Die Luftqualität in der Kunststoffproduktion lässt sich durch eine prozessnahe Erfassung von Stäuben, Dämpfen und Aerosolen direkt an der Emissionsquelle sowie durch eine geeignete Filtration verbessern. Entscheidend ist dabei die Wahl der richtigen Absauganlage in Abhängigkeit vom Werkstoff, dem Bearbeitungsverfahren und den geltenden Grenzwerten nach TRGS 900 und TRGS 504. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen zur Luftreinhaltung in der Kunststoffverarbeitung.
Welche Schadstoffe entstehen bei der Kunststoffverarbeitung?
Bei der Kunststoffverarbeitung entstehen je nach Verfahren und Werkstoff drei Schadstoffklassen: Feinstaub und Kunststoffstaub aus mechanischen Bearbeitungsprozessen, flüchtige organische Verbindungen (VOC) sowie Thermodämpfe aus thermischen Prozessen wie Spritzguss, Extrusion oder Thermoformen. Die genaue Zusammensetzung hängt vom Kunststofftyp und der Prozesstemperatur ab.
Mechanische Bearbeitung: Staub und Feinstaub
Beim Fräsen, Sägen, Schleifen oder Bohren von Kunststoffen entsteht Kunststoffstaub in unterschiedlichen Korngrößen. Besonders kritisch ist die alveolengängige Fraktion nach DIN EN 481, die tief in die Atemwege eindringt. Bei faserverstärkten Kunststoffen wie GFK oder CFK entstehen zusätzlich Glas- oder Carbonfasern, die als lungengängige Fasern eine erhöhte Gesundheitsgefahr darstellen. Für diese Staubfraktionen gelten die Arbeitsplatzgrenzwerte der TRGS 900 und die Vorgaben der TRGS 504. Enthält der Staub krebserzeugende Bestandteile, greift zusätzlich das risikobezogene Maßnahmenkonzept der TRGS 910 mit Akzeptanz- und Toleranzkonzentrationen.
Thermische Prozesse: Dämpfe und Aerosole
Spritzguss, Extrusion, Thermoformen und Kunststoffschweißen erzeugen Thermodämpfe, die je nach Kunststofftyp unterschiedliche Schadstoffe enthalten. PVC-Bearbeitung setzt Chlorwasserstoff (HCl) frei, für den ein Arbeitsplatzgrenzwert von 2 ml/m³ (umgerechnet 3 mg/m³) gilt. Bei ABS, PS und anderen styrolhaltigen Materialien ist Styrol relevant, für das ein AGW von 20 ppm gilt. Polyamid, PE, PP und POM setzen bei thermischer Belastung Aldehyde und organische Säuren frei, die ebenfalls über die Arbeitsplatzgrenzwerte der TRGS 900 bewertet werden müssen.
Additive, Füllstoffe und Masterbatches
Talkum, Kreide, Glasfasern und Farbmasterbatches tragen zur Staubbelastung in der Kunststoffcompoundierung bei. Besondere Aufmerksamkeit verdienen pigmenthaltige Masterbatches, die Schwermetallverbindungen enthalten können. Regranulat und Mahlgut erzeugen beim Handling und in Förderanlagen erhebliche Staubmengen, die eine gezielte Absaugung direkt an Mühlen, Silos und Fördereinrichtungen erfordern.
Wie wirken sich Thermodämpfe und VOC auf den Arbeitsplatz aus?
Thermodämpfe und flüchtige organische Verbindungen (VOC) aus der Kunststoffverarbeitung belasten die Atemluft am Arbeitsplatz und können bei regelmäßiger Exposition zu chronischen Atemwegserkrankungen, Reizungen der Schleimhäute und bei bestimmten Substanzen zu krebserzeugenden Wirkungen führen. Die Gefährdung steigt mit Prozesstemperatur, Raumvolumen und unzureichender Luftwechselrate.
VOC aus Kunststoffschmelzen sind oft geruchsintensiv, aber Geruch allein ist kein verlässlicher Indikator für die tatsächliche Schadstoffkonzentration. Styroldämpfe beispielsweise sind bereits bei Konzentrationen unterhalb des AGW wahrnehmbar, während andere Substanzen erst bei gesundheitlich relevanten Konzentrationen riechbar werden. Eine messtechnische Überwachung der Luftqualität ist daher unerlässlich.
Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte. Die Gefährdungsbeurteilung nach § 6 GefStoffV bildet die Grundlage für alle Maßnahmen und muss Thermodämpfe und VOC explizit erfassen.
Bei Gemischen aus Staub und Dampf, wie sie in vielen Kunststoffproduktionen auftreten, muss die Partikelabscheidung stets vor der Gasphasenbehandlung erfolgen. Aktivkohle wirkt ausschließlich gegen die Gasphase, nicht gegen Partikel. Wer diese Reihenfolge in der Filtertechnik nicht einhält, riskiert eine vorzeitige Sättigung der Aktivkohlestufe und damit einen unwirksamen Schutz.
Welche Absaugtechnik eignet sich für Kunststoffverarbeitungsprozesse?
Die geeignete Absaugtechnik für die Kunststoffverarbeitung richtet sich nach dem Aggregatzustand des Schadstoffs, der Prozesstemperatur, der Staubcharakteristik und dem erforderlichen Volumenstrom. Trockenfilter-Entstauber eignen sich für trockene, nicht reaktive Stäube aus mechanischer Bearbeitung, während Nassabscheider bei klebrigen, reaktiven, hygroskopischen oder elektrostatisch aufladbaren Medien eine mögliche Alternative darstellen, sofern die anwendungsspezifischen Schutzmaßnahmen berücksichtigt werden.
Trockenabscheidung für mechanische Kunststoffbearbeitung
Für das Absaugen von Kunststoffstaub beim Fräsen, Schleifen, Sägen oder Bohren kommen Entstauber mit Trockenfiltern zum Einsatz. Die erforderliche Staubklasse nach DIN EN IEC 60335-2-69 richtet sich nach dem Arbeitsplatzgrenzwert des jeweiligen Staubs: Staubklasse L bei AGW über 1 mg/m³, Staubklasse M ab 0,1 mg/m³ und Staubklasse H bei AGW unter 0,1 mg/m³ sowie bei krebserzeugenden Stäuben. Staubklasse L, M und H sind Geräteeinstufungen nach DIN EN IEC 60335-2-69; die Arbeitsplatzgrenzwerte selbst sind in der TRGS 900 festgelegt. Die Staubklasse H bewertet das Gerät mit einem maximalen Geräte-Durchlassgrad von 0,005 %. In der Praxis wird das häufig über Schwebstoffstufen der Klasse H13/H14 nach DIN EN 1822 erreicht; die Staubklasse bewertet jedoch das Gerät, nicht allein das Filtermedium. Die Auswahl einer geeigneten Filtermedienklasse ist gesondert anhand der Anwendung und Gerätekonfiguration zu prüfen.
Nassabscheider für reaktive und klebrige Medien
Kunststoffstäube, die elektrostatisch aufladen, verkleben oder bei Kontakt mit Luft reagieren, lassen sich mit Trockenfiltern nicht sicher abscheiden. Nassabscheider binden diese Partikel im Wasserkreislauf. Bei bestimmten Stäuben, insbesondere Metallstäuben oder reaktiven Materialien, kann im Wasserkreislauf Wasserstoff entstehen; dies ist bei der Auslegung und den Schutzmaßnahmen zu berücksichtigen. Die Eignung ist anwendungsbezogen zu prüfen. Bei Kunststoffpulvern mit ATEX-Relevanz, also bei explosionsfähigen Stäuben der Zonen 20, 21 oder 22, sind die jeweils erforderlichen anwendungsbezogenen Schutzmaßnahmen zu prüfen und umzusetzen.
VOC-Abscheidung mit nachgeschalteter Aktivkohlestufe
Thermodämpfe und VOC aus Spritzguss, Extrusion oder Thermoformen erfordern eine zweistufige Anlage: zuerst Partikelabscheidung, dann Behandlung der Gasphase über Aktivkohlefilter. Die Dimensionierung der Aktivkohlestufe richtet sich nach den Schadstoffkonzentrationen, die aus der Gefährdungsbeurteilung hervorgehen. Für die Lösemittelanteile gelten die Arbeitsplatzgrenzwerte der TRGS 900.
Bei der Auslegung zentraler Absauganlagen für mehrere Kunststoffmaschinen oder Arbeitsplätze spielt der Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF) eine wichtige Rolle. Der GZF ist definiert als Verhältnis der gleichzeitig aktiven Absaugstellen zur Gesamtzahl. Durch die Analyse des Gleichzeitigkeitsfaktors lässt sich die Absauganlage abhängig von den tatsächlichen Betriebsabläufen bis zu 40 % kleiner dimensionieren. Dieser Faktor sollte immer anhand der tatsächlichen Produktionsabläufe ermittelt und dokumentiert werden.
Wie lässt sich Wärmerückgewinnung mit der Absauganlage kombinieren?
Wärmerückgewinnung lässt sich mit einer Absauganlage in der Kunststoffproduktion kombinieren, indem die abgesaugte und gereinigte Luft nach der Filtration nicht als Abluft ins Freie abgegeben, sondern als Umluft in die Produktionshalle zurückgeführt wird. Voraussetzung ist, dass die Filtration alle gesundheitsrelevanten Schadstoffe sicher aus dem Luftstrom entfernt.
Der energetische Vorteil liegt auf der Hand: Erwärmte Hallenluft muss nicht durch aufwendige Heizung ersetzt werden, weil die gereinigte Luft die im Prozess aufgenommene Wärme in die Halle zurückbringt. Das senkt den Energieverbrauch für Heizung und Klimatisierung spürbar, was in energieintensiven Kunststoffproduktionen mit dauerhaft laufenden Maschinen wirtschaftlich relevant ist.
Die Umluftführung ist jedoch nicht in jedem Fall zulässig. Bei krebserzeugenden Stäuben oder VOC, die nicht vollständig abgeschieden werden können, schreibt die GefStoffV den Abluftbetrieb vor. Die Entscheidung zwischen Umluft und Abluft muss auf Basis der Gefährdungsbeurteilung und der nachgewiesenen Abscheideleistung des Filtersystems getroffen werden. Luftreinhaltung, Klimatisierung und Wärmerückgewinnung lassen sich intelligent kombinieren, wenn die Auslegung auf den jeweiligen Prozess und Werkstoff abgestimmt ist.
Welche Normen und Vorschriften gelten für die Luftreinhaltung in Produktionshallen?
Für die Luftreinhaltung bei der Kunststoffbearbeitung gelten primär die Gefahrstoffverordnung (GefStoffV), die TRGS 900 (Arbeitsplatzgrenzwerte), die TRGS 504 (Exposition gegenüber Stäuben) sowie einschlägige DGUV-Regeln. Die Arbeitsplatzgrenzwerte aus der TRGS 900 sind die rechtlich verbindlichen Grenzwerte für die Beurteilung der Staubbelastung am Arbeitsplatz.
Ein häufiger Irrtum in der Praxis: Die Abscheideklassen W1/W2/W3 nach DIN EN ISO 21904 gelten ausschließlich für Schweißrauch. Für Kunststoffstaub aus mechanischen Bearbeitungsprozessen sind diese Klassen nicht anwendbar. Hier sind die einschlägigen Anforderungen nach GefStoffV sowie TRGS 504 und DGUV maßgeblich. Wer Abscheideklassen W1/W2/W3 auf Kunststoffschleifstaub oder Frässtaub anwendet, wählt den falschen Bewertungsrahmen.
Für die Geräteklassifizierung von Entstaubern gilt DIN EN IEC 60335-2-69 mit den Staubklassen L, M und H. Diese Geräteklassifizierung darf nicht mit den Abscheideklassen W1/W2/W3 für Schweißrauch gleichgesetzt werden.
Alle Anlagen werden nach den für den jeweiligen Prozess einschlägigen Regelwerken ausgelegt: bei schweißtechnischen Prozessen nach DIN EN ISO 21904 und TRGS 528, bei Zerspanung und Kunststoffbearbeitung nach TRGS 504, TRGS 900 und GefStoffV.
Wichtig für die Investitionssicherheit: Die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG wird zum 20. Januar 2027 ohne Übergangsfrist durch die Maschinenverordnung (EU) 2023/1230 abgelöst. Absauganlagen, die im Rahmen von Maschinen in Verkehr gebracht werden, müssen die Anforderungen der neuen Verordnung erfüllen. Wer jetzt plant oder beschafft, sollte die neue Rechtslage in der Auslegung berücksichtigen.
Die Gefährdungsbeurteilung nach § 6 GefStoffV bildet die Grundlage für die Auswahl der richtigen Filterstufe und Geräteklasse. Sie muss alle eingesetzten Kunststoffe, Additive und Prozessschritte erfassen und dokumentieren.
Gibt es Fördermittel für Absauganlagen in der Kunststoffindustrie?
Absauganlagen für die Kunststoffproduktion können grundsätzlich förderfähig sein, insbesondere wenn sie zur Energieeffizienz oder zum Arbeitsschutz beitragen. Die tatsächliche Förderung hängt von den jeweils geltenden Voraussetzungen und einer individuellen Prüfung ab. Relevante Programme sind die BAFA-Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft sowie KfW-Energieeffizienzprogramme.
Anlagen, die Wärmerückgewinnung mit Luftreinigung kombinieren, können dabei gute Voraussetzungen mitbringen, da sie sowohl den Energieverbrauch senken als auch den Arbeitsschutz verbessern. Ob und in welchem Umfang eine Förderung bewilligt wird, hängt von den jeweils geltenden Programmbedingungen und der individuellen Antragsprüfung ab.
Neben den Bundesförderprogrammen bieten einzelne Bundesländer und Berufsgenossenschaften Zuschüsse oder Beratungsleistungen für Maßnahmen zur Verbesserung der Arbeitsbedingungen an. Eine frühzeitige Prüfung der Fördermöglichkeiten vor der Investitionsentscheidung lohnt sich, da Förderanträge in der Regel vor Beauftragung gestellt werden müssen.
Für die Investitionssicherheit empfiehlt sich eine vollständige technische Dokumentation der Absauganlage, die auch bei späteren BG-Prüfungen oder behördlichen Kontrollen als Nachweis dient.
Wie ULMATEC die Luftqualität in der Kunststoffproduktion verbessert
Für Betreiber in der Kunststoffverarbeitung, die Kunststoffstaub, Thermodämpfe und VOC sicher erfassen und abscheiden 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.
- Prozessanalyse: ULMATEC bewertet Werkstoff, Bearbeitungsverfahren und Schadstoffklasse, um die richtige Filterstrategie festzulegen, von der Staubklasse bis zur VOC-Abscheidung.
- Technologieauswahl: Je nach Medium kommen Entstauber (CF-Serie), Nassabscheider (WE-Serie) oder kombinierte Systeme mit Aktivkohlestufe zum Einsatz.
- Normkonforme Auslegung: Alle Anlagen werden nach den für den jeweiligen Prozess einschlägigen Regelwerken ausgelegt: bei Kunststoffbearbeitung nach TRGS 504, TRGS 900 und GefStoffV.
- Energieeffizienz: Wo es die Schadstoffklasse zulässt, integriert ULMATEC Wärmerückgewinnung, um Betriebskosten messbar zu senken.
- Dokumentation: Jede Anlage wird mit vollständiger technischer Dokumentation geliefert, die als Nachweis bei BG-Prüfungen dient.
- Förderunterstützung: Unsere Anlagen sind meist förderfähig nach BAFA und KfW. Fragen Sie uns dazu an. Unsere Bewilligungsquote für Förderungen liegt bei 100 %.
Wer die Luftqualität in seiner Kunststoffproduktion verbessern und gleichzeitig Investitionssicherheit schaffen möchte, erhält bei ULMATEC ein Angebot innerhalb von 24 Stunden. Jetzt Kontakt aufnehmen und die Anforderungen direkt mit einem Spezialisten besprechen.
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