Tanküberlagerung (eng. Tank blanketing), auch Tankinertisierung, Gasversiegelung oder Tankpolsterung genannt, ist der Prozess, bei dem ein Gas in den leeren Raum eines Lagerbehälters eingebracht wird. Der Begriff Lagerbehälter bezieht sich hier auf jeden Behälter, der zur Lagerung von Produkten verwendet wird, unabhängig von seiner Größe. Obwohl Tanküberlagerung aus verschiedenen Gründen eingesetzt wird, wird in der Regel ein Schutzgas (eng. buffer gas) verwendet, um die Produkte im Lagerbehälter zu schützen. Zu den Vorteilen der Blanketing-Technik zählen eine längere Haltbarkeit der Produkte im Behälter, geringere Gefahren und längere Lebenszyklen der Anlagen.

Methoden Im Jahr 1970 war Appalachian Controls Environmental (ACE) das weltweit erste Unternehmen, das ein Tanküberlagerungsventil auf den Markt brachte. Mittlerweile gibt es viele fertige Systeme, die von verschiedenen Anbietern von Prozessausrüstung erworben werden können. Es ist auch möglich, ein eigenes System aus verschiedenen Komponenten zusammenzustellen. Unabhängig davon, welche Methode verwendet wird, sind die grundlegenden Anforderungen dieselben. Es muss eine Möglichkeit geben, das Schutzgas in das System einzuleiten, und es muss eine Möglichkeit geben, das Gas abzulassen, falls der Druck zu hoch wird.

Seit ACE sein Ventil auf den Markt gebracht hat, haben viele Unternehmen ihre eigenen Versionen entwickelt. Obwohl sich viele der verfügbaren Produkte in ihren Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten unterscheiden, ist das grundlegende Design dasselbe. Wenn der Druck im Inneren des Behälters unter einen festgelegten Wert fällt, öffnet sich ein Ventil und lässt das Schutzgas einströmen. Sobald der Druck den Sollwert erreicht, schließt sich das Ventil. Als Sicherheitsvorrichtung verfügen viele Systeme über eine Druckentlüftung, die sich öffnet, wenn der Innendruck einen maximalen Drucksollwert überschreitet. Dies trägt dazu bei, ein Bersten des Behälters aufgrund von hohem Druck zu verhindern. Da die meisten Schutzgasquellen Gas mit einem viel höheren Druck als gewünscht liefern, wird in einem Schutzgassystem auch ein Druckminderventil verwendet, um den Eingangsdruck zum Tank zu verringern.

Obwohl es von Anwendung zu Anwendung unterschiedlich ist, arbeiten Blanketing-Systeme in der Regel mit einem etwas höheren Druck als dem atmosphärischen Druck (einige Zentimeter Wassersäule über dem atmosphärischen Druck). Höhere Drücke werden in der Regel nicht verwendet, da sie oft nur geringfügige Verbesserungen der Ergebnisse bringen und gleichzeitig große Mengen teuren Schutzgases verschwenden.

Einige Systeme verwenden auch Inertgase, um den flüssigen Inhalt des Behälters zu durchmischen. Dies ist wünschenswert, da Produkte wie Zitronensäure zu Speiseölen hinzugefügt werden und sich im Tank mit der Zeit absetzen, wobei die schwereren Inhaltsstoffe auf den Boden sinken. Ein System, das Stickstoffbegasung bzw. Gasspülung verwendet (und anschließend eine Tanküberdeckung, sobald der Stickstoff den Dampfraum erreicht), kann jedoch negative Auswirkungen auf die betreffenden Produkte haben. Durch die Stickstoffbegasung entsteht eine deutlich größere Kontaktfläche zwischen dem Gas und dem Produkt, was wiederum die Wahrscheinlichkeit einer unerwünschten Oxidation erhöht. Selbst Stickstoff, der zu 99,9 % sauerstofffrei ist, kann aufgrund der großen Kontaktfläche die Oxidation im Produkt verstärken.

Übliche Praxis Das am häufigsten für die Begasung verwendete Gas ist Stickstoff. Stickstoff wird aufgrund seiner inerten Eigenschaften sowie seiner Verfügbarkeit und relativ geringen Kosten häufig eingesetzt. Die Tanküberlagerung wird für eine Vielzahl von Produkten eingesetzt, darunter Speiseöle, flüchtige brennbare Produkte und destilliertes Wasser. Diese Anwendungen umfassen auch eine Vielzahl von Lagerbehältern, die von großen Tanks mit einem Fassungsvermögen von mehreren Millionen Litern Pflanzenöl bis hin zu Behältern mit einem Fassungsvermögen von einem Liter oder weniger reichen. Stickstoff eignet sich für den Einsatz in allen diesen Größenordnungen.

Die Verwendung eines inerten Schutzgases für Lebensmittelprodukte trägt dazu bei, den Sauerstoffgehalt im und um das Produkt herum niedrig zu halten. Ein niedriger Sauerstoffgehalt in der Umgebung des Produkts trägt dazu bei, die mögliche Oxidation zu verringern und die Haltbarkeit zu verlängern. Bei Speiseölen kann die Lipidoxidation zu einer Veränderung der Farbe, des Geschmacks oder des Aromas des Öls führen. Außerdem verringert sie den Nährstoffgehalt der Lebensmittel und kann sogar giftige Substanzen erzeugen. Tanküberdeckungsstrategien werden auch eingesetzt, um das Produkt für den Transport im (Eisenbahnwaggon oder Lkw) und für die Endverpackung vor dem Versiegeln des Produkts vorzubereiten.

Bei der Anwendung für brennbare Produkte liegt der größte Vorteil in der Prozesssicherheit. Da Brennstoffe für die Verbrennung Sauerstoff benötigen, verringert ein reduzierter Sauerstoffgehalt im Dampfraum das Risiko einer unerwünschten Verbrennung.

Die Tankbegasung wird auch eingesetzt, um Verunreinigungen aus einem Lagerraum fernzuhalten. Dies wird durch die Erzeugung eines Überdrucks im Inneren des Behälters erreicht. Dieser Überdruck sorgt dafür, dass bei einem Leck das Gas austritt, anstatt dass Verunreinigungen in den Behälter eindringen. Beispiele hierfür sind die Verwendung bei gereinigtem Wasser, um unerwünschte Mineralien fernzuhalten und die Verwendung bei Lebensmitteln, um Verunreinigungen fernzuhalten.

Um ihre Sicherheit zu gewährleisten, unterliegen Gasüberzugssysteme für Lebensmittel der Regulierung durch die US-amerikanische Lebensmittelüberwachungs- und Arzneimittelbehörde (FDA) und müssen strenge Wartungspläne einhalten sowie alle Vorschriften hinsichtlich Reinheit, Toxizität und Filterspezifikationen für den Produktkontakt befolgen. Wie bei jeder Verwendung von Inertgasen muss darauf geachtet werden, dass die Mitarbeiter keinen großen Mengen Stickstoff oder anderen nicht atmungsaktiven Substanzen ausgesetzt sind, da dies schnell zu Erstickung (Stickstoffhypoxie) und Tod führen kann.Richard Gullickson, CIH: Data Sheet on Inert Gases and Atmospheres

Ihre Verwendung in kommerziellen Anwendungen unterliegt den Vorschriften der OSHA in den USA und ähnlicher Aufsichtsbehörden in anderen Ländern.

Siehe auch Industriegas Aktive Brandvermeidung Inertisierung

Literatur Author unavailable (2000), Fisher Controls becomes an “ACE” in tank blanketing. In: Control Engineering Europe, July 2000, 12. Kanner, J., Rosenthal, I. (1992), An Assessment of Lipid Oxidation in Foods. In: Pure Appl. Chem., Vol. 64, No. 12, 1959–1964. Retrieved February 15, 2007, (Digitale Version (PDF)). Amos, Kenna (1999). Leakless vapor-space valve controls unveiled. InTech, January 1999. Retrieved February 15, 2007, (Digitale Version).

Weblinks Online Chemical Engineering Information Nitrogen properties, uses, and applications

Einzelnachweise

Kategorie:Chemisch-technisches Verfahren Kategorie:Steuerungs- und Regelungstechnik