunde Arbeitsbedingungen Quelle: AL-KO THERM GmbH

Was ist Staub?

Unterschieden wird zwischen Schwebstaub, besser bekannt als Feinstaub, und Sedimentationsstaub. Schwebstaub oder Feinstaub „schwebt“ durch die Luft und kann leicht eingeatmet werden. Zu den Feinstäuben zählt beispielsweise der Staub, der beim Abbrennen von Kerzen entsteht, beim Braten oder Toasten, der aber auch aus Laserdruckern kommt. Sedimentationsstaub ist gröberer Staub, zum Beispiel von Kleidungsabrieb, vom Aschewechsel im Kamin oder von Heimwerkarbeiten. Er wird auch als Hausstaub bezeichnet und setzt sich am Fußboden und auf Flächen ab.

Am Staub setzen sich auch gerne weitere Stoffe fest. Biozide oder Weichmacher aus Möbeln oder Farben werden zum Beispiel gasförmig frei und lagern sich am Staub an. Im Hausstaub spielen zudem Milben und andere Mikroorganismen eine wichtige Rolle. Liegt der Staub lange herum, bildet sich ein regelrechtes Kleinstbiotop – leider gute Voraussetzungen für eine Hausstauballergie.

Was macht den Staub zum Feinstaub?

  • Als Feinstaub werden Partikel bezeichnet, die eine bestimmte Größe unterschreiten. Gemessen wird diese Partikelgröße mit einem Messgerät, das einen größenselektierenden Lufteinlass hat, der einen aerodynamischen Durchmesser von 10 (PM10) bzw. 2,5 (PM2,5) Mikrometer (μm) sowie eine Abscheidewirksamkeit von 50 Prozent aufweist.
  • Die Größenobergrenze der Partikelfraktion in der Luft, die man als Feinstaub bezeichnet, liegt bei 10 Mikrometer (Mikrometer = Millionstel eines Meters bzw. Tausendstel eines Millimeters). (Quelle: UBA, Jahr der Luft)
  • 2,5 μm beträgt die maximale Größe von lungengängigen Feinstaubpartikeln.
  • Über 80 Prozent der EU-Bürger sind einer Feinstaubbelastung ausgesetzt, die oberhalb dessen liegt, was nach den WHO-Luftgüteleitlinien von 2005 als unbedenklich gilt.
  • 10 Millionen Partikel befinden sich in einem Liter Luft. (Quelle: UBA, Jahr der Luft)

Mehr Informationen gibt das Umweltbundesamt.

Zahl der Überschreitungen des PM 10-Tagesmittelwertes von 50 µg/m³ mit Spots aus Ländermeldungen

Quelle: Umweltbundesamt 2016

Luft am Arbeitsplatz

Wo gehobelt wird, fallen Späne – und fliegen allerlei Partikel durch die Luft. So ist es auch an Wolfgang Bergmanns Arbeitsplatz in der Möbelfabrik. Auch Mitarbeiter in anderen Werkstätten, Laboren oder der metallverarbeitenden Industrie kennen dieses Problem. So unterschiedlich die Stoffe, Partikel und Gase sind, die beim Arbeiten die Luft verschmutzen, so vielseitig ist auch die Absaug- und Entstaubungstechnik. Sie muss die Luft von gesundheitsschädlichen oder umweltbelastenden Stoffen – von Spänen bis zu feinsten Staubpartikeln – reinigen.

Was ist Staub?

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Mit diesen Anlagen werden Verunreinigungen an Arbeitsplätzen aus der Luft gefiltert und entsorgt. Quelle: Schuko H. Schulte-Südhoff GmbH
Blick durch den Späne-Sammeltrichter einer Spülluftfilteranlage Quelle: Gerhard Bartling GmbH & Co.KG
Auch bei der Möbellackierung muss die Luft gereinigt werden. Quelle: J. Wagner GmbH

Filtern für die Umwelt

In vielen Teilen der Welt hat das Interesse an sauberer Luft deutlich zugenommen – auch in der industriellen Produktion. Die Industrieländer sind hier Vorreiter, aber andere Märkte wie China oder Südamerika folgen, erläutert Rolf Bernauer von der Keller Lufttechnik GmbH + Co. KG.

Was muss man sich unter Produkten zur Luftreinhaltung vorstellen?

Im Prinzip verkaufen wir individuelle Lösungen. Der Kunde hat beispielsweise ein Problem mit Staub in der Produktion, die Lösung dafür ist auf ihn angepasst. Zu den Produkten gehören Absauganlagen zur Reinigung von Emissionen – das betrifft Stäube, Rauche, Aerosole und Gase.

Sind diese Lösungen vor allem in Industrieländern gefragt?

Ja, das sind die wichtigsten Märkte, was daran liegt, dass wir ausschließlich für die in der Produktion entstehenden Prozessemissionen Absauglösungen bieten. Wir haben angefangen in Europa, parallel entwickelten sich die USA als Markt. In diesen Regionen hat sich das Umweltbewusstsein zuerst ausgeprägt. Seit mehr als zehn Jahren ist auch China für uns interessant. Kurzfristig steht für uns Südamerika und langfristig Indien an.

Treiben die schärferen Emissions- und Umweltschutzregularien den Branchenexport an?

In den vergangenen Jahren hat das Umweltinteresse in vielen Teilen der Welt deutlich zugenommen. Zudem steigen die Ansprüche der Kunden an sich selbst, eine saubere Produktion zu haben. Gesetzliche Anforderungen und das Denken in Unternehmen – das spielt zusammen.

Abdruck mit freundlicher Genehmigung von GTAI Germany Trade & Invest

Rolf Bernauer

Rolf Bernauer leitet den Bereich International Business Organization bei der Keller Lufttechnik GmbH + Co. KG. Das Unternehmen produziert und entwickelt Filteranlagen für nahezu alle Industriebereiche.
Der VDMA hat im Fachverband Allgemeine Lufttechnik eine Fachabteilung Luftreinhaltung.

09.30 Uhr: Auf dem Schulhof

Große Pause in der Schule. Amelie und Jonas treffen sich auf dem Schulhof und genießen die frische Luft. Aber nicht immer ist frische Luft auch sauber, denn die Luft wird – gerade in Ballungszentren – auch durch Industrie, Verkehr und Heizungen verschmutzt. Trotz aller Bemühungen ist die Feinstaubbelastung deshalb hier ein besonderes Problem.

Filtern für die Umwelt

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Shutterstock/ Syda Productions

09.50 Uhr: Im Unterricht

Es klingelt, die Pause ist vorbei und der Physikunterricht beginnt. Und zwar mit einer Überraschung: Der Physiklehrer hat Schokoküsse für alle dabei. Warum? Heute lernen Amelie und ihre Klasse, was ein Vakuum ist, wie es erzeugt werden kann – und welche Auswirkungen das Nichtvorhandensein von Luft auf einen Schokokuss hat.

Dafür schließt der Physiklehrer eine Vakuumpumpe an eine Glasglocke an. Nach Öffnen des Ventils zwischen der Vakuumpumpe und der Glocke wird die Luft aus der Glocke gesaugt, und in der Glocke bildet sich ein Vakuum. Dadurch dehnen sich die Blasen im Schokokuss aus und vergrößern dessen Volumen um ein Vielfaches. Wenn dann die Luft wieder in die Glocke zurückfließt, wird der Druck, der auf die weiße schaumige Masse der Süßigkeit wirkt, wieder auf den Normalwert erhöht. Dadurch findet der Schokokuss zu seiner ursprünglichen Größe zurück, wenn auch etwas verbeult.

Ein Schokokuss im Vakuum

Schokolade hält den weichen Schaumzucker im Inneren des Schokokusses gefangen. Aber nur bei „normalem“ Luftdruck. Im Vakuum können sich die Schaumblasen ausdehnen – und ihre Schokohülle sprengen.

11.00 Uhr: Im Krankenhaus

Während Amelie in der Schule über das Vakuum nachdenkt und Schokoküsse nascht, kümmert sich Vera Bergmann in der Tumorbestrahlung um ihre Patienten. Sie weiß, dass Luft bzw. das genaue Gegenteil, nämlich das Vakuum, lebensrettend sein kann – wie etwa bei der Strahlentherapie von bösartigen Tumoren.

Ein eindrucksvolles Beispiel für moderne Vakuumanwendungen stellt die Partikel- bzw. Ionenstrahltherapie von bösartigen Tumoren dar, zum Beispiel im Kopf- und Halsbereich. Dabei werden Protonen oder Kohlenstoffionen auf eine sehr hohe Geschwindigkeit beschleunigt und dann exakt auf das Tumorgewebe gerichtet. Die Partikel schädigen die bösartigen Zellen irreparabel. Durch die hochpräzise Technik können Tumoren gezielter bestrahlt werden als mit älteren Verfahren – ohne gesundes Gewebe anzugreifen. Hierbei fungiert das Vakuum als ein wertvolles Werkzeug, da sich alle Arbeitsschritte von der Quelle bis zum Bestrahlungsziel im Vakuum abspielen. Dadurch kann der Strahl, anders als in der natürlichen Luft, auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden und gelangt ohne Verlust an die kranken Stellen im Körper.

Die Bedeutung des Vakuums in der industriellen Anwendung

Das Vakuum wird in vielfältigen industriellen Anwendungen als Werkzeug eingesetzt. Hierbei wird es in verschiedene Druckbereiche eingeteilt. Diese reichen vom sogenannten einfachen Vakuum, welches zum Beispiel für Robotergreifsysteme genutzt wird, bis zum Ultrahochvakuum, das Weltraumbedingungen entspricht.

11.30 Uhr: Auf dem Flughafen

Wolfgang Bergmann muss zu einem geschäftlichen Termin mit dem Flugzeug anreisen – und auch er macht sich Gedanken übers Vakuum, wenn auch unbewusst: Während er am Flughafen auf das Boarding wartet, schaut er sich die Flugzeuge an, die auf die Startbahnen rollen. Er betrachtet die großen Turbinen und fragt sich, wie wohl ein solch lebenswichtiger Bestandteil des Flugzeugs mit all seinen Komponenten hergestellt wird.

Tatsächlich sind die Anforderungen an das Material von Flugzeugturbinen sehr hoch. Die eingesetzten Stähle oder Legierungen müssen gehärtet und/oder veredelt werden. Die bei diesem Prozess erforderliche Wärmebehandlung wird im Vakuum durchgeführt. Auf diese Weise werden zum Beispiel gelöste oder unerwünschte Spurenelemente aus metallischen Schmelzen entfernt. Je nach Anlage oder Applikation kommen Vakuumpumpen mit unterschiedlichen Funktionsprinzipien zum Einsatz.

Beim Warten macht Wolfgang sich auch Gedanken über die Sicherheit. Was würde bei einem Brand im Flughafengebäude passieren? Hier ist besonders gut vorgesorgt: Eine ausgeklügelte Technik sorgt dafür, dass im Fall eines Brandes der Rauch durch maschinelle Rauchabzugsanlagen in speziellen dafür vorgesehenen Kaminen aus dem Gebäude geleitet wird.

Entrauchungskamine Quelle: BerlinerLuft Technik GmbH

15.00 Uhr: Im Schulbus

Während ihre Eltern noch arbeiten, haben Jonas und Amelie schon Schulschluss und fahren gemeinsam mit dem Bus nach Hause. Wenn dessen Türen auf- und wieder zugehen, macht es kurz „pfffff“ – denn auch hier ist Luft am Werk: Druckluft.

Druckluft ist nichts anderes als über den atmosphärischen Druck hinaus verdichtete Luft. Dieser Druck wird durch Kompressoren erreicht. Anders als bei Flüssigkeiten entsteht hier bei der Verdichtung immer Wärme – das kann man beim Aus- und Einsteigen ganz leicht merken.

16.00 Uhr: Im Kinderzimmer

Als die Kinder zuhause ankommen, setzt sich Jonas lieber gleich an die Hausaufgaben. Während er rechnet, isst er ein paar Kekse und – schwups – schon liegen sie auf dem Boden. Jonas holt schnell den Staubsauger, um die Krümel aufzusaugen. Ohne es zu wissen, macht Jonas jetzt genau das, was auch in der Fabrik seines Vaters beim Absaugen des Holzstaubs passiert – allerdings schon bevor die Späne und der Holzstaub den Boden erreichen. Das Filterprinzip im Staubsauger und in den großen Filteranlagen ist vergleichbar – und in beiden Fällen wird der Staub hinterher entsorgt oder recyclet.

Ob große Industrieanlage oder kleiner Bodenstaubsauger – das Reinigen durch Luftansaugung basiert auf dem selben Prinzip. Quelle: gettyimages/Denis Felix

17.00 Uhr: Im Supermarkt

Vera Bergmann hat ihre Arbeit in der Klinik beendet und geht auf dem Heimweg noch im Supermarkt einkaufen. Dabei legt sie großen Wert auf die Qualität der Lebensmittel – und auch hier hat saubere Druckluft einen besonders hohen Stellenwert. So ist beispielsweise beim Transport von Mehl von der Mühle bis in die Verpackung Druckluft notwendig, deren Reinheit genau definiert ist.

Druckluft ist ein wichtiges Werkzeug, um Lebensmittel hygienisch zu verpacken Quelle: Tegut GmbH Co. KG
Dass Mehl staubt macht beim Backen Spaß – beim Verpacken ist es ein Hindernis. Quelle: Shutterstock/ alexkatkov
Auch bei der Herstellung von PET-Flaschen ist Druckluft notwendig Quelle: Shutterstock/ Pressmaster

Saubere Druckluft für Nahrungsmittel

Gerade in der Lebensmittelindustrie spielt die Sauberkeit der eingesetzten Materialien eine große Rolle. Ob die Gummibärchen-Produktion, das Aufblasen von Plastikflaschen, das Verpacken und Aussortieren von Nüssen, der Transport von Kaffee oder Mehl oder das Säubern von Rohren in Brauereien – all das soll möglichst ohne Verunreinigungen erfolgen. Auch die Reinheit der Druckluft muss deshalb kontrolliert werden. Dabei spielen die richtige Filterung und Trocknung der Druckluft eine Rolle. Die Nahrungsmittelhersteller zeigen daher eine große Sensibilität für dieses Thema und suchen Orientierungshilfen. Deshalb hat der Fachverband Kompressoren, Druckluft- und Vakuumtechnik ein Merkblatt erstellt: das VDMA-Einheitsblatt 15390-2, welches Hinweise für eine optimale Druckluftanlage und für entsprechende Druckluftreinheit gibt.

Quelle: Shutterstock/MOLPIX

Lufttechnik bei der Lebensmittelherstellung

Die Lebensmittelindustrie stellt höchste Anforderungen an Prozessqualität, Reinheit, Anlagensicherheit und Umweltschutz. Hier kommen die Produkte und Lösungen unserer Mitgliedsfirmen für die Luftfiltration zum Zuge – zum Beispiel bei der Herstellung von Zucker und Süßstoffen, von Kakao, Schokolade, Verdickungsmitteln, Molkereiprodukten und Aromastoffen.

Mit hohen Leistungen werden feinste Partikel zur Rückgewinnung sowie Verunreinigungen aus der Luft gefiltert; die Staubbelastung wird minimiert. So werden die Grundvoraussetzungen für Hygiene, Qualität und saubere wirtschaftliche Prozesse geschaffen.

 

Schokoladenherstellung Quelle: Shutterstock/Anna Jurkovska

Bei den Getränken greift Vera Bergmann automatisch zu den Flaschen aus Polyethylenterephthalat, kurz PET, weil sie viel leichter als Glasflaschen sind. Auch für die Produktion von PET-Flaschen ist Druckluft notwendig. Hierbei wird die Druckluft mit hohem Druck (zwischen 20 und 40 bar) als Blasluft zur eigentlichen PET-Behälter-Herstellung eingesetzt. Bei Variationen des Drucks können fast beliebig viele verschiedene Formen von Flaschen erzeugt werden.

18.30 Uhr: In der Küche

Am Abend bereitet Vera Bergmann das Essen für sich und die beiden Kinder zu. Die Pommes für Jonas und Amelie kommen in den Umluftherd, und Vera brät sich ein Steak in der Pfanne. Zum Glück funktioniert die Dunstabzugshaube so gut, dass man nichts von dem Bratfett riecht. Nach demselben Prinzip funktioniert übrigens in der Industrie die Aerosolabscheidung für Werkzeugmaschinen: Hier spritzen wie beim Braten gleichzeitig Wasser und Öl und werden wie aus der Pfanne abgesaugt.

Saubere Druckluft für Nahrungsmittel

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Wie auf dem Herd… Quelle: fotolia/osoloveika
…so in der Industrie: Absaugung von Aerosolen (feste oder flüssige Teilchen, die in der Luft schweben) Quelle: bp

21.00 Uhr: Im Anflug

Wolfgang Bergmann ist nach einem erfolgreichen Geschäftstermin auf dem Rückflug. Bei der Landung fällt ihm auf, dass eigentlich nur sehr wenige Scheinwerfer für die Ausleuchtung der Landebahn bei Nacht installiert sind. Grund hierfür ist die hohe Leistungsfähigkeit der modernen Scheinwerfer. Zur Verstärkung der Lichtintensität verfügen sie über spezielle Reflektoren, die mithilfe der Vakuumtechnik hergestellt worden sind.

Kunststoffreflektoren für Fahrzeugscheinwerfer werden mit einer ca. 80 Nanometer (nm) dicken Aluminiumschicht bedampft. Der Beschichtungsprozess erfolgt dabei unter Hochvakuumbedingungen. Das Vakuum ist notwendig, damit die verdampfenden Aluminiumteilchen den Weg bis zur Beschichtungsfläche zurücklegen können, ohne mit anderen Teilchen zu kollidieren.

Kein Beschichtungsprozess ohne Vakuumtechnik – Blick in das Innere einer Vakuumpumpe Quelle: Pfeiffer Vacuum GmbH
Vakuumtechnik hilft beim Beschichten – So sieht es in einer Vakuumpumpe aus Quelle: Pfeiffer Vacuum GmbH

22.15 Uhr: Im Feierabend

Endlich ist ein langer Arbeitstag zu Ende, und die Kinder liegen im Bett. Vera und Wolfgang sitzen gemeinsam im Wohnzimmer auf ihrem Sofa. Sie lehnen sich entspannt zurück und genießen ein kühles Bier, das natürlich nach deutschem Reinheitsgebot gebraut ist – und mithilfe von Druckluft.

Denn ohne Druckluft rinnt kein Bier durch durstige Kehlen. Brauereien brauchen Druckluft nahezu überall: zum Beispiel zur Armaturensteuerung in fast allen Abteilungen, zur Reinigung der riesigen Tanks oder zur Belüftung der Bierwürze.

Reine Druckluft für reines Bier

Ohne Hefe gäbe es auch kein Bier. Doch der Brauprozess muss richtig belüftet werden. Dafür sorgt Druckluft, für die ebenfalls ein Reinheitsgebot gilt – sie muss ölfrei sein. Moderne Anlagen ermöglichen dies – und zugleich eine deutliche Reduzierung der Energiekosten.

Luft für Mensch und Maschine

Luft als Lebenselixier wird in Zukunft eine immer höhere Bedeutung bekommen. Nicht nur weil das richtige Raumklima für Wohlbefinden, Motivation, Leistungsbereitschaft und Produktivität von uns allen so wichtig ist. Auch als Rohstoff und Werkzeug ist Luft aus unserer modernen Industrie- und Dienstleistungsgesellschaft nicht mehr wegzudenken. Produkte aus dem Maschinen- und Anlagenbau schaffen für uns Lebensqualität, während die Hersteller gleichzeitig gute Geschäftschancen ableiten: In Deutschland werden jährlich Komponenten, Geräte und Anlagen zur Verbesserung der Luftqualität mit einem Gesamtwert von 7,2 Milliarden Euro hergestellt; allein für Kompressoren, Druckluft- und Vakuumtechnik beträgt das jährliche Marktvolumen 2 Milliarden Euro.

Die Autoren

Christoph Singrün

Geschäftsführer VDMA Kompressoren, Druckluft- und Vakuumtechnik

Der Diplom-Wirtschaftsingenieur ist seit 2005 Geschäftsführer des Fachverbands Kompressoren, Druckluft- und Vakuumtechnik sowie des Fachverbands Pumpen + Systeme. Im VDMA ist er für diese Industrien seit 1992 tätig. Zentrale Themen sind Forschung, Technik, internationale Märkte, europäische Richtlinien und Energieeffizienz.

Dr. Thomas Schräder

Geschäftsführer VDMA Allgemeine Lufttechnik

Seit 2003 Geschäftsführer der Allgemeinen Lufttechnik. Der Fachverband steht als Kompetenzverbund für Produktgruppen und Verfahren, deren Kern das Führen, Behandeln und „Bewegen“ von Luft sind. Die Lufttechnik bietet Nachhaltigkeitslösungen, wie sie die Klimaschutzpolitik von Lufttechnikkomponenten und insbesondere vom Gebäudesektor einfordert.

Ingeborg Eisenberger

Assistentin Geschäftsführung VDMA Allgemeine Lufttechnik

Assistenz der Geschäftsführung Fachverband Allgemeine Lufttechnik im VDMA seit 2003. Saubere Luft ist eines unserer Anliegen, dem wir uns verpflichtet fühlen. Das soll durch die Multimediareportage verdeutlicht werden.

Bettina Kessel

Assistenz Geschäftsführung VDMA Kompressoren, Druckluft- und Vakuumtechnik

Die Betriebswirtin nahm für die Mitgliedsunternehmen der Fachverbände Kompressoren, Druckluft- und Vakuumtechnik sowie Pumpen + Systeme von 2012 bis 2017 zentrale Betreuungstätigkeiten wahr.

Weiterführende Links

Frische Luft am Arbeitsplatz (Kühlschmierstoffe)

Leitfaden und Vorschläge für beste technische Lösungen, um Arbeitsplätze an Werkzeugmaschinen durch das Absaugen von Kühlschmierstoffen/Aerosolen für Mensch und Maschine sicherer zu gestalten.

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Relevante Normen und Regelwerke Arbeitskreis Entstaubungstechnik im VDMA

Betreiber technischer Anlagen, in denen Gefahrstoffe wie Stäube, Rauche, Gase oder Aerosole freigesetzt werden, unterliegen einer gesetzlichen Betreiberverantwortung zum Schutz von Arbeitnehmern und Umwelt. Für den Umgang mit Stäuben klärt eine Übersicht zu Normen und Regelwerken darüber auf, welche Gesundheits-, Brand- oder Explosionsgefahren bestehen und welche technischen Maßnahmen zur Vermeidung und Verminderung getroffen werden können.

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Erfassen luftfremder Stoffe am Arbeitsplatz

Viele industrielle und auch handwerkliche Prozesse setzen verfahrensbedingt gesundheitsgefährdende Stoffe frei. Der Leitfaden beschreibt beste technische Lösungen, wie gemäß deutscher Gefahrstoffverordnung Stoffe, die nicht in die Atemluft gehören, direkt an der Entstehungsstelle abgesaugt werden, um Mensch und Umwelt zu schützen.

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Informationen zur Luftreinhaltung und zur Klima- und Lüftungstechnik im VDMA

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Rückführung bei der Absaugung von Rauch und Staub

Hochwirksame Absauganlagen halten Lebensräume und Arbeitsplätze rein von Stäuben und Rauchen, entführen aber mit großen Luftmengen oft auch wertvolle Wärmeenergie. Der Leitfaden beschreibt beste technische Lösungen zur effizienten und effektiven Reinigung von Abluft, damit sie gefahrlos und ohne Wärmeverluste in Arbeitsräume zurückgeführt werden kann.

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Link zum e-Magazin „Pumpen und Kompressoren für den Weltmarkt“

Weitere industrielle Anwendungsbeispiele für das Werkzeug Luft werden im jährlichen e-Magazin „Pumpen und Kompressoren für den Weltmarkt“ dargestellt. Eine Aufnahme in Form eines kostenlosen Abonnement-Bezugs ist über den VDMA Verlag möglich.

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Link zum Druckluft-Modellrechner

Der Druckluft-Modellrechner gibt Industrieunternehmen schnell und interaktiv einen Anhaltspunkt, ob ihre Druckluftanlagen energieoptimiert laufen und mit welchen Maßnahmen sie Energie und somit Kosten sparen können.

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Link zum Eco-Lexikon

Das Eco-Lexikon des VDMA-Fachverbands Kompressoren, Druckluft- und Vakuumtechnik informiert Planer und Betreiber von Druckluft- und Vakuumanlagen über den optimierten Betrieb ihrer Anlagen – von der Planung über Finanzierung, Steuerung und Werterhaltung bis hin zu relevanten nationalen und internationalen Normen und Gesetzen.

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