Eine Absauganlage für die Kunststoffbearbeitung erfasst Staub, Dämpfe und Aerosole direkt an der Entstehungsquelle, transportiert sie über ein Rohrleitungssystem und scheidet sie in einem mehrstufigen Filtersystem ab. Welche Filtertechnologie, welche Anlagengröße und welche Normkonformität erforderlich sind, hängt vom Werkstoff, vom Bearbeitungsverfahren und vom Gefährdungspotenzial der entstehenden Emissionen ab. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen zur Auslegung und zum Betrieb einer solchen Anlage.
Welche Schadstoffe entstehen bei der Kunststoffbearbeitung?
Bei der Kunststoffbearbeitung entstehen je nach Verfahren und Werkstoff drei Schadstoffgruppen: Feinstäube und Grobstäube aus mechanischen Prozessen wie Fräsen, Sägen oder Schleifen, Dämpfe und flüchtige organische Verbindungen (VOC) aus thermischen Prozessen wie Spritzguss, Extrusion oder Laserschneiden sowie Fasern aus der Bearbeitung von glasfaser- oder carbonfaserverstärkten Kunststoffen.
Mechanische Verfahren wie das Fräsen oder Schleifen von Acrylglas, Polyamid, POM oder ABS erzeugen feinen Kunststoffstaub, der lungengängige Partikel enthält. Viele dieser Stäube sind nach den Arbeitsplatzgrenzwerten der TRGS 900 zu beurteilen. Besonders kritisch sind Stäube aus der Bearbeitung von Duroplasten, Verbundwerkstoffen und faserverstärkten Kunststoffen: GFK-Staub und CFK-Staub gelten als gesundheitsschädlich und können krebserzeugende Eigenschaften aufweisen.
Thermische Verfahren wie Spritzguss, Extrusion, Thermoformen oder Kunststoffschweißen setzen Thermodämpfe frei. Diese Dämpfe enthalten VOC und können je nach Kunststoff Substanzen wie Isocyanate, Formaldehyd oder Styrol umfassen. Die PVC-Bearbeitung setzt chlorhaltige Verbindungen frei, die besondere Anforderungen an die Filtration stellen. Beim Laserschneiden von Kunststoffen entsteht Pyrolyserauch mit einem komplexen Gemisch aus Partikeln und gasförmigen Schadstoffen.
Kunststoffpulver, Granulat, Mahlgut und Masterbatch können bei der Handhabung und beim Compoundieren feinen Staub freisetzen. Bestimmte Kunststoffstäube sind zudem elektrostatisch aufladbar oder brennbar. Ob ein Staub explosionsfähig ist, hängt von Partikelgröße, Konzentration und Zündenergie ab. Die Zoneneinteilung nach GefStoffV Anhang I Nr. 1.7 unterscheidet die Zonen 20, 21 und 22 für Stäube. Bei Verdacht auf explosionsfähige Staubatmosphären ist eine ATEX-konforme Auslegung der Absauganlage zwingend erforderlich. Für explosionsfähige Stäube ist zusätzlich ein Explosionsschutzdokument erforderlich.
Wie erfasst eine Absauganlage Staub und Dämpfe an der Quelle?
Eine Absauganlage erfasst Schadstoffe durch Erfassungselemente, die so nah wie möglich an der Entstehungsquelle positioniert werden. Dabei gilt das Grundprinzip: Je näher die Erfassung an der Quelle, desto geringer der erforderliche Volumenstrom und desto höher die Erfassungseffizienz. Die Art des Erfassungselements richtet sich nach dem Bearbeitungsverfahren.
Für die Kunststoffbearbeitung in der Industrie kommen je nach Prozess unterschiedliche Erfassungsformen zum Einsatz:
- Absaughauben und Einhausungen für stationäre Maschinen wie Fräszentren, Sägen oder Schleifmaschinen
- Direktabsaugung an der Maschine über integrierte Anschlüsse, zum Beispiel an CNC-Bearbeitungszentren
- Schlitzdüsen und Saugdüsen für flächige Bearbeitungsprozesse wie Schleifen oder Polieren
- Punktabsaugung mit Absaugarmen für manuelle Arbeitsplätze, etwa beim Kunststoffschweißen oder manuellen Fräsen
- Einhausungen mit Unterdruckführung für Prozesse mit hohem Staubaustrag wie Laserschneiden oder Thermoformen
Die Strömungsgeschwindigkeit im Erfassungsbereich muss ausreichend hoch sein, um Partikel und Dämpfe sicher einzuziehen. Schwere Partikel aus dem Fräsen oder Sägen verhalten sich anders als leichte Schwebstäube oder gasförmige VOC. Bei der Auslegung sind deshalb Partikelgröße, Dichte und das Strömungsverhalten der Emissionen zu berücksichtigen. Für verkettete oder automatisierte Anlagen lassen sich Erfassungselemente in den Maschinentakt integrieren, sodass die Absaugung nur dann aktiv ist, wenn tatsächlich Emissionen entstehen.
Welche Filtertechnologien eignen sich für Kunststoffstaub und -dämpfe?
Für Kunststoffstaub und Kunststoffdämpfe kommen drei Filtertechnologien in Frage: Trockenfilter (Entstauber mit Kartuschenfiltern) für trockene, nicht klebrige Stäube, Nassabscheider für klebrige, reaktive oder elektrostatisch aufladbare Materialien sowie Aktivkohlefilter für die Abscheidung gasförmiger VOC und Gerüche. Häufig ist eine Kombination aus Partikelabscheidung und Gasphasenbehandlung erforderlich.
Trockenfilter für Kunststoffstaub
Entstauber mit Kartuschenfiltern sind die Standardlösung für trockene Kunststoffstäube aus mechanischen Bearbeitungsprozessen wie Fräsen, Sägen, Schleifen oder Bohren. Die Staubklasse richtet sich nach dem Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) des jeweiligen Staubs. Nach DIN EN IEC 60335-2-69 werden Geräte in die Staubklassen L, M und H eingeteilt: Staubklasse L für Stäube mit einem AGW über 1 mg/m³, Staubklasse M ab 0,1 mg/m³ und Staubklasse H für Stäube mit einem AGW unter 0,1 mg/m³ sowie für krebserzeugende Stäube. 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.
Nassabscheider für besondere Anforderungen
Nassabscheider sind die geeignete Wahl, wenn Kunststoffstäube klebrig, hygroskopisch, reaktiv oder elektrostatisch aufladbar sind. Sie binden die Partikel in einem Wasserfilm, was die Gefahr von Staubablagerungen im Filtersystem reduziert. Auch bei GFK- und CFK-Staub, der aufgrund seiner Fasernatur Trockenfilter verstopfen kann, bieten Nassabscheider Vorteile. Nassabscheider vermeiden im Abscheider eine Staubwolke, ersetzen aber kein Explosionsschutzkonzept. Ob ein Nassabscheider im konkreten Anwendungsfall Brand- und Explosionsschutzanforderungen erfüllt, hängt vom jeweiligen Werkstoff und den spezifischen Prozessbedingungen ab; dies ist im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung zu prüfen.
Aktivkohle für VOC und Gerüche
Aktivkohle wirkt ausschließlich gegen die Gasphase, nicht gegen Partikel. Bei Prozessen, bei denen sowohl Staub als auch VOC entstehen, muss deshalb die Partikelabscheidung immer zuerst erfolgen, bevor die Abluft die Aktivkohlestufe durchläuft. Diese Reihenfolge ist technisch zwingend, da Staub die Aktivkohle sonst schnell verlegt und die Standzeit erheblich verkürzt. Für Arbeitsplatzgrenzwerte von Lösemitteln und VOC gilt die TRGS 900 als maßgebliches Regelwerk.
Was ist der Unterschied zwischen zentraler und dezentraler Absaugung bei der Kunststoffbearbeitung?
Bei der zentralen Absaugung versorgt eine gemeinsame Absauganlage mehrere Maschinen oder Arbeitsplätze über ein Rohrleitungsnetz. Bei der dezentralen Absaugung arbeitet jede Maschine oder jeder Arbeitsplatz mit einer eigenen, unabhängigen Einheit. Die Wahl hängt von der Anzahl der Absaugpunkte, dem Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF) und den räumlichen Gegebenheiten ab.
Zentrale Absauganlagen sind wirtschaftlich, wenn viele Maschinen gleichzeitig betrieben werden und ein einheitliches Schadstoffbild vorliegt. Ein entscheidender Auslegungsparameter ist dabei der Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF): Er beschreibt das Verhältnis gleichzeitig aktiver Absaugstellen zu sämtlichen Absaugstellen. Durch die Analyse des Gleichzeitigkeitsfaktors lässt sich die Absauganlage abhängig von den tatsächlichen Betriebsabläufen bis zu 40 % kleiner dimensionieren. Ein Betrieb mit 20 Absaugstellen, von denen maximal 12 gleichzeitig aktiv sind, weist beispielsweise einen GZF von 0,6 auf. Dieser Faktor sollte anhand der tatsächlichen Produktionsabläufe ermittelt und dokumentiert werden.
Dezentrale Einheiten, also mobile Absauganlagen, bieten Flexibilität bei wechselnden Arbeitsplätzen, kleinen Betrieben oder wenn unterschiedliche Schadstoffe an verschiedenen Stellen entstehen, die nicht gemeinsam gefiltert werden dürfen. Sie sind einfacher zu installieren, haben aber höhere Betriebskosten pro Absaugpunkt, wenn viele Einheiten parallel laufen.
Bei der Kunststoffbearbeitung mit mehreren verschiedenen Werkstoffen und Prozessen ist besonders zu prüfen, ob die entstehenden Emissionen überhaupt gemeinsam in einer zentralen Anlage abgeschieden werden dürfen. Klebrige Stäube, reaktive Materialien oder explosive Stäube können eine Trennung der Absaugkreise erfordern.
Welche Normen und Grenzwerte gelten für die Absaugung von Kunststoffemissionen?
Für die Absaugung von Kunststoffemissionen gelten primär die Gefahrstoffverordnung (GefStoffV), die TRGS 504 (Tätigkeiten mit Exposition gegenüber A- und E-Staub) und die TRGS 900 (Arbeitsplatzgrenzwerte). Bei krebserzeugenden Stäuben ist zusätzlich die TRGS 910 maßgeblich. Die Norm DIN EN ISO 21904 gilt ausschließlich für Schweißrauch und ist für Kunststoffschleifstaub oder Zerspanungsstaub nicht anwendbar.
Die Gefährdungsbeurteilung nach § 6 GefStoffV ist die Grundlage jeder Auslegungsentscheidung. Sie legt fest, welche Schadstoffe in welchen Konzentrationen auftreten, ob Grenzwerte nach TRGS 900 eingehalten werden und welche Schutzmaßnahmen erforderlich sind. Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte.
Die Staubklasse des Entstaubers richtet sich nach dem AGW des abzusaugenden Staubs. Für krebserzeugende Kunststoffstäube aus mechanischen Bearbeitungsprozessen, etwa aus der GFK- oder CFK-Bearbeitung, sind die Anforderungen nach GefStoffV sowie TRGS 504 und die einschlägigen DGUV-Regeln maßgeblich. Bei ATEX-relevanten Stäuben kommen zusätzlich die Anforderungen der Betriebssicherheitsverordnung und der ATEX-Richtlinien hinzu.
Alle Anlagen werden nach den für den jeweiligen Prozess einschlägigen Regelwerken ausgelegt. Bei Zerspanung und Kunststoffbearbeitung sind das TRGS 504, TRGS 900 und die GefStoffV. Die Einhaltung dieser Regelwerke ist Voraussetzung für den rechtssicheren Betrieb und für die Investitionssicherheit der Anlage.
Kann eine Absauganlage für Kunststoff auch zur Wärmerückgewinnung genutzt werden?
Ja, eine Absauganlage für die Kunststoffbearbeitung kann mit einer Wärmerückgewinnung kombiniert werden, sofern die abgesaugte Luft nach der Filtration sauber genug ist, um sie wieder in die Halle einzuleiten. Ob Umluftbetrieb zulässig ist, hängt vom Schadstoffprofil und der eingesetzten Filtertechnologie ab.
Bei rein mechanischen Prozessen mit trockenem Kunststoffstaub und einem Entstauber der Staubklasse H ist die Rückführung der gefilterten Luft in den Arbeitsbereich unter bestimmten Voraussetzungen möglich. Die Abluft muss dabei die Grenzwerte nach TRGS 900 sicher unterschreiten. Bei Prozessen, die VOC oder Dämpfe erzeugen, ist eine mehrstufige Filtration mit Aktivkohlestufe erforderlich, bevor die Luft zurückgeführt werden darf.
Wärmerückgewinnung ist besonders in Produktionshallen wirtschaftlich interessant, in denen die Absauganlage große Luftmengen bewegt und die abgesaugte Luft erheblich erwärmt ist, etwa bei thermischen Prozessen wie Spritzguss oder Extrusion. Die zurückgewonnene Wärme reduziert den Heizenergiebedarf der Halle messbar. Luftreinhaltung, Klimatisierung und Wärmerückgewinnung lassen sich so zu einem energieeffizienten Gesamtkonzept verbinden. Ob eine konkrete Anlage förderfähig ist, hängt von den jeweils geltenden Fördervoraussetzungen und einer individuellen Prüfung ab.
So unterstützt ULMATEC bei der Absaugung von Kunststoffemissionen
Für Betreiber in der Kunststoffbearbeitung, die Staubbelastung, VOC-Emissionen oder ATEX-Anforderungen sicher und normkonform lösen müssen, analysieren wir den jeweiligen Werkstoff, Prozess und Volumenstrom und entwickeln, fertigen und montieren die passende Absauganlage dazu. Auslegung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme erfolgen aus einer Hand, hergestellt in Deutschland.
Konkret bedeutet das für Ihre Anlage:
- Prozessanalyse: Wir ermitteln die entstehenden Schadstoffe, den erforderlichen Volumenstrom und den Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF) auf Basis Ihrer tatsächlichen Produktionsabläufe.
- Normkonforme Auslegung: Die Anlage wird nach GefStoffV, TRGS 504 und TRGS 900 ausgelegt, bei ATEX-Relevanz zusätzlich nach den einschlägigen Explosionsschutzanforderungen.
- Filtertechnologie nach Schadstoffbild: Entstauber der CF-Serie (Staubklassen L bis H, Baugrößen XS bis XXL), Nassabscheider der WE-Serie (Baugrößen S, M, L Plus und X) oder kombinierte Systeme mit Aktivkohlestufe für VOC.
- Wärmerückgewinnung: Wo der Schadstoffpfad es erlaubt, integrieren wir Umluftbetrieb zur Reduktion des Heizenergiebedarfs.
- Dokumentation und Investitionssicherheit: Lieferung inklusive vollständiger technischer Dokumentation. Unsere Anlagen sind meist förderfähig nach BAFA und KfW. Fragen Sie uns dazu an. Unsere Bewilligungsquote für Förderungen liegt bei 100 %.
- Angebotsgeschwindigkeit: Angebot in 24 Stunden, Standardkomponenten innerhalb von 24 Stunden lieferbar.
Sprechen Sie uns an: Nutzen Sie unsere Kontaktseite für eine unverbindliche Erstberatung zu Ihrer Absauganlage für die Kunststoffbearbeitung, oder informieren Sie sich direkt über unsere Absauganlagen und Services.
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