Pyrolyserauch entsteht, wenn Kunststoffe durch Hitze thermisch zersetzt werden. Dabei entstehen komplexe Gemische aus Gasen, Dämpfen und Feinpartikeln, die je nach Kunststofftyp stark unterschiedliche und teils krebserzeugende Substanzen enthalten. Für Betreiber von Produktionsanlagen, in denen Kunststoffe bearbeitet, geschweißt oder geschnitten werden, ist der Umgang mit Pyrolysegasen eine ernsthafte arbeitsschutzrechtliche Verpflichtung. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen rund um Entstehung, Gefährdung und Absaugung.
Welche Schadstoffe entstehen beim Erhitzen von Kunststoff?
Beim Erhitzen von Kunststoff entstehen durch thermische Zersetzung Pyrolysegase und Rauche, die eine Vielzahl chemischer Verbindungen enthalten. Typische Schadstoffe sind Kohlenmonoxid, Benzol, Formaldehyd, Styrol, Isocyanate, Phthalsäureester sowie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK). Die genaue Zusammensetzung hängt stark vom jeweiligen Kunststofftyp ab.
Die thermische Zersetzung von Kunststoff ist kein einheitlicher Prozess. Je nach Polymer entstehen unterschiedliche Abbauprodukte:
- PVC (Polyvinylchlorid): Freisetzung von Salzsäuregas (HCl) und chlorierten Kohlenwasserstoffen
- Polyurethan (PU): Entstehung von Isocyanaten und Blausäure (HCN), beide hochgiftig
- Polystyrol (PS): Freisetzung von Styrol und Benzol, beide als krebsverdächtig eingestuft
- ABS-Kunststoff: Kombination aus Styrol, Acrylnitril und Butadien-Abbauprodukten
- Polypropylen und Polyethylen: Aliphate, Aldehyde und organische Säuren
- Fluorkunststoffe (z.B. PTFE): Freisetzung von Fluorwasserstoff und hochgiftigen Perfluorverbindungen
Neben den gasförmigen Komponenten entstehen bei der Kunststoffbearbeitung auch Feinpartikel und Ultrafeinpartikel (UFP) mit Durchmessern unter 0,1 Mikrometer. Diese Partikel dringen besonders tief in die Atemwege ein und sind mit konventionellen Filtern schwer zu erfassen.
Wie gefährlich ist Pyrolyserauch für die Gesundheit?
Pyrolyserauch ist je nach Kunststofftyp akut reizend bis krebserzeugend. Kurzfristige Exposition verursacht Reizungen der Atemwege, Augen und Schleimhäute. Bei wiederholter oder langfristiger Exposition ohne ausreichenden Schutz besteht das Risiko chronischer Lungenerkrankungen sowie krebserzeugender Wirkungen durch Substanzen wie Benzol, Formaldehyd oder Isocyanate.
Die TRGS 900 (Technische Regeln für Gefahrstoffe) legt Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) für viele dieser Einzelsubstanzen fest. Für krebserzeugende Stoffe wie Benzol gilt zusätzlich das Minimierungsgebot: Die Exposition ist so weit wie technisch möglich zu reduzieren, unabhängig davon, ob ein Grenzwert eingehalten wird. Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte.
Besonders kritisch ist die Exposition gegenüber Isocyanaten, da diese bereits in kleinsten Konzentrationen Asthma auslösen können. Sensibilisierte Personen reagieren danach dauerhaft auf jede weitere Exposition. Auch Fluorkunststoffe sind ein Sonderfall: Schon geringe Mengen PTFE-Rauch können Polymerfieber auslösen, ein grippeähnliches Krankheitsbild mit Fieber und Atemnot.
Bei welchen Kunststoffbearbeitungsverfahren entsteht Pyrolyserauch?
Pyrolyserauch entsteht bei allen Verfahren, bei denen Kunststoffe thermisch belastet werden. Dazu gehören Schweißen, Schneiden, Fräsen, Laserschneiden, 3D-Druck sowie Spritzguss und Extrusion bei zu hohen Temperaturen. Auch das Heißprägen, Löten auf Kunststoffträgern und das Warmbiegen erzeugen relevante Schadstoffmengen.
Im Einzelnen sind folgende Verfahren besonders relevant:
- Kunststoffschweißen: Heißluft-, Ultraschall- und Reibschweißen erzeugen konzentrierten Rauch direkt an der Fügestelle
- Laserschneiden von Kunststoff: Hohe Energiedichte führt zu vollständiger Pyrolyse, mit teils hochgiftigen Abbauprodukten
- CNC-Fräsen und Sägen: Reibungswärme kann bei thermoplastischen Kunststoffen zur lokalen Pyrolyse führen
- 3D-Druck (FDM-Verfahren): Filamentmaterialien wie ABS oder Nylon setzen beim Aufschmelzen Ultrafeinpartikel und flüchtige organische Verbindungen (VOC) frei
- Spritzguss und Extrusion: Überhitzung oder Materialstau führen zur Zersetzung des Polymers und zur Rauchentwicklung
Typische Herausforderung: In der Produktion laufen oft mehrere dieser Prozesse gleichzeitig oder in unmittelbarer Nähe zueinander. Das erschwert die Erfassung und erfordert eine sorgfältige Gefährdungsbeurteilung als Grundlage für die Auslegung der Absauganlagen nach Anwendung.
Was unterscheidet Pyrolyserauch von normalem Schweißrauch?
Der wesentliche Unterschied liegt in der chemischen Zusammensetzung. Schweißrauch beim Metallschweißen enthält vor allem Metalloxide und Partikel. Pyrolyserauch aus der Kunststoffbearbeitung enthält dagegen ein breites Spektrum organischer Verbindungen, Gase und Dämpfe, die mit Standardfiltern für Schweißrauch nicht vollständig erfasst werden können.
Schweißrauch aus Metall ist in seiner Zusammensetzung relativ gut charakterisiert. Für die Absaugung gelten klare Anforderungen nach DIN EN ISO 21904, und W3-zertifizierte Geräte sind für krebserzeugende Stoffe wie Chrom(VI) Pflicht. Pyrolyserauch ist dagegen ein variables Gemisch, das sich je nach Kunststoff, Verfahren und Temperatur stark verändert.
Ein weiterer Unterschied: Pyrolysegase enthalten häufig hohe Anteile gasförmiger Schadstoffe, die durch reine Partikelfilter nicht zurückgehalten werden. Für eine wirksame Filtration von Kunststoffrauch sind deshalb in vielen Fällen zusätzliche Aktivkohlestufen oder Kombinationsfilter erforderlich, die sowohl Partikel als auch gasförmige Verbindungen abscheiden. Wer Filtersysteme für Kunststoffanwendungen auswählt, muss den Schadstoffmix des jeweiligen Prozesses kennen.
Welche Absauglösung ist für Pyrolyserauch geeignet?
Für die Absaugung von Pyrolyserauch sind Filteranlagen erforderlich, die sowohl Feinpartikel als auch gasförmige Schadstoffe erfassen. Je nach Schadstoffprofil kommen Kombinationen aus HEPA-Partikelfiltern und Aktivkohlestufen zum Einsatz. Bei reaktiven oder wasserlöslichen Schadstoffen kann auch ein Nassabscheider die geeignete Technologie sein.
Die Auswahl der richtigen Absauglösung beginnt mit der Gefährdungsbeurteilung. Erst wenn bekannt ist, welche Schadstoffe in welchen Konzentrationen entstehen, lässt sich die Filtertechnologie zielgerichtet auswählen. Folgende Kriterien sind entscheidend:
- Schadstoffart: Partikel, Gase oder Kombination aus beidem
- Erfassungsgrad: Punktabsaugung direkt an der Entstehungsquelle oder Raumlufterfassung
- Volumenstrom: Abhängig von Prozess, Anzahl der Quellen und Raumgröße
- Filterklasse: Bei krebserzeugenden Stoffen W3-Zertifizierung nach DIN EN ISO 21904 erforderlich
- Gasförmige Schadstoffe: Aktivkohlestufe für VOC, Isocyanate und andere organische Verbindungen notwendig
Mobile Absauganlagen eignen sich für einzelne Arbeitsplätze oder wechselnde Einsatzorte. Zentrale Absaugsysteme sind die richtige Wahl, wenn mehrere Bearbeitungsplätze gleichzeitig betrieben werden. Dabei lässt sich durch einen Gleichzeitigkeitsfaktor die tatsächlich benötigte Anlagengröße realistisch berechnen: Wenn nicht alle Plätze gleichzeitig aktiv sind, kann die Anlagengröße um bis zu 40 Prozent reduziert werden.
Welche gesetzlichen Pflichten gelten beim Umgang mit Pyrolyserauch?
Arbeitgeber sind nach der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) verpflichtet, eine Gefährdungsbeurteilung durchzuführen und wirksame Schutzmaßnahmen zu ergreifen. Für krebserzeugende Stoffe gilt das Minimierungsgebot. Technische Schutzmaßnahmen wie Absaugung haben dabei Vorrang vor persönlicher Schutzausrüstung.
Die relevanten Rechtsgrundlagen im Überblick:
- GefStoffV: Pflicht zur Gefährdungsbeurteilung, Substitutionsprüfung und technischen Schutzmaßnahmen
- TRGS 900: Arbeitsplatzgrenzwerte für Einzelsubstanzen wie Benzol, Formaldehyd und Styrol
- TRGS 910: Risikobasierte Grenzwerte für krebserzeugende Stoffe und Minimierungsgebot
- DGUV Vorschrift 1: Grundpflichten des Unternehmers zum Schutz der Beschäftigten
- DIN EN ISO 21904: W3-Zertifizierung als Anforderung an Absauggeräte bei krebserzeugenden Stäuben und Rauchen
Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte. Die Dokumentation der Gefährdungsbeurteilung und der eingesetzten Schutzmaßnahmen ist deshalb nicht nur rechtliche Pflicht, sondern auch ein zentrales Instrument im Haftungsschutz.
Wie ULMATEC bei der Absaugung von Pyrolyserauch unterstützt
Für Betreiber in der Kunststoffverarbeitung, die Pyrolyserauch sicher erfassen und filtrieren müssen, analysieren wir bei ULMATEC den jeweiligen Werkstoff, Prozess und Volumenstrom und entwickeln, fertigen und montieren die passende Absauganlage. Hergestellt in Deutschland, ausgelegt für Ihre spezifische Anwendung.
- Auslegung der Absauganlage auf Basis der Gefährdungsbeurteilung und des tatsächlichen Schadstoffprofils
- Filterauswahl aus über 100 Filterkombinationen, einschließlich HEPA-Stufen, Aktivkohle und Nassabscheidern für reaktive Schadstoffe
- W3-zertifizierte Systeme nach DIN EN ISO 21904 für krebserzeugende Stoffe
- Mobile Absauganlagen für einzelne Arbeitsplätze sowie zentrale Systeme für Volumenströme von 3.000 bis 250.000 m³/h
- Lieferung inklusive vollständiger technischer Dokumentation für Gefährdungsbeurteilung und BG-Prüfung
- Förderfähige Anlagen nach BAFA und KfW zur Reduzierung der Investitionskosten
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