Lebensmittelhersteller stehen zum einen in der Pflicht, ihre Mitarbeiter zu schützen, und zum anderen die hohen gesetzlichen Hygieneanforderungen in den Produktionsprozessen zu erfüllen. Dies gilt es für sie auch dann zu beachten, wenn ein Explosionsschutzsystem in den Prozess integriert werden soll. Anlagenbetreiber und Hersteller stehen daher beide zunächst vor der Frage, ob die geltenden Hygieneanforderungen im Prozess auch mit den Explosionsschutzkomponenten gewahrt bleiben. Wie streng diese Anforderungen im Detail sind, hängt vom jeweiligen Produkt, den Umgebungsbedingungen und auch vom betreffenden Prozessabschnitt ab.
Hygienesensibler Ex-Schutz
Während die Anlagenbetreiber einer Vielzahl unterschiedlicher Vorgaben des Gesetzgebers, der Behörden und der Kunden unterliegen, schaffen Hersteller durch die Konformität ihrer Lösungen mit den Richtlinien und Normen wertvolle Planungs- und Betriebssicherheit für den Betreiber. Das übergeordnete Ziel aller Beteiligten besteht darin, dass jede Lösung eine Schutz- und Hygienefunktion möglichst lückenlos erfüllt.
Durch hygienisches Design der Bauteile innerhalb einer Anlage lässt sich verhindern, dass sich Mikroorganismen einnisten und Lebensmittel verunreinigt werden können. Ein wichtiger Faktor sind also Schutzsysteme oder Komponenten aus lebensmittelkonformen Werkstoffen, die nahezu totraumfrei sind. Zulässige Lösungen können sowohl passive Explosionsschutzsysteme wie z. B. Berstscheiben oder Explosionsschutzventile als auch aktive Systeme mit Detektoren und Löschmittelbehältern sein.
Passive Druckentlastungssysteme
Die Berstscheiben von IEP Technologies sind zur Entlastung von industriellen Gas- und Staubexplosionen konstruiert. Sie öffnen bei einem festgelegten Ansprechdruck und leiten Feuerball und Explosionsüberdruck in einen sicheren Bereich ab. Ein komplettes Sortiment an verschiedenen Größen, Konfigurationen und Öffnungsdrücken sorgt dafür, dass jede Anlage in der Lebensmittelindustrie individuell und optimal geschützt werden kann. Zudem deckt das Berstscheibenportfolio ein umfangreiches Spektrum an Explosionsparametern ab, wie zum Beispiel sehr hohe KSt-Werte oder hohe Vakuumanforderungen.
Kann eine Explosion jedoch nicht gefahrlos nach außen abgeleitet werden, können Ventile zur flammenlosen Druckentlastung eingesetzt werden. Die EVN-Ventile von IEP Technologies sind speziell für Staubexplosionen entwickelt worden und löschen Flammen durch einen integrierten Flammenfilter. Das EVN enthält eine Ventilplatte mit niedriger Masse. Durch den niedrigen Ansprechdruck reagiert das Ventil im Ereignisfall in Sekundenbruchteilen, leitet den Explosionsdruck sicher ab und hält die Explosionsflammen im Flammenfilter zurück. Nach der Explosion schließt das Ventil wieder dicht und verringert so das Risiko von Folgebränden.
Aktive Explosionsschutzsysteme
Zu den aktiven Systemen gehören Löschmittelsysteme zur Explosionsunterdrückung. Bei Erkennen einer beginnenden Explosion durch das mit komplexen Algorithmen arbeitende Detektionssystem Smart DS werden die Löschmittelbehälter ausgelöst. Der Öffnungsmechanismus dieser HRD-Behälter (High Rate Discharge) initiiert innerhalb von Millisekunden die Freisetzung des lebensmittelkonformen Löschpulvers Kiddex in den geschützten Anlagenbereich. Dadurch wird eine beginnende Explosion
in einem frühen Stadium erkannt und unterdrückt.
Die vorgestellten Systeme liegen alle in lebensmittelkonformen Ausführungen vor, da bei dem Design darauf geachtet wurde, dass sie den hohen Hygieneanforderungen entsprechen. Beispiele für taugliche Materialien sind die Edelstähle 1.4404 und 1.4435 und Kunststoffe wie Silikon, EPDM oder PTFE, die eine Lebensmittelzertifizierung besitzen. Die Eignung und Freigabe gewährleistet im Einzelfall unter anderem eine Konformität des Materials mit den Standards der FDA, die weltweit Geltung im pharmazeutischen und Lebensmittelbereich besitzen.
Ein weiterer wichtiger Punkt in der Lebensmittelindustrie ist das CIP-Reinigungsprinzip. Anlagen sollten idealerweise so konstruiert sein, dass Komponenten zur Reinigung nicht entnommen werden müssen. Vorteile sind unter anderem verkürzte Reinigungs- und somit verlängerte Produktionszeiten, während eine hohe Lebensmittelsicherheit gewährleistet ist.
Neben Systemen und Komponenten, die zum konstruktiven Explosionsschutz beitragen und im Ernstfall das Ziel haben, die Folgen einer anlaufenden Explosion zu minimieren, spielt auch Prävention eine wichtige Rolle in einem umfassenden Schutzkonzept. Hierfür empfiehlt es sich, ein kombiniertes System zur Funkendetektion und -löschung zu installieren. Der unter der Marke Atexon angebotene Detektor V300EX erkennt alle Arten von Zündquellen wie sichtbare und unsichtbare Funken, Glut, Flammen und heiße Partikel schon ab 300 °C. Während bei herkömmlichen Detektoren aufgrund blinder Flecken zwei gegenüberliegende Funkenmelder erforderlich sind, bietet der V300EX ein volles 180°-Sichtfeld und deckt somit die gesamte Querschnittsfläche eines Absaugrohrs ab. Das extrabreite Sicht- und Erfassungsspektrum und der optionale Tageslichtfilter ermöglichen es, den Detektor auch in einem breiteren Arbeitsbereich zu nutzen. Sobald der Detektor einen Funken registriert, löst das System ein Signal aus und aktiviert die Löschautomatik. In der Regel dient Wassernebel als Löschmittel. Dadurch wird die Feuchtigkeit in der Luft so stark erhöht, dass der Funke gelöscht wird und keine Explosion starten kann.
Besonders fortschrittliche Systeme sind sogar in der Lage, einen Funken auf Basis seiner elektromagnetischen Energie auch außerhalb des sichtbaren Bereichs zu erkennen. Die einzelnen Prozessschritte laufen extrem schnell ab und sind optimal aufeinander abgestimmt, um von vornherein zu verhindern, dass eine Explosion ausgelöst und in andere Anlagenbereiche weitergetragen wird.
Zu den klassischen Gefahrenquellen, die im Sicherheitskonzept zu beachten sind, gehört der Transport von potenziell explosionsfähigem Material innerhalb einer Produktionsanlage. Gerade bei pulverförmigen Stoffen wie Kaffeepulver und Aromastoffen sind der Luftanteil und die Geschwindigkeit oft sehr hoch. Ohne effektives Präventions- und Explosionsschutzkonzept, bei dem sämtliche Komponenten zielgerichtet ineinandergreifen, reicht im ungünstigsten Fall ein einziger Funke, um eine unkalkulierbare Katastrophe auszulösen.
Eine Vielzahl unterschiedlicher Hersteller bietet eine große Auswahl einzelner Lösungen im Bereich Explosionsschutz an. Allerdings kommt es für das Funktionieren eines Systems in der Praxis darauf an, dass sämtliche Komponenten optimal aufeinander abgestimmt sind. Hier können Anwender von der Expertise eines Komplettanbieters profitieren, der sie in allen Aspekten von der Prävention über Funkendetektion und -löschung bis hin zum konstruktiven Explosionsschutz berät.
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Autor: Matthias Welsch
Key Account Manager Europe,
IEP Technologies
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