IEP Technologies ist ein führender Anbieter von Explosionsschutzsystemen. Das Unternehmen entwickelt auch für Lebensmittelproduzenten, beispielsweise für Unternehmen, die Milchpulver verarbeiten, individuell passende Explosionsschutzkonzepte – und dies unabhängig davon, ob Explosionen unterdrückt, entkoppelt oder entlastet werden müssen.
Wie in zahlreichen anderen Anwendungsbereichen der Lebensmittelindustrie basiert die Herstellung von Michpulver, Pudding und Co. auf der Entfernung von Wasserteilen aus Rohstoffen. Damit die wertvollen Eigenschaften der Produkte auf Milchbasis beim Trocknen erhalten bleiben, sind schonende Prozesse erforderlich. Das Funktionsprinzip der Sprühtrocknung ist hier meist das Verfahren der Wahl. Es basiert auf Abläufen, die das Ausgangsprodukt in viele kleine Tröpfchen umwandeln, die sich in hoher Geschwindigkeit durch einen Heißluftstrom bewegen. Infolge der sehr großen Flüssigkeitsoberfläche verdampft das Wasser des Ausgangsproduktes sehr schnell und die Tröpfchen werden in Pulverteilchen umgewandelt.
Gefahr von Staubexplosionen
Damit das Produkt von seinem ursprünglich flüssigen Zustand zu der gewünschten Pulver- oder Granulatform verarbeitet werden kann, gelangt es zunächst von einem Produktvorlaufbehälter aus zu einer Vorrichtung im Trockenturm. An dieser Stelle findet die Zerstäubung statt. Anhand eines speziellen Filters bedient sich das Verfahren sauberer Trocknungsluft aus der Atmosphäre, die über einen Zuluftventilator erhitzt in den Prozess eingebracht wird. Die fein zerstäubten Tröpfchen treffen auf die heiße Luft, sodass es unmittelbar zur Verdampfung kommt. Anschließend gelangen die getrockneten Partikel in ein Fördersystem und werden weiterverarbeitet.
Da eine solche thermische Trocknung immer auch zur thermischen Beanspruchung des Feststoffs führt, muss jederzeit mit dem Auftreten von explosionsgefährdeten Staub-Luft-Gemischen gerechnet werden. Zudem besteht die Möglichkeit, dass im Zuge der Trocknung Ablagerungen an den Innenwänden des Trockenturms entstehen, die sich bis zur Glimmtemperatur erwärmen können. In Kombination mit der hohen Lufteintrittstemperatur ist die Bildung von Glutnestern denkbar, die wiederum im Ernstfall – und je nach Brand- und Zündverhalten – zu einer Staubexplosion führen kann. Vor diesen schützen sich milchpulververarbeitende Betriebe mithilfe konstruktiver Explosionsschutzmaßnahmen.
Ganzheitlicher Ansatz notwendig
Da der gesamte Prozess von einem erhöhten Risiko betroffen ist, müssen sowohl Sprühtrockner und Fließbett sowie die nachgeschalteten Zyklonen (falls vorhanden) bzw. Filter ausreichend geschützt werden. Während im Sprühtrockner die heiße Luft erstmals auf die organischen Teilchen trifft, werden in den Zyklonen die Feinstpartikel, die nicht direkt ausgetragen werden, weitergeleitet. Die Entstehung explosiver Staub-Luft-Gemische ist demnach in beiden Anlagenteilen möglich und macht die Integration eines Explosionsunterdrückungssystems ratsam.
Im Idealfall wird bereits bei der Planung der Anlage die Positionierung und Anzahl der HRD-Löschmittelbehälter (High Rate Discharge) bestimmt. Von Experten fachmännisch berechnet, werden diese an den betreffenden Stellen angeflanscht. Kommt es zu einem Druckanstieg im Inneren der Anlage, erkennt ein dynamischer Druckdetektor die aufkommende Explosion und löst innerhalb von Millisekunden die Einbringung des Löschmittels und somit die Unterdrückung aus. Auf diese Weise wird der zu erwartende maximale Explosionsüberdruck bei optimalen Konzentrationsbedingungen auf einen maximal reduzierten Explosionsüberdruck verringert und die Gefahr erheblich eingedämmt.
Entkopplung von Rohrleitungen
Im weiteren Verlauf des Produktionsprozesses empfiehlt sich zudem die Entkopplung der Verbindungsrohrleitungen zu den angeschlossenen Apparaten. Auch an dieser Stelle werden in der Lebensmittelindustrie Milchpulver und andere pulverförmige Produkte geführt, wodurch ein erhöhtes Explosionsrisiko nicht ausgeschlossen werden kann. Um die Wahrscheinlichkeit einer Sekundärexplosion in benachbarten Anlagenbereichen oder allgemein die Ausbreitung der damit einhergehenden Druckwelle sowie des Feuerballs zu verringern, ist die zusätzliche Installation von Explosionsentkopplungssystemen daher unabdingbar. Abgesehen von Löschmittelsperren, Schnellschlussschiebern und Explosionsschutzventilen finden je nach Anwendung auch Rückschlagklappen Verwendung. Dabei arbeiten die passiven Varianten – wie das Ventil oder die Klappe – mechanisch, während die anderen Lösungen über einen Sensor sowie eine Steuerzentrale aktiviert werden.
Stoppen der Flammenübertragung
Beim Einsatz von Löschmittelsperren beispielsweise wird das Risiko durch das schnelle Einbringen von Löschmittel reduziert, das die Flammenübertragung auf andere Anlagenteile stoppt. Schnellschlussschieber und Explosionsschutzventile hingegen basieren auf einer anderen Methode: Diese verschließen die Verbindungsrohrleitung zwischen den einzelnen Anlagenkomponenten physisch, sodass die Explosionsdruckwelle als auch die Flammenfront ebenfalls wirksam gestoppt werden.
Konstruktive Explosionsschutzmaßnahmen in Betrieben der Milchpulverproduktion gewährleisten abgesehen von einem hohen Schutzlevel auch reibungslose Produktionsprozesse ohne Unterbrechungen oder wirtschaftliche Einbußen.
Auch auf die Hygiene achten
Über die Einhaltung der Explosionssicherheit hinaus genießen speziell in Betrieben, in denen Lebensmittel hergestellt werden, Hygiene und Sauberkeit höchste Priorität. Daher müssen die verwendeten Materialien den Vorgaben der FDA entsprechen. Der Gefahr einer Verunreinigung wird vorgebeugt, indem – auch im Explosionsschutz – Komponenten aus Edelstahl verwendet werden, die den branchentypischen Reinigungsprozeduren Stand halten. Richtlinien nationaler und internationaler Institutionen legen daher fest, welche Faktoren bereits im Zuge der Installation konstruktiver Explosionsschutzmaßnahmen berücksichtigt werden müssen. Denn diese Institutionen definieren auch die Vorgaben hinsichtlich der Kontrolle der Lebensmittelproduktionen sowie der Hygiene, Reinheit und Beschaffenheit der Produkte sowie deren Fertigung. Nicht zuletzt aus Gründen des Verbraucherschutzes muss zudem gewährleistet sein, dass das Endprodukt von kontinuierlich hoher Qualität ist – und diese steht und fällt mit einem sicheren und hygienischen Betrieb der Produktionsanlagen.
prozesstechnik-online.de/dei0515436
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