Wie lässt sich Kunststoffstaub in Produktionshallen reduzieren?

Kunststoffstaub in Produktionshallen lässt sich durch den kombinierten Einsatz von Erfassungselementen direkt an der Entstehungsquelle und nachgeschalteten Filtersystemen wirksam reduzieren. Entscheidend ist, dass die Absauganlage auf den jeweiligen Werkstoff, den Bearbeitungsprozess und den anfallenden Volumenstrom abgestimmt wird. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen rund um Gesundheitsrisiken, Entstehungsquellen, Technik und Vorschriften.

Welche Gesundheitsrisiken gehen von Kunststoffstaub aus?

Kunststoffstaub ist gesundheitsschädlich, weil er je nach Werkstoff und Bearbeitungsverfahren feine Partikel, Fasern und flüchtige organische Verbindungen (VOC) freisetzen kann, die tief in die Atemwege eindringen. Besonders alveolengängiger Feinstaub (A-Staub) nach der alveolengängigen Fraktion gemäß DIN EN 481 mit einem Arbeitsplatzgrenzwert von 1,25 mg/m³ gilt als kritisch, da er die Lungenbläschen erreicht.

Das Risikopotenzial hängt stark vom Kunststofftyp ab. PVC setzt beim Bearbeiten Chlorwasserstoff und Weichmacherdämpfe frei. Polyamid und ABS können bei thermischer Beanspruchung Amine und Styroldämpfe emittieren. Faserverstärkte Kunststoffe wie GFK und CFK erzeugen beim Fräsen, Sägen oder Schleifen Glas- und Kohlenstofffasern, die als lungengängig eingestuft werden und bei CFK-Staub krebserzeugende Eigenschaften haben können.

Für die 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 Toleranzkonzentration. Wer bei einer Prüfung durch die Berufsgenossenschaft keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen kann, riskiert Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte.

Neben den Atemwegsrisiken besteht bei feinen Kunststoffstäuben eine weitere Gefahr: Viele Kunststoffpulver und -stäube sind brennbar und können unter bestimmten Bedingungen explosionsfähige Staubwolken bilden. Die Staubexplosionsfähigkeit wird nach dem K_St-Wert in die Klassen St 1 bis St 3 eingeteilt. Konkrete K_St-Werte für einzelne Materialien sind produkt- und prüfverfahrensspezifisch und müssen dem Sicherheitsdatenblatt oder der Datenbank GESTIS-STAUB-EX entnommen werden.

Welche Entstehungsquellen für Kunststoffstaub gibt es in der Produktion?

Kunststoffstaub entsteht überall dort, wo Kunststoff mechanisch bearbeitet, thermisch verarbeitet oder als Schüttgut gehandhabt wird. Die wichtigsten Entstehungsquellen in der Produktion sind mechanische Bearbeitungsprozesse, thermische Verfahren sowie das Handling von Granulat, Pulver und Additiven.

Mechanische Bearbeitungsprozesse

Beim Fräsen, Sägen, Schleifen, Bohren und Schneiden von Kunststoffteilen entstehen trockene Partikel in einem breiten Korngrößenspektrum. CNC-Bearbeitungszentren für Kunststoff erzeugen dabei besonders feine Stäube, weil hohe Schnittgeschwindigkeiten die Partikel weiter zerkleinern. Beim Schleifen von Acrylglas oder Duroplasten entstehen zusätzlich elektrostatisch aufgeladene Stäube, die sich an Maschinenkomponenten und Sensoren ablagern und Prozessstörungen verursachen.

Thermische und chemische Prozesse

Spritzguss, Extrusion, Thermoformen und Tiefziehen setzen beim Aufschmelzen des Kunststoffs Thermodämpfe, Pyrolyserauch und VOC frei. Die Emissionen beim Laserschneiden von Kunststoff sind besonders komplex, weil der Laserstrahl den Werkstoff lokal verbrennt und dabei Partikel sowie gasförmige Schadstoffe gleichzeitig erzeugt. Beim Kunststoffschweißen entstehen ähnliche Dampfgemische.

Handling von Granulat, Pulver und Additiven

Beim Umfüllen, Fördern und Dosieren von Kunststoffgranulat entsteht Feinanteil, der als Staubwolke in die Hallenluft übergeht. Regranulat und Mahlgut haben typischerweise einen höheren Feinanteil als Neuware. Additive wie Talkum, Kreide, Glasfasern und Masterbatches bringen eigene Staubfraktionen mit, die je nach Stoff unterschiedliche Grenzwerte und Schutzanforderungen auslösen. Bei der Kunststoffcompoundierung kommen alle diese Quellen gleichzeitig vor.

Wie funktioniert eine Absauganlage für Kunststoffstaub?

Eine Absauganlage für Kunststoffstaub arbeitet nach dem Prinzip Erfassung an der Quelle, Transport über Rohrleitungen und Abscheidung im Filtersystem. Der Ventilator erzeugt einen Unterdruck, der den staubbeladenen Luftstrom durch Absaughauben oder Düsen direkt an der Bearbeitungsstelle erfasst und zum Filter führt.

Die Filtration erfolgt je nach Schadstoff in mehreren Stufen:

• Vorabscheider: Grobe Späne und schwere Partikel werden durch Schwerkraft oder Zyklonprinzip vor dem Hauptfilter abgetrennt, um die Filterstandzeit zu verlängern.
• Hauptfilterstufe: Für trockene Kunststoffstäube kommen Entstauber der CF-Serie mit Filterpatronen zum Einsatz. Die erforderliche Staubklasse (L, M oder H nach DIN EN IEC 60335-2-69) richtet sich nach dem Arbeitsplatzgrenzwert des abzusaugenden Staubs.
• Nachfilterstufe: Bei krebserzeugenden Stäuben oder sehr feinen Partikeln kann eine zusätzliche Filterstufe nachgeschaltet werden. Die Staubklasse H bewertet das Gerät als Ganzes mit einem Geräte-Durchlassgrad unter 0,005 %; die Auswahl einer geeigneten Filtermedienklasse ist gesondert anhand der Anwendung und Gerätekonfiguration zu prüfen.
• Gasphase: Liegen zusätzlich VOC oder Gerüche vor, wird nach der Partikelabscheidung eine Aktivkohlestufe eingesetzt, da Aktivkohle gegen die Gasphase wirkt, nicht gegen Partikel.

Bei klebrigen oder elektrostatisch aufladbaren Kunststoffstäuben können Nassabscheider eine geeignete Technologieoption sein, weil sie die Partikel in einer Flüssigkeit binden. Bei reaktiven Stäuben, die in Verbindung mit Wasser Wasserstoff bilden können, ist die Eignung anwendungsbezogen zu prüfen; hier sind anwendungsbezogene Schutzmaßnahmen und eine individuelle Gefährdungsbeurteilung erforderlich.

Was ist der Unterschied zwischen zentraler und dezentraler Staubabsaugung?

Bei der zentralen Absaugung führt ein gemeinsames Rohrleitungsnetz den Staub von mehreren Maschinen oder Arbeitsplätzen zu einer einzigen, leistungsstarken Absauganlage. Bei der dezentralen Absaugung steht an jedem Arbeitsplatz eine eigene, kleinere Einheit direkt an der Maschine. Welches Konzept sinnvoller ist, hängt von der Anzahl der Quellen, dem Gleichzeitigkeitsfaktor und den baulichen Gegebenheiten ab.

Zentrale Absaugung: Stärken und Grenzen

Zentrale Absauganlagen eignen sich für Produktionshallen mit vielen gleichartigen Bearbeitungsplätzen, weil ein einziger Filter gewartet, überwacht und betrieben wird. Der Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF) beschreibt das Verhältnis gleichzeitig aktiver Absaugstellen zu sämtlichen Absaugstellen und spielt hier eine wichtige Rolle: Durch die Analyse des Gleichzeitigkeitsfaktors lässt sich die Absauganlage abhängig von den tatsächlichen Betriebsabläufen bis zu 40 % kleiner dimensionieren. Eine Halle mit 20 Bearbeitungsplätzen, von denen gleichzeitig maximal 12 aktiv sind, entspricht einem GZF von 0,6 – das bedeutet, 40 % der Absaugstellen sind zu keinem Zeitpunkt gleichzeitig aktiv. Das kann die Investitionskosten und den Energieverbrauch senken.

Dezentrale Absaugung: Stärken und Grenzen

Dezentrale oder mobile Absauganlagen bieten mehr Flexibilität bei wechselnden Prozessen oder wenn Umbaumaßnahmen für ein Rohrleitungsnetz nicht möglich sind. Sie lassen sich direkt an der Maschine positionieren und nachrüsten. Nachteilig ist der höhere Wartungsaufwand bei vielen Einzelgeräten und die fehlende Möglichkeit, Wärmerückgewinnung oder Hallenlüftung zentral zu integrieren.

Welche Normen und Vorschriften gelten für Staubabsaugung in Kunststoffbetrieben?

Für die Staubabsaugung in der Kunststoffverarbeitung gelten die Gefahrstoffverordnung (GefStoffV), die TRGS 900 (Arbeitsplatzgrenzwerte), die TRGS 504 (Tätigkeiten mit Exposition gegenüber A- und E-Staub) sowie bei krebserzeugenden Bestandteilen zusätzlich die TRGS 910. Die Staubklasse der Absauganlage richtet sich nach dem AGW des jeweiligen Staubs.

Folgende Punkte sind für Betreiber in der Kunststoffverarbeitung besonders relevant:

• Staubklasse nach DIN EN IEC 60335-2-69: Stäube mit einem AGW über 1 mg/m³ erfordern Geräte der Staubklasse L, ab 0,1 mg/m³ Staubklasse M, unter 0,1 mg/m³ oder bei krebserzeugenden Stäuben Staubklasse H.
• A-Staub-Grenzwert: Der gültige AGW für alveolengängigen Staub beträgt 1,25 mg/m³. Der frühere Wert von 3 mg/m³ gilt seit dem 14. Februar 2014 nicht mehr.
• ATEX und Explosionsschutz: Bei explosionsfähigem Kunststoffstaub gelten die Staubzonen 20, 21 und 22 nach GefStoffV Anhang I Nr. 1.7. Die Zoneneinteilung muss Staubablagerungen einbeziehen, nicht nur Staubwolken.
• Gefährdungsbeurteilung: Die Gefährdungsbeurteilung nach § 6 GefStoffV ist die rechtliche Grundlage für die Auswahl der Absauganlage und der Filterstufen.
• Maschinenverordnung: Die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG wird zum 20. Januar 2027 durch die Maschinenverordnung (EU) 2023/1230 abgelöst. Neuanschaffungen sollten diese Anforderungen bereits berücksichtigen.

Wichtig: Die Abscheideklassen W1, W2 und W3 nach DIN EN ISO 21904-2 gelten ausschließlich für Schweißrauch. Sie sind für Kunststoffstaub aus mechanischen Bearbeitungsprozessen nicht anwendbar. Für krebserzeugende Kunststoffstäube sind die einschlägigen Anforderungen nach GefStoffV sowie TRGS 504 und TRGS 910 maßgeblich.

Lassen sich mit der Staubabsaugung auch Energiekosten sparen?

Ja, eine gut ausgelegte Absauganlage für Kunststoffstaub kann die Energiekosten senken, weil gereinigte Luft als Umluft in die Halle zurückgeführt wird und damit Heizenergie einspart. Voraussetzung ist, dass die Filtration die Anforderungen für die Umluftführung erfüllt und keine krebserzeugenden Stoffe vorliegen, die eine Abluftführung nach außen erfordern.

Drei Hebel zur Energieeffizienz bei der Kunststoffstaub-Absaugung:

1. Wärmerückgewinnung: Wird die gereinigte Luft in die Halle zurückgeführt, entfällt das Nachheizen von Frischluft. In beheizten Produktionshallen ist das ein messbarer Kostenfaktor, besonders in den Wintermonaten.
2. Bedarfsgerechte Regelung: Frequenzgeregelte Ventilatoren passen den Volumenstrom an die tatsächlich aktiven Absaugstellen an. In Verbindung mit dem Gleichzeitigkeitsfaktor läuft die Anlage nur so groß wie nötig.
3. Richtige Dimensionierung von Anfang an: Eine zu groß ausgelegte Anlage verbraucht dauerhaft mehr Energie als nötig. Eine zu kleine Anlage schützt nicht ausreichend und muss oft teuer nachgerüstet werden. Die richtige Auslegung auf Basis von Volumenstrom und Gleichzeitigkeitsfaktor ist deshalb entscheidend für die Investitionssicherheit.

Absauganlagen, die Luftreinhaltung und Wärmerückgewinnung kombinieren, können grundsätzlich über Förderprogramme wie BAFA oder KfW bezuschusst werden. Ob und in welchem Umfang eine Förderung möglich ist, hängt von den jeweils geltenden Voraussetzungen und einer individuellen Prüfung ab.

Wie ULMATEC bei der Absaugung von Kunststoffstaub unterstützt

Typische Herausforderung: Betreiber in der Kunststoffverarbeitung stehen vor der Aufgabe, unterschiedliche Stäube, Dämpfe und VOC aus einem einzigen Produktionsbereich sicher zu erfassen, ohne mehrere separate Systeme betreiben zu müssen. Wir analysieren dafür den jeweiligen Werkstoff, den Bearbeitungsprozess und den erforderlichen Volumenstrom und entwickeln, fertigen und montieren die passende Absauganlage dazu.

Was wir konkret einbringen:

• Auslegung der Staubklasse (L, M oder H nach DIN EN IEC 60335-2-69) auf Basis der Gefährdungsbeurteilung und der geltenden AGW-Werte nach TRGS 900
• Entstauber der CF-Serie von XS bis XXL für trockene Kunststoffstäube, Nassabscheider der WE-Serie für klebrige Stäube sowie kombinierte Stufen für Partikel und VOC
• Zentrale Absauganlagen für Produktionshallen mit mehreren Bearbeitungsplätzen, ausgelegt unter Berücksichtigung des Gleichzeitigkeitsfaktors für maximale Investitionssicherheit
• Integration von Wärmerückgewinnung und Hallenlüftung in das Absaugkonzept
• 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 %
• Auslegung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme aus einer Hand, hergestellt in Deutschland

Wenn Sie wissen möchten, welche Absauganlage für Ihren Kunststoffbearbeitungsprozess geeignet ist, nehmen Sie jetzt Kontakt auf und schildern Sie uns Ihren Werkstoff, Ihren Prozess und Ihre Hallengegebenheiten.

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