Titandioxid (TiO2) verbessert die Helligkeit vieler Materialien und sorgt für eine hohe Deckkraft. Deshalb zählt der Stoff zu den beliebtesten Weißpigmenten und wird auf breiter Ebene in Farben, Lacken, Kunststoffen und Papier, aber auch zur Farbgebung in Kosmetika, Lebensmitteln, Pharmazeutika oder Bauprodukten eingesetzt. Doch das vielseitige Pigment gilt seit Oktober 2021 offiziell als Gefahrstoff. Werden diese Staubpartikel von Titandioxidpulvergemischen eingeatmet, können sie Krebs verursachen. Die neue EU-Verordnung stuft daher Titandioxid als krebserzeugend ein. Verarbeitende Industrien müssen künftig ihre Produktionsprozesse so gestalten, dass die Staubpartikel nicht in die Arbeitsumgebung gelangen können.
Bereits im Jahr 2010 haben das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) und das Umweltbundesamt (UBA) eine gemeinsame Stellungnahme zu einem möglichen Krebsrisiko von Nanomaterialien wie Titandioxid veröffentlicht. Eine Auswertung der Studien ergab, dass die Aufnahme von TiO2 über die Atemluft eine möglicherweise krebsauslösende Wirkung hat. 2013 kam eine weitere Studie zu dem Ergebnis, dass die gesundheitlichen Risiken am ehesten dann entstehen können, wenn TiO2 über Sprayanwendungen eigeatmet wird. Im Rahmen der 14. ATP (Adaption to Technical Progress) hat die EU-Kommission am 18. Februar 2020 eine Einstufung von Titandioxid in die Gefahrenkategorie Carc. 2 (Kategorie 2) beschlossen. Danach ist Titandioxid in Pulverform mit mindestens 1% Partikeln mit aerodynamischem Durchmesser bis 10 μm beim Einatmen vermutlich krebserzeugend. Speziell die Prozessschritte Mischen sowie Materialzufuhr und -förderung sind bei pulverförmigen, toxischen Produkten wie Titandioxid eine besondere Herausforderung. Zeppelin Systems bietet hierfür Lösungen, die für Staubfreiheit in der Produktion sorgen.
Dichtsystem für staubfreie Mischumgebung
Der Containermischer CMQ ist dank seines reinigungsoptimierten Designs und der äußerst kurzen Reinigungszeit ideal für Anwendungen mit zahlreichen produktbedingten Rezepturwechseln wie Pulverlackvormischungen, Farb-Masterbatches und Additivvormischungen geeignet. Das strömungsoptimierte Mischwerkzeug mit tragflügelförmigen Mischarmen und Winglets homogenisiert schnell und effektiv und sorgt gleichzeitig für eine sehr gute Dispergierung bei optimaler Materialbewegung.
Nach dem Mischen und Herabschwenken verbleibt im freien Raum des Mischcontainers eine Staubwolke, die vor dem Abdocken wirksam aspiriert werden muss, um eine Kontamination der Umgebung sicher zu verhindern. Obwohl durch das patentierte Tragflügel-Mischwerkzeug das zu mischende Material nur einen sehr geringen Temperaturanstieg (<2 °C/min) während des Mischvorgangs aufweist, bildet sich zusätzlich ein leichter Überdruck im Mischbehälter, der das Verteilen der Stäube weiter beschleunigen würde. Dies verhindert beim CMQ ein spezielles Dichtsystem zwischen Container und Mischplatte.
Das zweistufige Dichtsystem öffnet beim Abdocken des Containers zunächst den Mischraum nur zur Aspiration hin. Durch die zweite Stufe des Dichtsystems wird während des Aspirationsvorgangs eine Exposition an die Umgebung wirksam verhindert. Die Aspirationsöffnungen sind beim Containermischer CMQ so gestaltet, dass sie zwischen den beiden Stufen des Dichtsystems liegen. Die Positionen sind außerdem so gewählt, dass eine Querkontamination durch die abgesaugten Stäube nicht stattfinden kann. Die großflächige Absaugung sowie die gegenüberliegende, zusätzliche Öffnung, durch die Fremdluft über ein Filtersystem angesaugt wird, ermöglicht einen hohen Luftaustausch. Auf diese Weise werden die Staubpartikel schnell und sicher aus dem Mischraum in ein geeignetes Aspirationssystem transportiert. Das Ergebnis ist eine staubfreie Mischumgebung.
Staubfreie Materialzufuhr
Die Materialaufgabe von pulverförmigen, toxischen Produkten wie Titandioxid ist eine besondere Herausforderung, da bei der Materialzufuhr in den Produktionsprozess und der pneumatischen Förderung Staubpartikel freigesetzt werden können. Zeppelin Systems bietet hier Lösungen, die eine sichere Handhabung dieser Rohstoffe gewährleisten und somit für Staubfreiheit in der Produktion sorgen. So lassen sich über Sackaufgabestationen mit Glovebox, Jetfilter und Frischluftzufuhr 25-kg-Säcke kontaminationsfrei entleeren. Big Bags können ebenfalls über Aufgabestationen für toxische Produkte mit Klemmvorrichtung, Aspiration, Walkeinrichtung und Fließbett ohne Staubaustritt entleert werden.
Mit dem Jetfilter BVD bietet Zeppelin eine optimale Lösung für die kontinuierliche Filtrierung der Förderluft bei der Verarbeitung von Titandioxid. Er ist als Aufsatzfilter im Baukastensystem konzipiert und wird mit Filterelementen aus elektrisch leitfähigem Polyester mit ePTFE Membrane ausgerüstet. Optional kann der Jetfilter BVD mit einer Differenzdruckmessung zur bedarfsgerechten Abreinigung der Filterelemente, einer Druckluftwartungseinheit mit Abscheider und einem Ventilator auf dem Filterkopf ausgerüstet werden.
Die pneumatische Förderung toxischer Produkte erfolgt in der Regel im Vakuumbetrieb durch Sauggebläse. Dadurch können die Rohrleitungen vollständig entleert werden, um eine etwaige Quervermischung zu verhindern. Gleichzeitig wird die Leckluft an Zellenradschleusen bzw. Förderschnecken abgesaugt. Diese Dosierorgane führen das Produkt unterhalb der Materialaufgabestationen der Förderleitung zu. Lässt sich eine Saugförderung nicht realisieren, kann das pneumatische Fördersystem alternativ über ein Druckgebläse betrieben werden, das das Material im Druckbetrieb dem Prozess zuführt. Hierbei ist die Leckluft der Dosierorgane jedoch deutlich schwieriger zu handhaben und muss mittels eines Leckluftsammeltrichters aufgefangen werden.
Weitere Informationen können Sie dem Whitepaper „Sichere Handhabung und Verarbeitung des Gefahrstoffs Titandioxid“ entnehmen.
