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Zählt der Bereich um eine Sackabfüllanlage für Mehl etc. als explosionsgefährdeter Bereich? Was ist zu beachten?

KomNet Dialog 2846

Stand: 04.08.2010

Kategorie: Sichere Anlagen / Sicherer Betrieb > Explosionsschutz, Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen > Sicherheitstechnische Anforderungen, Sicherheitseinrichtungen

Dialog
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Frage:

Es geht um die erforderlichen Maßnahmen bzgl. Explosionsschutz an großen Abfüllanlagen (Big-Bags), bei denen Stäube entstehen können. Wir sind ein Lebensmittelbetrieb und haben in zwei unserer Fertigungshallen so genannte Big-Bag-Stationen. Das sind große, mit elektrisch angetriebenen Seilzügen, an der Decke aufgehangenen Säcke, die mit unterschiedlichsten Produkten gefüllt sind. z.B. Mehl, Paniermehl, Stärke, Gries etc. Bei einigen dieser Produkte könnten, während der Abfüllung in kleinere Transportbehältnisse, auch Stäube entstehen(In der Theorie also auch explosionsfähige Gemische). Die Stationen befinden sich in normal belüfteten, trockenen Räumen, in denen zumindest bis jetzt keine besonderen Maßnahmen bzgl. Explosionsschutz getroffen wurden. Das heißt, dort sind normale Lampen, Motoren etc. in der Umgebung im Einsatz. Zu Bedenken ist auch, dass bei Umfüllprozessen häufig statische Entladungen stattfinden. Teilweise auch mit hörbaren und sichtbaren Funkenüberschlägen. Frage 1: Zählt ein solcher Bereich als Explosiver Bereich? Wenn ja in welcher Kategorie? Frage 2: Welche Maßnahmen müssen getroffen werden? Welche sind zwingend erforderlich und welche sinnvoll? Frage 3: In Zukunft soll an einer der Anlagen eine automatische Verwiegung stattfinden, bei der eine Stromschiene in der Nähe der Anlage installiert werden soll. Was ist hier zu beachten?

Antwort:

Bei der Betrachtung von Explosionsgefahren ist u. a. die Berufsgenossenschaftliche Regel BGR 104 „Explosionsschutz-Regeln“ heranzuziehen. Speziell der Bereich der statischen Elektrizität wird sehr gut in der BGR 132 "Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen" abgehandelt. Weiterführende Informationen hierzu werden auf dem Explosionsschutzportal der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische Industrie (BG RCI) angeboten. Siehe hierzu auch den Praxisleitfaden zur Erstellung eines Explosionsschutzdokumentes für Betriebe der Getreideverarbeitung und die folgenden Hinweise zur Erstellung eines Explosionsschutzdokumentes.

Entscheidend zur Beantwortung der Fragen ist die Bestimmung der sicherheitstechnischen Kenngrößen der Produkte. Hierzu definiert die o. g. BGR 132, Kapitel 2 verschiedene Kenngrößen, wie z. B. die Mindestzündenergie (MZE).
BGR 132 Kapitel 3.4: „Die Zündempfindlichkeit eines Schüttgutes, das von feinem Staub über Grieß und Granulat bis hin zu Spänen reichen kann, steigt erfahrungsgemäß mit abnehmender Korngröße und geringerer Mindestzündenergie (MZE) an.
Für die Beurteilung der Explosionsgefahr ist die MZE der feinsten auftretenden Partikelfraktion zu Grunde zu legen. Diese Fraktion erhält man in der Regel durch Sieben einer Probe durch ein 63 µm-Sieb. Zur Bestimmung der MZE siehe BIA-Report 12/97 "Brenn- und Explosionskenngrößen von Stäuben" und IEC 61241-2-3.
Anhaltspunkte liefert auch die BGI 747 "Sicherheitstechnische Kenngrößen – Ermitteln und Bewerten".

Beträgt die MZE mehr als 10 Joule und liegen keine brennbaren Gase und Dämpfe vor, sind besondere Maßnahmen zur Vermeidung der Zündgefahr infolge elektrostatischer Aufladungen nicht erforderlich.“

Gemäß des BIA-Reports 12/97 (Brenn- und Explosionskenngrößen von Stäuben) zeigen sich für die Produkte – Grieß, Mehl, Stärke – MZE von größer 100 mJ. Die untere Explosionsgrenze liegt bei ca. 30 bis 60 g/m³. Das bedeutet, dass bei ausreichender Konzentration und Feinheit des aufgewirbelten Staubes und Anwesenheit einer geeigneten Zündquelle eine Explosion möglich ist.

Ist das Vorkommen des explosionsfähigen Staub-Luftgemisches in gefahrdrohender Menge möglich, so liegt ein explosionsgefährdeter Bereich vor. Was als gefahrdrohende Menge angesehen werden kann, ist in der BGR 104 Kapitel D 2.3 beschrieben. In der BGR 104 sind auch unter Kapitel 5. 7 der Beispielsammlung konkrete Einstufungshinweise für Anlagen der Nahrungsmittelindustrie genannt (Bem. Die Einstufung Zone 10 – alt, entspricht der neuen Einstufung Zone 20 bzw. teilweise Zone 21; Die Einstufung Zone 11 – alt, entspricht der neuen Zone 22 bzw. teilweise Zone 21).

Liegt das explosionsfähige Gemisch in gefahrdrohender Menge vor, so unterliegt die Anlage der Explosionsschutzverordnung (11. ProdSV) in Verbindung mit der Richtlinie 94/9/EG (ATEX). Eine Einstufung der Big-Bag- Stationen als explosionsgefährdete Bereiche trifft noch keine Aussage hinsichtlich des Raumes. Ist die Abfüllung hinreichend dicht und treten keine Staubablagerungen auf, die durch ein Ereignis aufgewirbelt und somit zu einer explosionsfähigen Atmosphäre im Aufstellungsraum führen können, so muss dieser Raum nicht zwangsläufig explosionsgefährdet sein.
Die Grundvoraussetzung zur Vermeidung von Ex-Gefahren sind:
- Vermeidung von Zündquellen und
- Vermeidung von Staubablagerungen (unkontrolliert).

Weiterhin ist die Betrachtung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen wichtig. Grundsätzlich sind Schüttgüter und Schüttgutbehälter so zu handhaben bzw. zu betreiben, dass gefährliche Aufladungen vermieden werden. Gefährliche Aufladungen können sowohl auf dem Schüttgut als auch auf dem Schüttgutbehälter angesammelt werden.
Als Schüttgutbehälter werden neben großen Behältern oder Silos auch ortsbewegliche Behälter z. B. Gebinde, Fässer, Säcke, flexible Schüttgutbehälter (FIBC) oder andere Packmittel verstanden. Zu FIBC siehe Abschnitt 3.4.4 und Anhang 3 der BGR 132.

In explosionsgefährdeten Bereichen sollten neben den verfahrenstechnischen Maßnahmen (siehe Kapitel 3.4.1 BGR 132)

1. Schüttgutbehälter oder Packmittel aus leitfähigem oder ableitfähigem Material bestehen. Während des Schüttens müssen leitfähige Behälter und Packmittel geerdet sein und ableitfähige Erdkontakt besitzen, oder Schüttgutbehälter oder Packmittel aus ableitfähigen Materialien können z. B. aus Metall, Papier oder ableitfähigen Verbundmaterialien bestehen. Zu ihnen zählen z. B. auch Packmittel aus kunststoffkaschiertem Papier. Bei Packmitteln aus ableitfähigen Materialien, z. B. Papiersäcken, kann ein ausreichender Erdkontakt über die Person durch Anfassen erreicht werden. Bei diesem Vorgehen ist unverzichtbar, dass die ableitfähige Eigenschaft des Fußbodens, des Schuhwerkes sowie der Handschuhe gegeben ist und nicht durch Verschmutzungen herabgesetzt wird. Bei der Lagerung ist zu beachten, dass die ableitfähige Eigenschaft der Verpackung nicht verloren geht, z. B. durch sehr trockene Lagerung.
2. Isolierende Einstellsäcke dürfen nicht verwendet werden.
3. Einstellsäcke aus leitfähigem oder ableitfähigem Material dürfen nur benutzt werden, wenn sichergestellt ist, dass sie mit dem Behälter fest verbunden sind und beim Einstellen und Herausnehmen geerdet bleiben. Andernfalls muss das Einstellen und Herausnehmen der Säcke außerhalb des explosionsgefährdeten Bereiches erfolgen. Während der Handhabung darf sich der eingestellte Sack nicht von der Behälterinnenwand ablösen.
4. Isolierend beschichtete oder mehrlagige Packmittel sollen möglichst vermieden werden.
5. Eintragshilfen müssen leitfähig und geerdet sein. Zu den Eintragshilfen gehören z. B. Schaufeln, Trichter oder Rutschen.
6. Die Erdung der beteiligten Personen ist sicherzustellen.
7. Begrenzung der Schüttgeschwindigkeit < 1 kg/s.

Die Beispiele 10 und 11 der BGR 132 veranschaulichen die Probleme bzw. die Maßnahmen zur Erdung und Ableitung von elektrostatischen Aufladungen bei Abfüllvorgängen.
Weitere Maßnahmen sind die Ausrüstung des explosionsgefährdeten Bereiches mit geeigneten Geräten und Schutzsystemen. D. h. Lampen und Motoren aber auch nicht elektrische Bauteile, wie z.B. Winden und Anschlagmittel sind entsprechend der ermittelten Zonen zu installieren. Welche Gerätekategorie zulässig ist ergibt sich u. a. aus Anhang 4 Teil B der Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV).

Gemäß § 5 "Explosionsgefährdete Bereiche" der BetrSichV und unter Berücksichtigung der Ergebnisse der Gefährdungsbeurteilung muss der Arbeitgeber die ermittelten explosionsgefährdeten Bereiche in Zonen entsprechend Anhang 3 der BetrSichV einteilen. Aus dieser Einteilung werden die zu treffenden Explosionsschutzmaßnahmen abgeleitet. Dies wird dann im Explosionsschutzdokument (§ 6 "Explosionsschutzdokument" der BetrSichV) dokumentiert.

Für Backbetriebe steht der Leitfaden "Erstellung eines Explosionsschutzdokumentes gemäß Betriebssicherheitsverordnung" zur Verfügung.

Die Frage zur Installation einer Stromschiene in der Nähe der Anlage sollte mit dem zuständigen Amt für Arbeitsschutz oder Staatlichen Gewerbeaufsichtsamt vor Ort abklärt werden. Das zuständige Arbeitsschutzdezernat kann dieser Übersicht entnommen werden.

Weiterführende Hilfestellungen: Vorschriften- und Regelwerk der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung