In der Halbleiterindustrie, der Medizintechnik sowie in Forschung und Energietechnik spielen Isotope eine zentrale Rolle. Ihre Anreicherung erfordert stabile Prozessbedingungen und hochreine Trägergase. Besonders Helium wird in geschlossenen Kreisläufen eingesetzt, um Isotope sicher und präzise zu transportieren. Dabei gelten Reinheit, Dichtheit und Anlagenverfügbarkeit als kritische Erfolgsfaktoren. ASP Isotopes, US-amerikanischer Hersteller von Isotopen, setzt für die Heliumrezirkulation auf ölfreie Turbo Kompressoren. Ziel ist es, Kontaminationsrisiken zu minimieren, Wartungsaufwände zu reduzieren und gleichzeitig Energieeffizienz sowie Prozessstabilität zu erhöhen. „Unsere Prozesse erfordern eine extrem hohe Gasreinheit und eine jederzeit stabile Prozessführung“, erläutert Heino van Wyk, Leiter Engineering bei ASP Isotopes. „Helium spielt dabei eine zentrale Rolle als Träger- und Prozessgas.“
Ölfreie Turbo Kompressoren vermeiden Kontamination
In der Isotopenanreicherung müssen Druckverluste im Kreislauf überwunden werden, ohne das Gas zu verunreinigen. Klassische, ölgeschmierte Verdichter erfordern zusätzliche Abscheide- und Filtersysteme. Gleichzeitig bleibt ein Restrisiko von Kontaminationen bestehen. Ölfreie Turbo Kompressoren umgehen dieses Problem vollständig. Bei ASP Isotopes kommen gasgelagerte Hochgeschwindigkeitsverdichter von Celeroton zum Einsatz. Insgesamt sind in der Produktionsanlage zehn Einheiten mit jeweils 48 Turbo Kompressoren installiert. Jeweils vier Kompressoren arbeiten in Serienschaltung, um das erforderliche Druckverhältnis für einen Isotopen-Separator bereitzustellen.
Die Rotoren schweben dabei auf einem selbsttragenden Gasfilm, realisiert über Herringbone-Gaslager. Der kontaktlose Betrieb verhindert mechanischen Verschleiß und eliminiert potenzielle Kontaminationsquellen. „Der Verzicht auf Öl erweist sich als entscheidender Vorteil“, erklärt Raphael Moser, Sales Manager bei Celeroton. „Zusätzliche Filterstufen und potenzielle Fehlerquellen entfallen, während die Reinheit des Prozessgases dauerhaft sichergestellt wird.“
Effizienzvorteile durch hohe Drehzahlen
Die eingesetzten ölfreien Turbo Kompressoren erreichen Drehzahlen von über einhunderttausend Umdrehungen pro Minute. Dadurch lassen sich kompakte Bauformen und ein kontinuierlicher, pulsationsfreier Gasstrom realisieren. Gleichzeitig entstehen keine mechanisch bedingten Mikrovibrationen, wie sie bei konventionellen Verdichtern auftreten können. Neben der Reinheit war für den Betreiber auch die Energieeffizienz entscheidend. „Ausschlaggebend war, dass das System nicht nur effizient arbeitet, sondern auch über lange Zeit zuverlässig bleibt“, so Moser.
Wartungsarme Auslegung erhöht Verfügbarkeit
Ein zentraler Vorteil ölfreier Turbo Kompressoren liegt in der nahezu wartungsfreien Konstruktion. Da weder mechanischer Kontakt noch Schmierstoffe erforderlich sind, entfallen Ölwechsel, Dichtungstausch und komplexe Ölmanagementsysteme. Die Systeme sind für sehr lange Laufzeiten von mehreren zehntausend Betriebsstunden ausgelegt und tolerieren zahlreiche Start-Stopp-Zyklen. In kontinuierlich betriebenen Anlagen steigert dies die Planbarkeit von Wartungsintervallen und reduziert ungeplante Stillstände. „Wartungsbedingte Ausfälle sind für uns besonders kritisch“, betont van Wyk. „Die hohe Zuverlässigkeit der eingesetzten Technik reduziert dieses Risiko erheblich.“
Ölfreie Kompressoren schonen Ressourcen
Helium ist ein begrenzt verfügbarer Rohstoff und in vielen Hochtechnologiebranchen unverzichtbar. Eine verlustarme Rezirkulation ist daher nicht nur wirtschaftlich, sondern auch ökologisch relevant. Durch die hohe Dichtheit der eingesetzten ölfreien Turbo Kompressoren lassen sich Heliumverluste minimieren. Gleichzeitig verhindert der geschlossene Kreislauf, dass potenziell toxische oder explosive Isotopenverbindungen in die Umwelt gelangen. „Die Kombination aus ölfreiem Betrieb und hoher Dichtigkeit ist für uns entscheidend“, so van Wyk. „Sie ermöglicht einen sicheren und ressourcenschonenden Prozess.“
Fazit: Ölfreie Turbo Kompressoren sorgen für hochreine und stabile Heliumkreisläufe
Ölfreie Turbo Kompressoren erweisen sich in der Isotopenanreicherung als zentrale Technologie für hochreine und stabile Heliumkreisläufe. Die Kombination aus kontaktloser Gaslagerung, hoher Energieeffizienz und minimalem Wartungsbedarf steigert die Prozesssicherheit und Wirtschaftlichkeit sensibler Anwendungen. Für Betreiber in der Halbleiterindustrie, Medizintechnik und Forschung bieten ölfreie Turbo Kompressoren damit eine technische Lösung, um höchste Reinheitsanforderungen mit nachhaltigem Ressourceneinsatz zu verbinden.
