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Die Zukunft des Explosionsschutzes in Sprühtrocknungsanlagen

Schutz vor Staubexplosionen

von Roland Bunse, Dr.-Ing. Johannes Lottermann

Sprühtrocknungsanlagen sind ein ideales Anwendungsgebiet für die Schutzmaßnahme „Explosionsdruckentlastung“. Sie kommen vorzugsweise in der Chemie- und Nahrungsmittelindustrie, z.B. zur Herstellung von Milchpulver oder löslichem Pulverkaffee, zum Einsatz. Die Speisemenge wird in einem Trockenturm mittels Düsen oder rotierenden Scheiben fein zerstäubt. Das pulverartige Erzeugnis wird dann durch Heißgas im Gleich- oder Gegenstrom getrocknet.

Dieser Prozess ist stark explosionsgefährdet, da im Sprühturm aufgewirbelter, brennbarer Staub auftritt. Folglich ist die Atmos­phäre explosionsfähig. Tritt zusätzlich dann eine Zündquelle auf, ist eine Explosion ­unvermeidbar. Aus diesem Grund ist es notwendig, geeignete Schutzmaßnahmen in diesen Anlagen vorzusehen. Dazu gibt es seit Kurzem neue Auslegungsgrund­lagen nach der neuen Richtlinie VDI 2263 Blatt 7, die sich mit dem Brand- und Explosionsschutz an Sprühtrocknungsanlagen befasst (Staubbrände und Staubexplo­sionen – Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen).

In der Richtlinie wird jetzt berücksichtigt, dass diverse betriebliche Einflussfaktoren bei der Sprühtrocknung die Explosions­heftigkeit im Vergleich zu anderen staubführenden Anlagen herabsetzen können. Produktfeuchte, Staubkonzentration und Arbeitstemperatur spielen hierbei eine wesentliche Rolle.

Neue, wegweisende Berechnungs­methode: Weniger Volumen bedeutet g­eringere Entlastungsfläche

Der KSt-Wert wird u.a. maßgeblich von der Staubkonzentration beeinflusst. Im Hinblick auf eine praxisgerechte Auslegung der Druckentlastung wird eine für Sprühtrockner realistische Staubkonzentration zu Grunde gelegt. Diese weicht von der ­Konzentration ab, bei der die maximale ­Explosionsheftigkeit zu erwarten ist. Umfangreiche Untersuchungen und Konzentrationsmessungen durch Experten des VDI-Arbeitskreises ermöglichen eine neue, richtungsweisende Berechnungsmethode. Das führt zu signifikanten Reduzierungen der erforderlichen Druckentlastungsfläche, de facto zu kleineren oder zur geringeren Anzahl von Berstscheiben.

Neben diesen sicherheitstechnischen Anforderungen an die Auslegung der Schutzsysteme werden zusätzliche Ansprüche an die Berstscheiben gestellt. Hygienische Aspekte und Anforderungen hinsichtlich der Reinigung stehen hier im Vordergrund.

Da jedes Schutzsystem am zu schützenden Behälter angebracht wird, ist in diesen Bereichen aufgrund der Bildung möglicher Ablagerungen das Risiko unerwünschter Verunreinigungen des Produktes gegeben. Insbesondere bei der Planung von Anlagen zur Herstellung von Babynahrung oder medizinischen Wirkstoffen muss diese Gefahr berücksichtigt werden.

Anspruchsvolle Anwendung in der Food- und Pharmaindustrie

Genau vor diesem Hintergrund wurde die Berstscheibe EX-GO-VENT-HYP speziell für hygienisch anspruchsvolle Anwendungen im Bereich der Food- und Pharmaindustrie entwickelt. Die glatte Oberfläche in Verbindung mit dem patentierten, vollflächigen und angeschrägten Abdichtungskonzept erlaubt den Einsatz dieser Spezialberstscheibe in bislang kritischen Anlagen wie Sprühtrocknern mit/ohne Nassreinigung, Fließbetttrocknern, Filtern und Mischern. Um eine breite Anwendungsakzeptanz in der betrieblichen Praxis sicherzustellen, orientiert sich das Design an den strengen Kriterien der EHEDG (European Hygienic Engineering & Design Group).

Da die EX-GO-VENT-HYP an den Behälterradius angeformt werden kann und unerwünschte Toträume somit vermieden werden, eignet sie sich auch ideal für den Einsatz an zylindrischen Behältern. Bei Aufstellungen im Außenbereich wird durch die optional erhältliche, geschlossenzellige Silikonkissenisolierung eine Ablagerung, bedingt durch Taupunktunterschreitung, vermieden. Temperatur- und Energieverluste werden auf ein Minimum begrenzt. So verbessert die Spezialberstscheibe mit ihrem sanitären Design die Produktqualität und schützt gleichzeitig den Prozess gegen Kontamination und Produktionsausfall.

Foto: © panthermedia | Alexey Stiop