Der richtige Volumenstrom für eine Kunststoff-Absauganlage hängt vom jeweiligen Bearbeitungsprozess, der Erfassungsgeometrie und der Anzahl gleichzeitig aktiver Absaugstellen ab. Als Ausgangspunkt gilt: Je näher die Erfassung an der Entstehungsquelle liegt, desto geringer ist der benötigte Volumenstrom. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen zur Auslegung einer Absauganlage für die Kunststoffverarbeitung.
Welche Schadstoffe entstehen bei der Kunststoffverarbeitung?
Bei der Kunststoffverarbeitung entstehen je nach Prozess und Werkstoff drei Schadstoffklassen: Feinstaub und Kunststoffstaub aus mechanischen Bearbeitungsprozessen wie Fräsen, Sägen und Schleifen, flüchtige organische Verbindungen (VOC) sowie Pyrolyserauch aus thermischen Prozessen wie Extrusion, Spritzguss und Laserschneiden. Welche Schadstoffe konkret anfallen, bestimmt die Wahl der Absaugtechnik und Filterstufe.
Mechanische Bearbeitung: Staub und Fasern
Beim Fräsen, Bohren, Sägen oder Schleifen von Kunststoffteilen entstehen Partikel unterschiedlicher Größe. Thermoplaste wie PE, PP oder PA erzeugen feinen Kunststoffstaub, der lungengängig sein kann. Bei glasfaser- oder kohlefaserverstärkten Kunststoffen (GFK, CFK) kommen Faserfragmente hinzu, die nach TRGS 504 als besonders gesundheitsgefährdend eingestuft werden. Für krebserzeugende Kunststoffstäube aus mechanischen Bearbeitungsprozessen sind die Anforderungen nach GefStoffV sowie TRGS 504 maßgeblich.
Thermische Verarbeitung: Dämpfe und VOC
Beim Spritzguss, Thermoformen, Extrudieren oder Kunststoffschweißen werden Polymere erhitzt. Dabei entstehen Kunststoffdämpfe, VOC und bei PVC zusätzlich Chlorwasserstoff (HCl). Der Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) für HCl beträgt 2 ml/m³ (entspricht 3 mg/m³). Für Styrol gilt ein AGW von 86 mg/m³ (20 ppm). Die maßgeblichen Grenzwerte sind in TRGS 900 geregelt. Beim Laserschneiden von Kunststoffen entsteht Pyrolyserauch, der eine Kombination aus Partikeln und gasförmigen Schadstoffen darstellt und eine mehrstufige Filtration erfordert.
Wie wird der Volumenstrom für eine Absauganlage berechnet?
Der Volumenstrom einer Kunststoff-Absauganlage wird aus drei Faktoren berechnet: dem erforderlichen Erfassungsvolumenstrom je Absaugstelle, der Anzahl gleichzeitig aktiver Absaugstellen und dem Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF). Der GZF beschreibt das Verhältnis der tatsächlich gleichzeitig aktiven Stellen zur Gesamtzahl aller Absaugstellen. Durch die Analyse des Gleichzeitigkeitsfaktors lässt sich die Absauganlage abhängig von den tatsächlichen Betriebsabläufen bis zu 40 % kleiner dimensionieren.
Der Volumenstrom je Absaugstelle ergibt sich aus der Erfassungsgeometrie: Eine Absaughaube über einer CNC-Fräse benötigt einen anderen Volumenstrom als eine Punktabsaugung direkt an der Werkzeugschneide. Grundregel: Je weiter die Erfassungsöffnung von der Quelle entfernt ist, desto größer muss der Volumenstrom sein, um dieselbe Erfassungswirkung zu erzielen.
Ein Beispiel zur Verdeutlichung: Ein Betrieb mit 20 Absaugplätzen und einem GZF von 0,6 legt die Anlage für 12 gleichzeitig aktive Plätze aus – das entspricht bis zu 40 % kleinere Dimensionierung gegenüber dem Vollbetrieb aller Plätze. Dieser Faktor sollte jedoch immer anhand der tatsächlichen Produktionsabläufe ermittelt und dokumentiert werden. Die Auslegung nach Anwendungsfall ist dabei entscheidend, weil Prozess, Werkstoff und Erfassungsgeometrie den Volumenstrom stärker beeinflussen als pauschale Richtwerte.
Welche Faktoren beeinflussen den Volumenstrom bei Kunststoffprozessen?
Den Volumenstrom bei Kunststoffprozessen beeinflussen vor allem die Art des Bearbeitungsverfahrens, die Geometrie der Erfassung, der Staubaustrag der Maschine, die erforderliche Staubklasse nach DIN EN IEC 60335-2-69 sowie die Anzahl gleichzeitig betriebener Maschinen. Kein einzelner Faktor allein bestimmt den Bedarf.
- Bearbeitungsverfahren: Hochgeschwindigkeitsfräsen erzeugt mehr Staubaustrag als langsames Sägen. Thermische Prozesse wie Extrusion erzeugen kontinuierlich Dämpfe, mechanische Prozesse oft intermittierend.
- Erfassungsgeometrie: Einhausungen und maschinennahe Hauben arbeiten mit deutlich geringerem Volumenstrom als offene Hallenabsaugungen.
- Staubklasse: Für Stäube mit einem AGW unter 0,1 mg/m³ ist Staubklasse H erforderlich. Die Staubklasse bewertet das Gerät, nicht allein das Filtermedium. Die Auswahl einer geeigneten Filtermedienklasse ist gesondert anhand der Anwendung und Gerätekonfiguration zu prüfen. Die Staubklasse beeinflusst die Filterauslegung und den Druckverlust, der wiederum den Volumenstrom beeinflusst.
- Werkstoff: Klebrige oder hygroskopische Kunststoffstäube können Filter zusetzen und erfordern eine angepasste Auslegung mit Nassabscheidern oder speziellen Filtermedien.
- Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF): Bei mehreren Maschinen reduziert der GZF den tatsächlich benötigten Gesamtvolumenstrom, sofern nicht alle Stellen gleichzeitig in Betrieb sind.
Die Gefährdungsbeurteilung nach § 6 GefStoffV ist die Grundlage jeder Auslegungsentscheidung. Sie legt fest, welche Schadstoffe in welcher Konzentration anfallen und welche Schutzmaßnahmen erforderlich sind.
Was passiert, wenn der Volumenstrom zu niedrig oder zu hoch gewählt wird?
Ein zu niedriger Volumenstrom führt dazu, dass Schadstoffe nicht vollständig erfasst werden und in die Atemluft der Beschäftigten gelangen. Ein zu hoher Volumenstrom erhöht den Energieverbrauch unnötig, kann zu Strömungsgeräuschen führen und die Filterstandzeit durch übermäßigen Staubeintrag verkürzen. Beide Fehlauslegungen verursachen Mehrkosten.
Bei unzureichender Absaugleistung steigt die Staubbelastung am Arbeitsplatz über den zulässigen AGW. Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte. Die Einhaltung der Grenzwerte nach TRGS 900 ist daher nicht nur eine technische, sondern auch eine rechtliche Anforderung.
Ein überdimensionierter Volumenstrom verursacht hingegen höhere Investitions- und Betriebskosten. Zu hohe Strömungsgeschwindigkeiten an der Erfassungsöffnung können zudem dazu führen, dass leichte Kunststoffteile oder Schleifhilfsmittel mitgerissen werden. Die richtige Auslegung liegt deshalb immer zwischen diesen beiden Extremen und erfordert eine prozessspezifische Berechnung.
Welche Filterkombination eignet sich für Kunststoffdämpfe?
Für Kunststoffdämpfe aus thermischen Prozessen ist in der Regel eine mehrstufige Filtration erforderlich: zunächst eine Partikelabscheidung über einen Entstauber oder Nassabscheider, anschließend eine Behandlung der Gasphase über Aktivkohle. Aktivkohle wirkt gegen VOC und Gerüche, aber nicht gegen Partikel. Die Reihenfolge ist technisch zwingend.
Trockene Bearbeitung: Entstauber der CF-Serie
Bei mechanischer Kunststoffbearbeitung ohne Kühlmittel eignen sich Entstauber mit Kartuschenfiltern. Welche Staubklasse erforderlich ist, richtet sich nach dem AGW des Staubes: Staubklasse L für AGW über 1 mg/m³, Staubklasse M ab 0,1 mg/m³, Staubklasse H unter 0,1 mg/m³ sowie bei krebserzeugenden Stäuben. Für Geräte der Staubklasse H gilt ein maximaler Geräte-Durchlassgrad von 0,005 %. Die Staubklasse bewertet das Gerät, nicht allein das Filtermedium; die Auswahl einer geeigneten Filtermedienklasse ist gesondert anhand der Anwendung und Gerätekonfiguration zu prüfen. Alle Anlagen werden nach den für den jeweiligen Prozess einschlägigen Regelwerken ausgelegt, bei Zerspanung und Kunststoffbearbeitung nach TRGS 504, TRGS 900 und GefStoffV.
Klebrige oder hygroskopische Stäube: Nassabscheider
Klebrige, reaktive oder elektrostatisch aufladbare Kunststoffstäube können Trockenfilter zusetzen. Hier sind Nassabscheider die geeignete Option. Sie binden den Staub in der Flüssigphase und eignen sich besonders für Kunststoffpulver, Regranulat und Mahlgut mit hohem Feinanteil. Bei Gemischen aus Staub und Dampf muss zuerst die Partikelabscheidung und danach die Gasphasenbehandlung erfolgen.
Wann lohnt sich eine zentrale statt einer dezentralen Absauganlage?
Eine zentrale Absauganlage lohnt sich, wenn mehrere Maschinen oder Arbeitsplätze kontinuierlich Schadstoffe erzeugen und der Gleichzeitigkeitsfaktor eine gemeinsame Auslegung wirtschaftlich macht. Dezentrale Lösungen sind sinnvoll bei wenigen, räumlich getrennten Quellen oder bei sehr unterschiedlichen Schadstoffprofilen an den einzelnen Stellen.
Bei einer zentralen Anlage wird der Gesamtvolumenstrom über ein Rohrleitungsnetz auf alle angeschlossenen Absaugstellen verteilt. Der GZF spielt hier eine entscheidende Rolle: Wenn nicht alle Maschinen gleichzeitig laufen, kann die zentrale Anlage kleiner dimensioniert werden als die Summe der Einzelanlagen. Das reduziert Investitionskosten und vereinfacht die Wartung, da nur ein Filtersystem gepflegt werden muss.
Dezentrale oder mobile Absauganlagen bieten dagegen Flexibilität bei wechselnden Produktionsaufstellungen. Sie eignen sich für Betriebe mit variablem Maschinenpark oder wenn einzelne Prozesse stark unterschiedliche Schadstoffe erzeugen, die separate Filterkombinationen erfordern. Auch die Frage der Abluftführung spielt eine Rolle: Zentrale Anlagen lassen sich leichter mit Wärmerückgewinnungssystemen kombinieren, was die Betriebskosten langfristig senkt.
Wie ULMATEC die Auslegung einer Kunststoff-Absauganlage unterstützt
Für Betreiber in der Kunststoffverarbeitung, die den richtigen Volumenstrom ermitteln und eine normkonforme Absauganlage einsetzen müssen, analysiert ULMATEC den jeweiligen Werkstoff, Prozess und Volumenstrom und entwickelt, fertigt und montiert die passende Absauganlage dazu. Auslegung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme erfolgen aus einer Hand, hergestellt in Deutschland.
- Individuelle Auslegungsrechnung auf Basis der tatsächlichen Produktionsabläufe und des Gleichzeitigkeitsfaktors
- Entstauber der CF-Serie (Baugröße XS bis XXL) für trockene Kunststoffstäube mit Staubklasse L, M oder H
- Nassabscheider der WE-Serie (Baugröße S, M, L Plus und X) für klebrige, hygroskopische oder elektrostatisch aufladbare Kunststoffstäube
- Mehrstufige Filterkombinationen für Kunststoffdämpfe und VOC aus thermischen Prozessen
- Normkonforme Auslegung nach TRGS 504, TRGS 900 und GefStoffV für die Kunststoffbearbeitung
- Lieferung von Standardkomponenten innerhalb von 24 Stunden
- Vollständige technische Dokumentation für Gefährdungsbeurteilung und BG-Prüfung
- Unsere Anlagen sind meist förderfähig nach BAFA und KfW. Fragen Sie uns dazu an. Unsere Bewilligungsquote für Förderungen liegt bei 100 %.
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