Für die Produktion von Aromastoffen müssen besondere Vorkehrungen für den Explosionsschutz berücksichtigt werden. Dies trifft in erster Linie für Zerstäubungstrockner zu, in denen explosionsgefährdete Staub-Luftgemische nicht ausgeschlossen werden können. Bei Silesia wurde deshalb eine besondere Sicherheitseinrichtung installiert.
Seit der Firmengründung 1910 befindet sich Silesia in Familienbesitz. Das Unternehmen entwickelt und produziert heute in bereits vierter Generation Aromen für die Lebensmittelindustrie.
Auf die Herstellung pulverförmiger Aromen für die Lebensmittelindustrie hat sich Silesia am Standort Kalkar spezialisiert. Geschäftsführer Michael Mausbach: „Mit dem Bau eines weiteren Werkes reagierten wir auf die steigende Nachfrage nach pulverförmigen Aromen, deren Herstellung in unserem Stammbetrieb in Neuss an ihre Kapazitätsgrenzen gestoßen war.“ Der Umzug brachte nicht nur mehr Platz für Expansion und moderne Steuerungsanlagen, sondern forderte auch innovative Lösungen im Bereich des Explosionsschutzes, denn bei der Herstellung von Aromen werden verschiedenste Produktionstechnologien eingesetzt. Diese ermöglichen u. a. die Umwandlung von flüssigen in pulverförmige Aromen, in dem eine flüssige Lösung in einen speziellen Trockner zur pulverförmigen Gewinnung eingesprüht wird. Michael Tacke, Technical Plant Manager bei Silesia erläutert: „Die bei uns im Einsatz befindliche Trocknung führt immer zur thermischen Beanspruchung des Feststoffs. Dabei lassen sich explosionsgefährdete Staub-Luft-Gemische im Zerstäubungstrockner nicht völlig ausschließen. Betrachtet man den Feststoffdurchsatz, dividiert durch den Luftdurchsatz, so liegt die durchschnittliche Staubkonzentration in der Regel unterhalb der temperaturbezogenen unteren Explosionsgrenze. Da die meisten Zerstäubungstrockner im unteren Bereich zum Auslauf konisch zulaufen, kann dort eine Staubkonzentration innerhalb der temperaturbezogenen Explosionsgrenzen nicht ausgeschlossen werden.“ Erschwerend hinzu kommt noch, dass sich das Produkt exotherm zersetzen und Anbackungen oder Beläge an den Trocknerwänden entstehen könnten. Diese können sich im ungünstigsten Fall bis zur Glimmtemperatur erwärmen und durch die hohe Lufteintrittstemperatur im Zerstäubungstrockner ein Glutnest bilden. Ein Glutnest wiederum kann, je nach Brand- und Zündverhalten, zu einem Brand oder einer Staubexplosion führen. Bei der Planung der Silesia-Anlagen berücksichtigte Projektingenieur Karl Hartje die Explosionsunterdrückungslösungen von Kidde Brand- und Explosionsschutz. „Unser oberstes Ziel ist es, Menschen zu schützen und Produktionsunterbrechungen zu verhindern“, so Mausbach. „In Bezug auf unser Unternehmen ist die Notwendigkeit und Bedeutung der Regelungen des Explosionsschutzes mit dem laufenden Fortschritt und der Tendenz zu immer größeren Produktionseinheiten und höherem Produktionsvolumen immens gewachsen.“ Doch wie funktioniert die Explosionsunterdrückungsanlage im Falle einer anlaufenden Explosion? Der erhöhte Explosionsdruck wird über Sensoren in Millisekunden erkannt und die Explosionsflammen durch Löschpulver abgelöscht. Damit wird der zu erwartende maximale Explosionsüberdruck unter die Grenze der Druckstoßfestigkeit der Anlage gesenkt. Zielsetzung der Explosionsunterdrückung ist es, den Explosionsüberdruck auf einen möglichst niedrigen Wert zu reduzieren. Das Explosionsunterdrückungssystem bei Silesia besteht aus den drei Komponenten Detektionssystem, Steuerzentrale sowie HRD-Löschmittelbehälter.
Hohes Sicherheitsniveau
Der Druck einer anlaufenden Explosion breitet sich in dem zu schützenden Elevator gleichmäßig mit Schallgeschwindigkeit aus. Dynamische Explosionsdrucksensoren sind für die Auslösung des Unterdrückungsvorganges bestens geeignet. Beim Explosionsmultisensor sind zwei unabhängige Sensoren in einem Gehäuse integriert. Durch das kapazitive Messverhalten der beiden Sensoren werden explosionsartige Druckanstiege blitzschnell detektiert.
Die Steuerzentrale nimmt sowohl Steuer- als auch Kontrollfunktionen wahr. Die einzelnen Bauelemente sind in Modultechnik zusammengefügt. Netzteil, Notstromversorgung, Störungsmitteilung und -auswertung sind in einem 19“-(6 HE)-Einschub integriert. Signale, die von den Explosionsdruck-, Funken-, Flammen- oder Temperatursensoren ausgehen, werden von der Steuerzentrale registriert, überprüft und ausgewertet. Für die Explosionsunterdrückung bei Silesia wurden HRD (High Rate Discharge)-Löschmittelbehälter implementiert, die selektiv aktiviert werden. Diese sind mit Löschpulver gefüllt und mit einem Stickstoffdruck von 60 bar beaufschlagt. Als Löschpulver wird Kiddex (Basis ist Natriumbikarbonat) eingesetzt. Spezialventile geben den gesamten Öffnungsquerschnitt im Millisekundenbereich frei. Der hohe Innendruck im Löschmittelbehälter bewirkt ein schnelles Ausströmen des Löschpulvers. Es stehen pyrotechnische oder elektromechanische Auslöselemente zur Verfügung. Die Öffnungszeit beträgt bei beiden Versionen ca. 3,5 ms. Bei der elektromechanischen Auslöseeinrichtung wird eine Verschlussklappe durch zwei redundante Elektromotoren über eine Gelenktechnik geöffnet. Die Motoren sind elektrisch überwacht, so dass jede Störung nachvollziehbar ist. Mit Hilfe eines speziellen Düsensystems wird eine optimale und gleichmäßige Löschmittelverteilung in der zu schützenden Trocknungsanlage erreicht.
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Weitere Informationen zu Explosionsschutzsystemen
ATEX-Richtline 94/9 EG
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