Abgestimmte Explosionsschutzkonzepte von einfach bis komplex

Sicherheit beim Zuckerhandling Abgestimmte Explosionsschutzkonzepte von einfach bis komplex

23.04.2018 Von Sabine Mühlenkamp

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Bei der Verarbeitung von Zucker in der Getränkeindustrie entstehen Stäube, die ebenso wie andere pulverförmige oder staubende Zutaten eine explosionsfähige Atmosphäre verursachen können. Wirkungsvolle und wirtschaftliche Explosionsschutzeinrichtungen und -systeme schützen effektiv vor den Auswirkungen einer möglichen Staubexplosion und sichern so die Produktivität.

Die Löschkanone des Unterdrückungssystems besteht aus einer drucklosen, leicht austauschbaren Löschmittelpatrone und dem mit Stickstoff befüllten Druckbehälter.
(Bild: Bormann & Neupert by BS&B)

Getränkehersteller gehören zu den wichtigsten Abnehmern der deutschen Zuckerfabriken. Bei der Verarbeitung können jedoch durch das Aneinanderreiben der Kristalle feine brennbare Stäube entstehen. Aufgewirbelt in Luft bilden die mikroskopisch kleinen Partikel dann schnell eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre. Auch andere Getränkegrundstoffe, die in Pulverform zugeliefert werden, etwa Süßstoffe, Bindemittel oder Stärke, können eine explosionsfähige Atmosphäre verursachen.

Entscheidend sind jeweils die Explosionskennwerte des verarbeiteten Stoffs und die Staubkonzentration in der Luft. Beispielsweise wird Zuckerstaub mit einem typischen maximalen Explosionsüberdruck P_max von 8,5 bar und einem K_St-Wert von 138 bar · m/s in die Staubexplosionsklasse St 1 eingeordnet. Eine fundierte Risikobetrachtung und -einschätzung und ein darauf basierender wirkungsvoller Explosionsschutz ist darum unverzichtbar. Typische Stellen im Verarbeitungsprozess, wo Zuckerstäube auftreten sind etwa Filter, Silos oder Förderanlagen wie Becherelevatoren.

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Das System kann in jeder beliebigen Lage eingebaut werden und eignet sich auch für ungünstige Platzverhältnisse.

Eine vorbeugende Maßnahme, also das Vermeiden der explosionsfähigen Atmosphären, lässt sich an solchen Orten kaum wirtschaftlich realisieren. In Silos werden die Stäube beim Einlagern und Umschichten immer wieder aufgewirbelt; in Becherelevatoren rieselt der überschüssige Zucker ab und reichert sich in der Luft an. Durch die Luftbewegung können die Staubanteile dort zudem länger als üblich in der Luft verweilen. Es sind also jeweils maßgeschneiderte konstruktive Schutzeinrichtungen gefragt, die einen wirkungsvollen und zugleich wirtschaftlichen Schutz gewährleisten.

Welche Variante in welchem Umfeld jeweils die bestmögliche ist, zeigt eine detailliertere Betrachtung: Explosionsschutz-Berstscheiben bilden als konventionelle Druckentlastungen überall dort einen effektiven Basisschutz, wo das Entweichen von brennenden Stäuben und Partikeln und Flammen aus sicherheitstechnischer Sicht akzeptiert werden kann. Zu beachten ist aber, dass das Volumen dieser Emission ein Vielfaches der eigentlichen Anlagengröße beträgt; es muss unbedingt eine ausreichende Sicherheitszone vorhanden sein.

Konstruktiver Explosionsschutz ist notwendig

Grundsätzlich gilt: Eine vollständige Vermeidung von potenziellen Zündquellen ist prozessbedingt fast nie möglich. Schutzmaßnahmen müssen daher in Abhängigkeit zu den Ergebnissen einer individuellen Gefährdungs- und Risikoanalyse bestimmt und umgesetzt werden. Ein konstruktiver Explosionsschutz verbindet hohe Sicherheit mit langfristiger Wirtschaftlichkeit und schafft so die Voraussetzung für ein notwendiges Schutzniveau für Personen und Anlagen. Das gibt Anlagenbetreibern die Sicherheit, gemäß den Vorgaben der relevanten gesetzlichen Betriebssicherheitsverordnung zu handeln.

Schäden vorbeugen

Explosionsschutz-Berstscheiben werden je nach Prozessdruck und des für Behälter oder Anlage zulässigen Drucks ausgelegt. Wird der vorab definierte Ansprechdruck erreicht, birst die Druckentlastung unmittelbar – in industriellen Anwendungen häufig bei Überdrücken von 100 mbar. Je nach Anwendung sind Ansprechdrücke ab 20 und bis 350 mbar mit Standard-Varianten der Druckentlastungen möglich. Dank der schnellen Reaktion und dem schlagartigen Freigeben einer großen Entlastungsöffnung sind die Anlagen und Behälter vor der Druckeinwirkung geschützt. Beschädigungen werden vermieden.

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Schäden vorbeugen

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