Staubexplosionsrisiko an Mischern

Das Forschungsvorhaben „Staubexplosionsrisiko an Mischern mit bewegten Werkzeugen zur Erstellung und
Abgrenzung möglicher Explosionsschutzkonzepte” wurde erfolgreich abgeschlossen.

Die Forschungsergebnisse sind in einem Leifaden zur Bewertung des betrieblichen Brand- und Explosionsrisikos sowie in Mustergefährdungsbeurteilungen für typische Explosionsschutzkonzepte zusammengefasst. Anhand dieser Zusammenfassung wird es insbesondere für kleine und mittlere
Unternehmen leichter, systematisch betrieblich vorliegende Gefahren zu erkennen und dem Stand der Technik entsprechende Schutzmaßnahmen abzuleiten und umzusetzen.

Projekt Nr. 617.0 - FP290

Der Nutzen der durchgeführten Forschungen zum Staubexplosionsrisiko an Mischern mit bewegten Werkzeugen liegt wesentlich in der Bereitstellung von technischen Regeln bzw. der Überarbeitung des berufsgenossenschaftlichen Regelwerkes, welches die Basis für die betriebliche Sicherheit im überwiegenden Teil der kleinen und mittleren Unternehmen ist.

Die Ergebnisse des vorliegenden Forschungsvorhabens sind:

• Eine Klassifizierung von Explosionsschutzkonzepten nach Industriebranchen ist nicht zielführend, da ein branchenübergreifendes Spektrum an Mischerbauformen und -betriebsweisen sowie sicherheitstechnischen Kennzahlen der verwendeten Mischgüter in der Praxis präsent ist.
• Branchenabhängig können Voraussetzungen, wie bspw. Vermeidung von Fremdkörpern in Pharma- und Nahrungsmittelindustrie sowie große Anteile inerter Mischgüter in der Baustoffindustrie, angenommen werden, die sich nicht primär auf den Explosionsschutz beziehen, jedoch einen Einfluss auf diesen haben können.
• Schutzkonzepte für Zwangsmischer, die auf konstruktiven Explosionsschutzmaßnahmen basieren, sind nur in Ausnahmefällen umgesetzt.
• Ergebnis aus den durchgeführten Konzentrationsmessungen ist, dass der Füllgrad eines Zwangsmischers kein verlässliches Kriterium zur Beurteilung der Auftretenswahrscheinlichkeit von explosionsfähigen Staub/Luft-Gemischen ist.
• Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von explosionsfähigen Staub/Luft-Gemischen innerhalb von Zwangsmischern ist von stofflichen, verfahrenstechnischen sowie baulichen Randbedingungen abhängig.
• Grundsätzlich sind Mischer im Inneren ohne zusätzliche Maßnahmen zur Vermeidung des Auftretens explosionsfähiger Atmosphäre, wie bspw. Inertisierungsmaßnahmen, in eine Zone 20 einzuteilen.
• Ausgenommen sind vertikale Zwangsmischer mit Umfangsgeschwindigkeiten < 1 m·s^-1, die zur Homogenisierung von Schüttgütern der Staubungsgruppe 1 nach VDI 2263 Blatt 9 verwendet werden. Für diese Konfigurationen ist nur während des Befüllens und Entleerens von einem Auftreten explosionsfähiger Staub/Luft-Gemische auszugehen, so dass eine Einteilung im Inneren in die Zone 21 erfolgen kann.
• Die Abbildung des Mischprozesses über numerische Simulationen zeigte, dass die Staubungsneigung eines Schüttgutes von einer Vielzahl von stofflichen Eigenschaften abhängt, die sich schwerlich durch ein mathematisches Modell beschreiben lassen.
• Allein die Eigenschaften der Korngrößenverteilung und des Schüttgewichtes eines Mischgutes sind unzureichend zur Beschreibung der Staubungsneigung.
• Für eine Abbildung des Mischprozesses unter Berücksichtigung der Vielzahl an Partikeln mit der exakteren Diskreten Elemente Methode sind nach heutigen Standards unzureichende Hardwareressourcen vorhanden, so dass eine Simulation der Staubkonzentrationen in Mischern unter wirtschaftlichen Aspekten derzeitig noch nicht praktikabel umgesetzt werden kann.
• Die Forschungsergebnisse sind in einem Leitfaden zur Bewertung des betrieblichen Brand- und Explosionsrisikos sowie in Mustergefährdungsbeurteilungen für typische Explosionsschutzkonzepte zusammengefasst.
• Anhand dieser Zusammenfassung wird es insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen leichter, systematisch betrieblich vorliegende Gefahren zu erkennen und dem Stand der Technik entsprechende Schutzmaßnahmen abzuleiten und umzusetzen.

Den vollständigen Abschlussbericht finden Sie hier: