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Explosionsschutz in Brauereien

Gesundheit der Mitarbeiter und Anlagensicherheit im Fokus
Explosionsschutz in Brauereien

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Bier ist glücklicherweise nicht explosiv. Dennoch können in Brauereien und Mälzereien Explosionsrisiken lauern. An welchen Prozesskomponenten dies der Fall ist und wie ein adäquater Explosionsschutz an den betroffenen Anlagen aussehen kann, das lesen Sie in diesem Beitrag.

In der Atex-Richtlinie 1999/92/EC sind die Mindestanforderungen zur Verbesserung der Sicherheit und Gesundheit im Hinblick auf Arbeitnehmer in einem potenziell explosionsgefährdeten Arbeitsbereich festgelegt. Explosionsgefährdete Bereiche werden als eine „Vermischung brennbarer Substanzen in Gas-, Dampf-, Nebel- oder Staubform mit Luft unter atmosphärischen Bedingungen, bei denen sich die Verbrennung nach dem Entzünden auf das gesamte unverbrannte Gemisch ausbreitet“ definiert. Durch die hierarchische Anordnung der Sicherheitsmaßnahmen in der Richtlinie soll die Bildung explosionsfähiger Atmosphären so weit wie möglich vermieden werden, um damit die Entzündungsgefahr in solchen Bereichen zu senken und die nachteiligen Auswirkungen einer Explosion zu mindern. Ziel ist es, die Gesundheit und Sicherheit der Mitarbeiter zu schützen.

Der Alkoholgehalt im Bier ist gering, sodass er keine gasexplosionsgefährdete Atmosphäre schaffen kann. Anders die Situation beim Mälzen sowie bei der Annahme, Reinigung, Wägen und Lagerung des Malzes in den Brauereien. Hier können alle Voraussetzungen für eine Staubexplosion potenziell gleichzeitig gegeben sein. Es gibt verschiedene Ansätze, wie die Bildung explosionsfähiger Atmosphären verhindert werden kann: Am einfachsten wäre es, den Einsatz brennbarer Stäube zu vermeiden oder wenigstens zu minimieren. In Brauereien ist das schwierig, denn kein Bier ohne Malz. Andere erprobte Wege sind das Anfeuchten brennbarer Stäube, das Vermeiden von Staubablagerungen und die Verminderung der Staubkonzentration in der Luft, sodass sie sich außerhalb der Explosionsgrenzen befindet. Da es nicht möglich ist, die Bildung gefährlicher Explosionsatmosphären zu vermeiden, müssen Zündquellen vermieden werden.

Vermeidung von Zündquellen

Ein anderer Weg ist die Vermeidung von Zündquellen, beispielsweise durch die Erdung leitender Objekte und Anlagen, die Nutzung Atex-zugelassener explosionssicherer Ausrüstung sowie die Überwachung der Lagertemperatur, Bandgeschwindigkeit und -ausrichtung.

Die beschriebenen Präventionsmaßnahmen reichen häufig nicht aus, um in Brauereien ein akzeptables Risikoniveau zu erreichen, denn das eingesetzte Equipment kann selbst über heiße Oberflächen verfügen oder Ursprung von mechanisch oder elektrisch verursachten Funken sein. In diesen Fällen sind Explosionsschutzsysteme erforderlich, deren Ausführung von der Art und Gestaltung der eingesetzten Maschinen und Anlagen bestimmt wird.

Explosionsschutzstrategien für Elevatoren

Die Unfallstatistiken für Industriemaschinen belegen, dass Elevatoren zu den sehr kritischen Anlagenteilen zählen. In Abhängigkeit von ihrer Anordnung und Position gibt es unterschiedliche Explosionsschutzstrategien. Eine Explosionsdruckentlastung ist die geeignete Lösung, wenn das Becherwerk im Freien aufgestellt ist – also in einem sicheren Bereich, in dem keine Personen durch die Explosionsentlastung verletzt werden können.

Systeme zur Explosionsdruckentlastung verhindern, dass sich im Falle einer Explosion in der Anlage ein unangemessen hoher Überdruck aufbauen kann. Schwache Bereiche, beispielsweise Sollbruchstellen in den Anlagenwänden, öffnen bereits zu einem frühen Zeitpunkt der Explosion. Brennendes und/oder unverbranntes Material und Verbrennungsprodukte werden freigegeben und der Überdruck im Anlageninneren sinkt (EN 14491:2011).

Im Innenraum aufgestellte Elevatoren lassen sich mithilfe von flammenlosen Entlastungseinrichtungen wie dem Q-Ball E schützen. Letztere eliminieren die Flammen- und Wärmeabgabe und beseitigen so das Verletzungsrisiko durch die Explosion. Unter bestimmten Umständen kann auch die Kombination verschiedener Schutzsysteme sinnvoll sein: So sichert eine flammenlose Druckentlastungseinrichtung Kopf und Fuß des Elevators ab, während eine Löschmittelsperre zum einen für eine explosionstechnische Entkopplung der Schächte sorgt und zum anderen eine Übertragung der Explosion durch Einlass-, Auslass- und Ansaugrohre sowie Wellenisolierungen verhindert.

Druckentlastungseinrichtungen für Mühlen

Mühlen und die direkt angeschlossenen Mühlentrichter befinden sich in der Regel im Inneren von Produktionseinrichtungen. Der Einsatz von flammenlosen Druckentlastungseinrichtungen wie dem Q-Rohr von Rembe sorgt für eine sichere Druckentlastung im Innenraum und gewährleistet durch eine wiederverwendbare Edelstahl-Flammenfalle mit integriertem Druckwellen-Absorber den Personenschutz.

In Silos erfolgt die Explosionsdruckentlastung über Berstscheiben, die in den Silowänden oder im Deckel untergebracht sind. Im Falle einer Explosion öffnen sie sich und lassen die Flammen und den Überdruck ab. Aufgrund der Niedrigvakuumsituation in Malzsilos stellen einlagige Berstscheiben mit einem Überwachungssystem die bevorzugte Lösung für den Explosionsschutz dar. Die Anzahl der Berstscheiben richtet sich nach der Silogröße (Volumen) und dem Druckwiderstand. Das Ansprechen der Berstscheiben kann über den Signalgeber festgestellt werden. Es ist eigensicher, arbeitet mit extrem niedrigem Strom und funktioniert nach dem Open-Closed-Prinzip.

Staubabscheider und Zyklone

Auch integrierte Aspirationssysteme müssen geschützt werden. Je nach Position des Behälters können Berstscheiben oder flammenlose Druckentlastungseinrichtungen verwendet werden.

Herkömmliche Konzepte basieren auf Entlastungseinrichtungen, die den Explosionsdruck über Entlastungskanäle nach außen in die Umwelt abführen. Im Unterschied dazu ermöglichen die Technologien der flammenlosen Druckentlastung eine Entlastung in Innenräumen und erfordern keine Änderungen an der Gebäudekonstruktion. Aufgrund der Tatsache, dass diese Sicherheitsvorrichtungen im Gebäude montiert werden können, erfolgt die gewünschte Explosionsentlastung in der Nähe des Startpunktes der Explosion. Gegenüber herkömmlichen Druckentlastungskonzepten erfolgt somit gleich im Anschluss an die Explosion eine sofortige Entlastung mit einer massiven Reduzierung der auftretenden Druckwelle. Neben der Minimierung der Explosionsauswirkungen genießen auch die Mitarbeiter ein Höchstmaß an Schutz. Um die Folgen einer sich ausbreitenden Staubexplosion in Einlass-, Auslass- und Ansaugrohren möglichst gering zu halten, müssen geeignete Explosionsisolationssysteme verwendet werden. Dazu zählen explosionssichere Zellenradschleusen, Rückschlagklappen, Quenchventile und Löschmittelsperren, die üblicherweise als Entkopplungssysteme dienen.

Leitfaden für den Anlagenbetreiber

Gemäß Atex-Richtlinien müssen Anlagenbetreiber seit 2003 ein sogenanntes Explosionsschutzdokument erstellen. Letzteres fungiert als Leitfaden für alle notwendigen Maßnahmen rund um den Explosionsschutz.

Rembe GmbH Safety + Control, Brilon

Rembe hat unterschiedliche Lösungen für den Explosionsschutz in Mälzereien und Brauereien im Programm
Bild: Rembe

Autor: Till Westerbarkey

Dep. Chief Business Development Officer, Explosion Safety,

Rembe



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