Inertgasspülung

Beim Inertisieren von Mischern beschreibt das Pressure-Swing-Verfahren, wie der Sauerstoffgehalt durch wiederholtes Evakuieren und anschließendes Beaufschlagen mit Inertgas schrittweise reduziert wird. Ausgangspunkt ist ein mit Luft gefüllter Mischraum mit einem anfänglichen Sauerstoffanteil c_(O2,0) von etwa 0,21 (21 %). Der Mischer wird zunächst auf einen Unterdruck evakuiert und ein definierter Anteil der Gasphase entfernt. Anschließend wird der Mischer mit Inertgas wieder auf Betriebsdruck „aufgespannt”. Dieser Zyklus wird mehrfach wiederholt.

Eine einfache Näherung für den Sauerstoffanteil nach n Zyklen lautet:

c_(O2,n) = c_(O2,0) · (1 − f) ^n

• c_(O2,n) – Sauerstoffanteil nach n Zyklen
• c_(O2,0) – anfänglicher Sauerstoffanteil
• f – effektiv entfernter Gasanteil pro Evakuierungsschritt
• n – Anzahl der Evakuier-/Inertgas-Zyklen.

Wird das Verfahren über das Druckverhältnis beschrieben, so ergibt sich:

c_(O2,n) = c_(O2,0) * (p_(tief)/p_(hoch))^n

• c_(O2,n) – Sauerstoffanteil nach n Zyklen
• c_(O2,0) – anfänglicher Sauerstoffanteil
• p_(hoch) – Druck vor dem Evakuieren (z. B. 1 bar abs)
• p_(tief) – Druck nach dem Evakuieren (z. B. 0,1 bar abs)
• n – Anzahl der Evakuier-/Inertgas-Zyklen

Aus beiden Beziehungen wird ersichtlich: Je stärker der Unterdruck (d. h. je kleiner p_(tief)/p_(hoch) bzw. je größer f) und je mehr Zyklen n gefahren werden, desto niedriger wird der Rest-Sauerstoffgehalt im Mischraum. So lässt sich das Explosionsrisiko wirksam senken und ein definierter Hygienestandard bzw. Produktschutz durch eine kontrollierte Inertgasatmosphäre erreichen.