Welche Absaugung passt zu einer Verpackungslinie für Pulverprodukte?

Für Verpackungslinien, die Pulverprodukte abfüllen, dosieren oder transportieren, eignen sich in den meisten Fällen Entstauber der Staubklasse M oder H mit Trockenfiltertechnik. Welche Staubklasse konkret erforderlich ist, richtet sich nach dem Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) des jeweiligen Pulvers gemäß TRGS 900. Ob zusätzlich ATEX-Schutz notwendig ist, hängt von der Explosionsfähigkeit des Staubs und der vorliegenden Staubzone ab. Die folgenden Abschnitte klären die wichtigsten Fragen zur Auslegung einer Absauganlage für Pulver Schritt für Schritt.

Welche Staubarten entstehen beim Verpacken von Pulverprodukten?

Beim Verpacken von Pulverprodukten entstehen feinteilige, luftgetragene Stäube, die beim Befüllen, Dosieren, Fördern und Versiegeln freigesetzt werden. Die Partikelgröße, die Konzentration und die Gefährlichkeit des Staubs hängen direkt vom verarbeiteten Produkt ab und bestimmen, welche Schutzmaßnahmen erforderlich sind.

Typische Staubarten in Verpackungslinien lassen sich nach ihrer Gefährdung unterscheiden:

• Lebensmittelpulver (Mehl, Milchpulver, Zucker, Gewürze): organisch, zum Teil explosionsfähig, mit AGW-Werten im mittleren bis hohen Bereich
• Chemische Pulver (Waschmittel, Düngemittel, Pigmente): variieren stark in Toxizität und Reaktivität
• Pharmazeutische Wirkstoffe (APIs, Hilfsstoffe): häufig mit sehr niedrigen AGW-Werten, teilweise krebserzeugend oder sensibilisierend
• Mineralische Pulver (Zement, Kalk, Quarzstaub): Quarzfeinstaub (Siliziumdioxid) gilt als krebserzeugend und unterliegt besonderen Regelungen

Entscheidend für die Auslegung der Staubabsaugung ist nicht allein die Menge des anfallenden Staubs, sondern sein gesundheitliches Gefährdungspotenzial. Dieses wird über den AGW nach TRGS 900 bewertet. Liegt der AGW unter 0,1 mg/m³, ist Staubklasse H erforderlich. Liegt er zwischen 0,1 und 1 mg/m³, gilt Staubklasse M. Bei krebserzeugenden Stäuben gelten zusätzlich die Anforderungen der TRGS 910.

Welche Absaugprinzipien eignen sich für Pulverstaub in der Verpackung?

Für Pulverstaub in Verpackungslinien eignen sich primär zwei Absaugprinzipien: die Trockenfiltration mit Entstaubern sowie die Nassabscheidung für reaktive, hygroskopische oder elektrostatisch aufladbare Pulver. Die Wahl hängt von den Eigenschaften des Staubs und den Anforderungen an die Rückgewinnung des Produkts ab.

Trockenfiltration mit Entstaubern

Entstauber mit Patronenfiltern (Cartridge-Filter) sind das Standardprinzip für die meisten Pulveranwendungen. Sie erfassen den Staub trocken, filtern ihn ab und ermöglichen bei entsprechender Auslegung die Rückführung des Produkts in den Prozess. Dieses Prinzip eignet sich gut für nicht reaktive, nicht hygroskopische Pulver wie Gewürze, Kunststoffgranulat oder mineralische Schüttgüter.

Nassabscheidung für Sonderanwendungen

Nassabscheider sind die geeignete Option, wenn der Staub reaktiv, hygroskopisch oder elektrostatisch aufladbar ist. Bestimmte metallische Pulver, aber auch manche pharmazeutischen Wirkstoffe, können im trockenen Zustand Zündgefahren entwickeln oder sich im Filter aufbauen. Nassabscheider binden den Staub in Wasser und eliminieren damit die Brandgefahr, erfordern aber eine geregelte Entsorgung des Schlamms.

Für Verpackungslinien mit mehreren Abfüllstationen empfiehlt sich die Prüfung einer zentralen Absauganlage. Dabei ist der Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF) ein wichtiger Auslegungsparameter: Nicht alle Abfüllstationen sind gleichzeitig aktiv. Der GZF kann die erforderliche Anlagengröße um bis zu 40 % reduzieren. Ein Betrieb mit 20 Absaugstellen muss also nicht für 20, sondern realistisch für etwa 12 gleichzeitig aktive Stellen auslegen. Dieser Faktor sollte anhand der tatsächlichen Produktionsabläufe ermittelt und dokumentiert werden.

Welcher Filtertyp ist für Pulverstaub in Verpackungsanlagen geeignet?

Für trockene Pulverstäube in Verpackungsanlagen sind Entstauber mit Patronenfiltern (Cartridge-Filter) in der Regel die erste Wahl. Die erforderliche Staubklasse nach DIN EN IEC 60335-2-69 richtet sich nach dem AGW des Staubs: Staubklasse L für AGW über 1 mg/m³, Staubklasse M ab 0,1 mg/m³ und Staubklasse H für AGW unter 0,1 mg/m³ sowie bei krebserzeugenden Stäuben.

Bei der Filterauswahl für Pulverprodukte sind folgende Punkte zu beachten:

• Abreinigungsmechanismus: Patronenfilter mit Druckstoßabreinigung (Jet-Pulse) sind für staubintensive Prozesse geeignet, da sie den Filter im laufenden Betrieb reinigen und so eine konstante Filterleistung sicherstellen.
• Filtermedium: Bei hygroskopischen Pulvern, die Feuchtigkeit aufnehmen und verklumpen, müssen hydrophobe oder beschichtete Filtermedien eingesetzt werden.
• Produktrückgewinnung: Wenn das abgeschiedene Pulver wertvoll ist, ermöglicht ein Auffangbehälter unterhalb des Filters die Rückführung in den Prozess.
• ATEX-Ausführung: Ist der Staub explosionsfähig, muss der Entstauber in ATEX-konformer Ausführung geliefert werden (mehr dazu im nächsten Abschnitt).

Für pharmazeutische Anwendungen mit sehr niedrigen AGW-Werten ist Staubklasse H mit einem maximalen Durchlassgrad von 0,005 % erforderlich. In der Praxis wird das über Schwebstofffilterstufen der Klasse H13 oder H14 nach DIN EN 1822 erreicht. Wichtig: Die Staubklasse selbst schreibt keine bestimmte Filtermedienklasse vor, sie definiert das Geräteverhalten unter Prüfbedingungen.

Wann ist eine ATEX-konforme Absauganlage Pflicht?

Eine ATEX-konforme Absauganlage ist Pflicht, sobald in der Verpackungslinie eine explosionsfähige Staubatmosphäre entstehen kann. Die Pflicht zur ATEX-Ausführung ergibt sich aus der Gefährdungsbeurteilung und der Zoneneinteilung nach GefStoffV Anhang I Nr. 1.7. Viele organische und anorganische Pulver sind explosionsfähig, darunter Mehl, Zucker, Stärke, Kunststoffpulver und bestimmte Metallpulver.

Die Zoneneinteilung für Staub unterscheidet drei Bereiche:

• Zone 20: Explosionsfähige Staubatmosphäre ist ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden (z. B. Innenraum von Silos oder Förderleitungen).
• Zone 21: Explosionsfähige Staubatmosphäre tritt im Normalbetrieb gelegentlich auf (z. B. unmittelbar an Abfüllöffnungen).
• Zone 22: Explosionsfähige Staubatmosphäre tritt im Normalbetrieb normalerweise nicht auf und, wenn, dann nur selten und kurzzeitig.

Wichtig: Die Zonen 20, 21 und 22 gelten ausschließlich für Staub. Für Gase und Dämpfe gelten die Zonen 0, 1 und 2. Beide Systeme dürfen nicht vermischt werden. Bei der Zoneneinteilung sind auch Staubablagerungen zu berücksichtigen, nicht nur die Staubwolke selbst.

Die Absauganlage muss der Gerätekategorie entsprechen, die für die jeweilige Zone zugelassen ist. Betreiber sind verpflichtet, die Zoneneinteilung zu dokumentieren und die eingesetzten Geräte entsprechend auszuwählen. Eine ATEX-fähige Absauganlage allein ersetzt dabei keine vollständige Explosionsschutzmaßnahme. Die Gefährdungsbeurteilung bildet die Grundlage für alle weiteren Entscheidungen.

Wie lässt sich die Absaugung in eine bestehende Verpackungslinie integrieren?

Die Integration einer Absauganlage in eine bestehende Verpackungslinie ist technisch möglich, erfordert aber eine sorgfältige Planung. Erfassungselemente wie Absaughauben, Einhausungen oder Schlitzdüsen müssen an die vorhandene Maschinengeometrie angepasst werden, ohne den Produktionsablauf zu unterbrechen.

Bei der Integration sind folgende Punkte zu klären:

• Erfassungspunkte identifizieren: Wo genau entsteht der Staub? Typische Stellen sind Abfüllöffnungen, Förderbänder, Wiegestationen und Versiegelungsbereiche.
• Rohrleitungsführung planen: Die Saugleitungen müssen so verlegt werden, dass Ablagerungen im Rohr vermieden werden. Für Pulver gelten Mindestfördergeschwindigkeiten, um Sedimentation zu verhindern.
• Platzbedarf für den Entstauber: Zentrale Entstauber können außerhalb der Produktionshalle oder auf dem Dach aufgestellt werden, um Platz in der Linie zu sparen.
• Gleichzeitigkeitsfaktor berücksichtigen: Nicht alle Erfassungspunkte sind gleichzeitig aktiv. Eine realistische Auslegung spart Investitionskosten.
• Elektrische Anbindung und Steuerung: Die Absauganlage sollte mit der Maschinensteuerung der Verpackungslinie verknüpft werden, damit sie nur bei laufender Produktion aktiv ist.

Modulare industrielle Absauganlagen bieten den Vorteil, dass sie in verschiedenen Größen verfügbar sind und sich stufenweise erweitern lassen, wenn die Produktion wächst. Bei der Nachrüstung bestehender Linien empfiehlt sich eine technische Bestandsaufnahme vor der Auslegung, um die tatsächlichen Volumenströme und Staubmengen zu ermitteln.

Welche Normen und Fördermöglichkeiten gelten für Absauganlagen in der Verpackungsindustrie?

Für Absauganlagen in der Verpackungsindustrie gelten die einschlägigen Regelwerke der GefStoffV, der TRGS-Reihe und der DGUV. Fördermittel über BAFA und KfW stehen für energieeffiziente Absauganlagen zur Verfügung, sofern die Anlage die entsprechenden technischen Voraussetzungen erfüllt.

Die wichtigsten Regelwerke im Überblick:

• GefStoffV: Gefahrstoffverordnung als übergeordnete Rechtsgrundlage für den Umgang mit gefährlichen Stäuben und die Pflicht zur Gefährdungsbeurteilung.
• TRGS 900: Arbeitsplatzgrenzwerte, aus denen sich die erforderliche Staubklasse der Absauganlage ableitet.
• TRGS 504: Technische Regel für Tätigkeiten mit Exposition gegenüber A- und E-Staub, relevant für allgemeine Staubabsaugung.
• TRGS 910: Risikobezogenes Maßnahmenkonzept für krebserzeugende Gefahrstoffe, anwendbar bei Pulvern mit krebserzeugender Wirkung.
• TRGS 727: Vermeidung von Zündgefahren durch elektrostatische Aufladungen, relevant bei explosionsfähigen Pulvern.
• DIN EN IEC 60335-2-69: Norm für die Staubklassifizierung von Entstaubern (L/M/H).

Alle Anlagen werden nach den für den jeweiligen Prozess einschlägigen Regelwerken ausgelegt. Bei Zerspanung und Kunststoffbearbeitung sind TRGS 504, TRGS 900 und GefStoffV maßgeblich. Für pharmazeutische Pulver mit krebserzeugenden Eigenschaften gilt zusätzlich TRGS 910.

Zur Förderung: Absauganlagen, die zur Energieeffizienz beitragen oder Wärmerückgewinnung integrieren, können über BAFA- oder KfW-Programme gefördert werden. Voraussetzung ist in der Regel eine technische Dokumentation der Anlage, die die Förderfähigkeit belegt. Betriebe sollten die Förderbedingungen vor der Investitionsentscheidung prüfen, da sich die Programme und Konditionen ändern können. Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte.

Wie ULMATEC bei der Absaugung von Pulverprodukten hilft

Wir analysieren für Verpackungslinien mit Pulverprodukten den jeweiligen Werkstoff, den Prozess und den erforderlichen Volumenstrom und entwickeln, fertigen und montieren die passende Absauganlage dazu. Auslegung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme erfolgen aus einer Hand, hergestellt in Deutschland.

Was wir konkret leisten:

• Staubanalyse und Zoneneinteilung: Wir klären gemeinsam mit Ihnen, welche Staubklasse und welche ATEX-Kategorie für Ihren Prozess erforderlich sind.
• Entstauber der CF-Baureihe: Unsere Cartridge-Filter-Entstauber sind in den Größen XS bis XXL verfügbar und decken Luftvolumen bis 250.000 m³/h ab.
• Nassabscheider für reaktive Pulver: Für hygroskopische oder elektrostatisch aufladbare Stäube setzen wir Nassabscheider der WE-Baureihe ein.
• ATEX-fähige Ausführungen: Alle Anlagen sind ATEX-fähig und werden entsprechend der vorliegenden Staubzone ausgelegt.
• Integration in bestehende Linien: Wir planen die Erfassungselemente und Rohrleitungsführung passend zur vorhandenen Maschinengeometrie.
• Fördermittelberatung: Wir unterstützen Sie bei der Dokumentation für BAFA- und KfW-Förderprogramme.
• Angebot in 24 Stunden: Sie erhalten Ihr individuelles Angebot innerhalb eines Werktages.

Sprechen Sie uns an und schildern Sie Ihren Prozess. Wir beraten Sie konkret und legen die passende Absauganlage für Ihre Verpackungslinie aus.

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