Sicherer Umgang mit hochwirksamen Substanzen

Probenahme im Containment-Umfeld

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In Zusammenarbeit mit Kunden und Anlagenplanern legen die Ingenieure von Rembe Kersting Probenahmestellen für den Dauereinsatz im Containment-Umfeld aus und können auch spezifische Testverfahren für die jeweiligen toxischen Substanzen empfehlen. Für die Herstellererklärung nach OEL dienen TA-Luft-Zulassungen als Basis.

Die Entwicklung hochwirksamer Medikamente bedingt, dass bei der Herstellung dieser Präparate mit immer gefährlicheren Stoffen umgegangen wird. Für die Eingrenzung der Ausbreitung von toxischen Stoffen hat sich in den letzten Jahren der Begriff Containment etabliert. Er umfasst nicht nur den Schutz des Mitarbeiters während der Produktion, sondern alle Methoden und Maßnahmen, mit denen verhindert wird, dass sich toxische Stoffe bzw. aktive Substanzen ausbreiten.

Am besten wäre es natürlich, wenn weder Personal, noch Umwelt mit toxischen Stoffen in Berührung kämen. Da das kaum möglich ist, muss definiert werden, wie hoch die maximale Dosis eines Stoffes ist, die aus einem System, während einer bestimmten Zeit austreten darf. Das Occupational Exposure Limit (OEL, gemessen in µg/m3) beschreibt, wie hoch die toxische Belastung eines Mitarbeiters sein darf, ohne dass eine negative Wirkung auf seine Gesundheit auftritt. In der Regel wird ein Arbeitstag von 8 h zugrunde gelegt. Die ADE (Acceptional Daily Exposure [µg/Tag]) gibt die Menge eines Stoffes an, die ein Mitarbeiter innerhalb einer bestimmten Zeit aufnehmen kann, ohne dass es zu negativen Auswirkungen auf seine Gesundheit kommt. Man geht davon aus, dass ein Arbeiter während einer achtstündigen Arbeitszeit rund 10 m3 Luft einatmet. Vereinfacht entspricht das OEL dann der ADE, bezogen auf dieses Einatmungsvolumen von 10 m3. Eine erweiterte Berechnungsvorschrift für das OEL umfasst zusätzlich spezifische Daten wie das Körpergewicht und das genaue Atemvolumen des Mitarbeiters. Für eine kurzzeitige Belastung gilt das Short-Term Exposure Limit.

Das OEB (Occupational Exposure Band,
Bild 1) ist eine herstellerspezifische Klassifizierung von Materialien nach Ihrer Gefährlichkeit. So können die einzelnen Materialien unterschiedlichen Klassen zum Beispiel von gering gefährlich bis zu extrem gefährlich zugeordnet werden. Die OEB-Klassifikation ermöglicht es, einen direkten Zusammenhang mit dem OEL-Wert herzustellen. Über die Berechnungsvorschrift des OEL lässt sich dann wiederum ein direkter Bezug vom ADE-Wert eines Stoffes zum OEB-Band herstellen. Diese Zusammenhänge ermöglichen es, die geeigneten Schutzmaßnahmen vorzusehen, wenn für einen neuen Stoff der ADE- oder OEL-Wert bekannt ist.

Primäre und sekundäre Maßnahmen

Allgemein unterscheidet man zwischen primären und sekundären Containment-Maßnahmen. Das primäre Containment umfasst Maßnahmen, die ergriffen werden, um ein Ausdringen von toxischen Stoffen aus der Anlage zu unterbinden. Dies kann zum Beispiel durch Einhausungen von Anlagen oder mithilfe von Absaugeinrichtungen erreicht werden. Sekundäres Containment beschreibt Maßnahmen, die verhindern sollen, dass ausgetretenes Material sich weiter ausbreitet. Schutzmaßnahmen sind Schleusensysteme und Druckstufen zwischen Produktionsräumen und Gängen oder Klebematten, mit denen ein Weitertragen von Material mit den Schuhen verhindert wird. Oft müssen jedoch Proben oder Komponenten aus dem Containment-Bereich herausgeschleust werden. Hier sind Experten gefragt.

Sichere Probenahme

Eine Probenahme aus dem Containment-Bereich, zum Beispiel zu Qualitätszwecken, stellt den Anwender vor große Herausforderungen. Einerseits muss das System aufgrund der enthaltenen toxischen Stoffe stets geschlossen bleiben, andererseits muss es zur Probenentnahme geöffnet werden. Dies ist aktuell nur unter hohen Sicherheitsvorkehrungen und Schutzkleidung möglich.

Die Schüttgut-Experten von Rembe Kersting haben sich auf den Bereich der Probenahme von toxischen Pulvern und Schüttgütern spezialisiert. Sie setzen in solchen Containment-Anwendungen automatisierte Inline-Tassenprobenehmer und Schneckenprobenehmer ein. Um die Verschleppungskontamination zu vermeiden, nutzen sie sterile Einweg-Probenehmer, sogenannte Disposables. Auf der Powtech 2017 stellt Rembe Kersting einen Containment-Probenehmer mit OEB-Level vor. Dieser ist für Anwendungen mit einem Prozessdruck von 0,1 bar absolut bis zu 10 bar relativ spezifiziert. Die automatisierten Inline-Probenehmer sorgen für höchste Sicherheit und Komfort.

Das Probenahmesystem besteht aus einem Tassenprobenehmer, der mittels Anschweißflansch direkt an den Prozess adaptiert wird. Durch entsprechende Dichtungen wird verhindert, dass Material zwischen Flansch und Probenehmer entweichen kann. Am Auslass des Probenehmers ist ein Probensammelraum angeschlossen. Anschließend werden die Proben in einem Endlossammelsystem aufgefangen. Die einzelnen Bereiche sind durch mit Druckluft betriebene Quetschventile voneinander abgetrennt. Eine Kombination aus Filter und Messsystem ermöglicht eine Probenahme aus Prozessen, die vom Umgebungsdruck abweichen.

Bild 2 zeigt die einzelnen Bauteile des Probenahmesystems. Dabei sind 1 die Probentasse, 2, 4 und 8 die Quetschventile, 3 der Probensammelraum, 5 das Filtersystem,
6 ein Druckmessumformer, 7 der Druckluftspeicher und 9 ein Endlos-Probensammelsystem. Der Probenahmezyklus besteht aus folgenden Schritten:

  • Die Tasse des Probenehmers (1) fährt in das Fallrohr hinein und nimmt Material auf. Beim Zurückfahren fährt sie an einem Drahtbügel innerhalb des Probenehmers entlang und wird dadurch automatisch gedreht bzw. abgekippt. Diese Vorgehensweise reduziert die Komplexität des Antriebes, da dieser ausschließlich eine lineare Bewegung in Axialrichtung durchführt.
  • Während die Tasse zurückfährt, wird das Quetschventil (2) geöffnet. Die Probe fällt in den Sammelraum (3). Die anderen Ventile bleiben währenddessen geschlossen.
  • Anschließend wird das Quetschventil (2) wieder geschlossen. Über ein weiteres Ventil (4) und den Filter (5) wird der Druck im Sammelraum an den Umgebungsdruck angepasst. Das Filtersystem ist auf die Toxizität des beprobten Stoffes ausgelegt. Partikel können weder in die Umgebung austreten, noch können bei Unterdruck in der Zwischenkammer Partikel aus der Umgebung die Probe verunreinigen. Der Druckluftspeicher (7) gewährleistet die Funktion der Ventile auch bei Ausfall der Druckluftversorgung.
  • Nach dem Druckausgleich wird das Ventil (8) geöffnet. Die Probe fällt dann in einen Endlos-Sammelschlauch. Dieser ist auf die Aufnahme mehrerer Proben ausgelegt. Die einzelnen Abschnitte sind trennbar.

Der Probenehmer ist für ein Probenvolumen bis zu 150 ml pro Zyklus ausgelegt. In der Hochtemperaturausführung ist er bis zu 125 °C einsetzbar. Der Druckbereich reicht bis 10 bar einsetzbar. Als Schneckenprobenehmer sind Varianten bis 300 °C erhältlich.

www.prozesstechnik-online.de

Suchwort: cav0917rembekersting

Halle 3, Stand 246

Bild 1: Containment-Pyramide nach Richard Denk (Gründer der ISPE-Expertengruppe Containment)
Bild: Rembe Kersting

Autor : Jonathan Blum

Inside Sales,

Rembe Kersting



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