Risiken von brennbaren Stäuben in der Lebensmittel- und Tabakproduktion erkennen und reduzieren

Organisches Staubmaterial – beispielsweise Zucker, Mehl, Getreide, Gewürze und Holz – ist genauso brennbar wie Metallstäube. Die Minimierung der Risiken einer schweren oder gar tödlichen Explosion erfordert Bewusstsein – seitens des Managements und der Bedienpersonen – und die Ausrüstung, die den Staub entsprechend erfassen und aus dem Produktionsprozess entfernen kann.

Organischer Staub ist in der Lebensmittelverarbeitung praktisch überall anzutreffen. Er entzündet sich leicht

Organischer Staub, gleich welcher Art, kann explodieren, sofern der Feuchtigkeitsgehalt niedrig genug ist. Scheinbar harmlose tierische und landwirtschaftliche Zutaten für die Herstellung von Brühe, Kartoffelmehl und ähnliche Produkte bilden keine Ausnahme. Viele industrielle Lebensmittelverarbeitungsanlagen setzen ihren Produkten größere Mengen Gewürze, Geschmackstoffe und Stärke zu, wobei es nicht selten zu einer Freisetzung von immensen Staubwolken aus Säcken und Behältern in den Prozess kommt. Vermischt man diese Stoffe mit relativ feuchten Produkten (wie frische Früchte oder Hackfleisch), wird die Explosionsgefahr gebannt. Dennoch kann sich der Staub bis zu diesem Zeitpunkt entzünden und größere Schäden anrichten, wenn er mit einem überhitzten Motor, einer heißen Oberfläche oder auch nur einer Zigarettenkippe in Berührung kommt.

Feiner, trockener Staub kann entstehen und sammelt sich rasch zu größeren Mengen

Selbst feuchte und somit vermeintlich ungefährliche Staubmaterialien können explodieren, wenn sie fein vermahlen sind und niedriger Feuchtigkeit ausgesetzt werden.

Nederman hat kürzlich ein FlexFilter EX-System an ein schwedisches Tabakunternehmen geliefert, welches Produkte aus feuchtem Tabakpulver herstellt. Da das Pulver in der Regel einen hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweist, galt es zunächst nicht als potenziell explosiv. Bei der Herstellung und Verpackung tritt jedoch auch ein gewisser Anteil von dem Produkt aus dem Prozess aus. An der Luft verliert das Tabakpulver oftmals innerhalb von weniger als 30 Minuten mehr als 90 % seines Feuchtigkeitsgehalts, d. h. es trocknet sehr schnell.

Diese nun deutlich trockenere Substanz wurde bislang etwa einmal pro Stunde über ein Hochvakuum-Staubabscheide- und Filtrationssystem entfernt. Unglücklicherweise arbeitete dieses System mit solch hohen Geschwindigkeiten, dass die Partikel auf ihrem Weg durch die Kanalleitungen noch feiner vermahlen wurden. Dadurch entstanden beträchtliche Mengen an feinem, brennbaren Staub, der sich in den Kanalleitungen und Staubbehältern des Systems ansammelte. Zusätzlich platzte der seinerzeit für die Abscheidung der Partikel eingesetzte Gummigewebefilter regelmäßig und musste mindestens zweimal pro Jahr ausgetauscht werden.

Je feiner der Staub, desto höher das Explosionsrisiko

Wenn Staub durch eine Rohr- oder Kanalleitung wandert, entsteht statische Elektrizität. Wenn sich im Laufe der Zeit zu viel Staub im Filter und möglicherweise auch in der Kanalleitung ansammelt, kann es durchaus zu einer größeren Explosion kommen.

In einem Test wurde das Tabakprodukt (das Hauptprodukt des Herstellers) zu sehr feinem Staub vermahlen und dann zur Analyse eingesendet. In der Testeinrichtung des Analyseunternehmens wurde der Staub zur Ermittlung des KST-Wertes entzündet. Dieser Wert gibt den maximalen Druckanstieg in bar an und ermöglicht so, das Verhalten des Staubs, insbesondere die Wahrscheinlichkeit und die Wucht einer Explosion, zu antizipieren und zu bewerten.

Der für den Tabakstaub ermittelte KST-Wert von etwa 70 liegt deutlich über den Werten für Staub z. B. von Holzspänen oder Reis. Es muss aber angemerkt werden, dass Mehl und Zucker einen KST-Wert von etwa 150 haben.

Durch den Einbau eines FlexFilters mit einer Berstscheibe und einer Isolations-Klappe können die Folgen einer Staubexplosion minimiert werden.

Nach der Risikobeurteilung und der Schlussfolgerung, dass der in ihrem Werk erzeugte Tabakstaub tatsächlich eine Gefährdung am Arbeitsplatz darstellt, hat sich das Unternehmen entschlossen, ein FlexFilter EX-System zu installieren. Während diese Ausrüstung keine Staubexplosion verhindern kann, sorgt es im Falle einer Explosion jedoch dafür, dass die Flamme und die heiße Luft evakuiert werden. Ein Entlüftungstunnel absorbiert das Feuer und schließt es mit Hilfe der Isolations-Klappe ein. Der Filter muss anschließend ersetzt und die Explosionsursache muss gründlich untersucht werden. Dennoch kann die Produktion in der Regel innerhalb von 24 Stunden wieder fortgesetzt werden. Das Vakuumsystem erfasst auch überschüssiges Tabakpulver und scheidet es für sichere und einfache Entsorgung ab.

Ohne die erforderliche Ausrüstung für solche Arten von Staubexplosionen können beträchtliche Schäden an Personen, Schalttafeln und Maschinen entstehen und die Produktion kann längere Zeit still stehen.

Einige wichtige Faktoren für die Vermeidung von brennbarem Staub

In vielerlei Hinsicht ist die größte Gefahr, die von brennbarem Staub ausgeht, dass die damit verbundenen Risiken einfach ignoriert werden. Glücklicherweise steigt das Bewusstsein für die Problematik, selbst wenn dieses Bewusstsein in den verschiedenen Unternehmen, Branchen und geografischen Regionen unterschiedlich ausgeprägt ist. Eine steigende Zahl von Unternehmen nimmt es in Bezug auf das hergestellte Produkt und die erzeugter Staubmenge als Risikofaktor in ihre Arbeitsplatzsicherheitsanalysen auf.

Die Umsetzung von Reinhaltungsroutinen ist ein wesentlicher Aspekt dieser Arbeit, da dies dazu beiträgt, eine sichere und hygienische Umgebung für Arbeiter, Ausrüstung und Produkte gleichermaßen herzustellen. Durch den Einbau geeigneter Absaugarme, Absaughauben und sonstiger Prozessbelüftung kann sich Staub nicht mehr in dem sonst üblichen Umfang absetzen oder verteilen, sodass nicht nur Explosionen vermieden werden, sondern auch Menschen vor dem Kontakt mit Gasen oder anderen gefährlichen Stoffen geschützt werden.

Neben dem Bewusstsein und richtiger Ausrüstung und Reinigungsverfahren ist die Komplexität des Produktionssystems selbst ein Faktor, der beim Bau einer neuen Fabrik oder Produktionsanlage berücksichtigt werden muss. Ein intuitives und vergleichsweise einfach zu bedienendes System wird zu weniger Beschädigungen und Fehlern und geringerem Wartungsaufwand führen.

Bitte lesen Sie auch meinen Artikel über Schweißen mit Robotern und Schweißrauchabsaugung sowie die Artikel meiner Kollegen über Reinhaltung und brennbaren Staub hier im Nederman Knowledge Center. Bei etwaigen Fragen stehe ich Ihnen jederzeit gerne zur Verfügung.