Aerosole in der Luft sind in vielen Industriebetrieben ein unterschätztes Risiko. Wer Aerosole absaugen oder aus der Luft entfernen möchte, steht vor einer technischen Aufgabe, die sorgfältige Planung erfordert. Dieser Artikel beantwortet die wichtigsten Fragen zur Aerosolabsaugung, zur Auswahl geeigneter Filtersysteme und zu den geltenden Normen für die industrielle Luftreinhaltung.
Ob beim Schleifen, Schweißen, Sprühlackieren oder beim Einsatz von Kühlschmierstoffen: Luftgetragene Partikel und Flüssigkeitströpfchen entstehen in fast jedem Fertigungsprozess. Die richtige Absauganlage schützt Beschäftigte, erhält die Anlagenqualität und sichert die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben.
Was sind Aerosole und warum sind sie gefährlich?
Aerosole sind fein verteilte Partikel oder Flüssigkeitströpfchen, die in der Luft schweben. Sie entstehen, wenn feste oder flüssige Stoffe so fein zerteilt werden, dass sie nicht sofort absinken. Ihre Partikelgröße liegt typischerweise zwischen 0,001 und 100 Mikrometern. Gerade Partikel unter 10 Mikrometern gelten als lungengängig und sind damit besonders gesundheitsschädlich.
Die Gefährlichkeit von Aerosolen ergibt sich aus drei Faktoren. Erstens dringen lungengängige Partikel tief in die Atemwege ein und können dort Entzündungen, Fibrose oder langfristige Erkrankungen auslösen. Zweitens sind viele industrielle Aerosole chemisch aktiv: Ölnebel, Lösemitteldämpfe oder Metallstäube enthalten Substanzen, die als krebserregend oder atemwegsschädigend eingestuft sind. Drittens können brennbare Aerosole in bestimmten Konzentrationen explosionsfähige Gemische bilden, was ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellt.
Welche Aerosoltypen kommen in der Industrie vor?
In der industriellen Praxis unterscheidet man mehrere relevante Aerosolarten:
- Ölnebel und Kühlschmierstoffaerosole aus spanenden Bearbeitungsprozessen
- Schweißrauch und Lötrauch mit feinen Metalloxidpartikeln
- Schleifstaub aus der Metallbearbeitung, teils mit hohem Anteil an lungengängigen Feinstpartikeln
- Thermodämpfe und VOC-haltige Aerosole aus der Kunststoffverarbeitung oder aus Lackierprozessen
- Biologisch aktive Aerosole in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie
Jeder dieser Aerosoltypen stellt unterschiedliche Anforderungen an Absaugtechnik und Filtration. Eine pauschale Lösung gibt es nicht.
Wie entstehen Aerosole in industriellen Prozessen?
Aerosole entstehen in industriellen Prozessen immer dann, wenn Energie auf Stoffe einwirkt und dabei feine Partikel oder Tröpfchen freigesetzt werden. Typische Entstehungsmechanismen sind thermische Prozesse wie Schweißen oder Löten, mechanische Bearbeitung wie Schleifen oder Fräsen sowie der Einsatz von Flüssigkeiten unter Druck, etwa bei der Kühlschmierstoffversorgung.
Beim Schweißen entstehen durch die hohen Temperaturen metallische Dämpfe, die beim Abkühlen zu ultrafeinen Partikeln kondensieren. Beim Schleifen reißen mechanische Kräfte Materialpartikel aus der Oberfläche. Bei der Kühlschmierstoffversorgung zerstäuben Hochdruckdüsen die Flüssigkeit zu einem feinen Nebel. Allen Prozessen gemeinsam ist, dass die entstehenden Aerosole ohne gezielte Absaugung in der Raumluft verbleiben und eingeatmet werden.
Typische Herausforderung: In vielen Betrieben laufen mehrere aerosolerzeugende Prozesse gleichzeitig. Das erhöht die Gesamtbelastung der Raumluft erheblich, auch wenn jede einzelne Quelle für sich genommen unterhalb der Grenzwerte liegt.
Welche Verfahren eignen sich zur Aerosolabsaugung?
Zur Aerosolabsaugung stehen drei grundlegende Verfahren zur Verfügung: die Quellenabsaugung direkt am Entstehungsort, die Raumluftreinigung durch Umluftgeräte sowie Kombilösungen aus beiden Ansätzen. Welches Verfahren geeignet ist, hängt vom Aerosoltyp, der Partikelgröße und dem Prozess ab.
Filtration mit Trockenfiltern und Schwebstofffiltern
Für feste Partikel und Rauche kommen Trockenfiltersysteme mit Kartuschen- oder Taschenfiltern zum Einsatz. Schwebstofffilter der Klasse H13 oder H14 nach EN 1822 scheiden Partikel ab 0,3 Mikrometern mit einem Abscheidegrad von über 99,95 Prozent ab. Sie eignen sich besonders für Schweißrauch, Schleifstaub und Thermodämpfe.
Ölnebelabscheider für flüssige Aerosole
Flüssige Aerosole wie Kühlschmierstoffnebel erfordern spezielle Ölnebelabscheider. Diese arbeiten mit Koaleszenzfiltern, die feine Tröpfchen zu größeren Tropfen zusammenführen, die dann abfließen. Eine Kombination aus Vorabscheider und Feinfilter erzielt hohe Abscheidegrade auch für Partikel unter 1 Mikrometer.
Nassabscheider für reaktive Stoffe
Bei chemisch reaktiven oder wasserlöslichen Aerosolen kommen Nassabscheider zum Einsatz. Sie binden die Schadstoffe in einer Waschflüssigkeit und verhindern so eine trockene Filterbelastung. Typische Anwendungen sind Säuredämpfe, Laugen oder bestimmte VOC-Emissionen.
Was ist der Unterschied zwischen Quellenabsaugung und Raumluftreinigung?
Der entscheidende Unterschied liegt im Erfassungsort: Die Quellenabsaugung erfasst Aerosole direkt am Entstehungsort, bevor sie sich in der Raumluft verteilen. Die Raumluftreinigung behandelt bereits kontaminierte Raumluft und reinigt sie im Umluftbetrieb. Quellenabsaugung ist technisch wirksamer und effizienter, weil geringere Luftmengen benötigt werden.
Bei der Quellenabsaugung wird ein Absaugarm, eine Einhausung oder eine integrierte Absaugdüse so nah wie möglich an der Emissionsquelle platziert. Die kontaminierte Luft wird direkt erfasst, gefiltert und entweder ins Freie abgeführt oder gereinigt zurückgeführt. Dieser Ansatz verhindert, dass Aerosole überhaupt in den Atembereich gelangen.
Die Raumluftreinigung ist dann sinnvoll, wenn eine Quellenabsaugung technisch nicht möglich ist oder als ergänzende Maßnahme bei diffusen Emissionsquellen. Umluftfiltergeräte reinigen die Raumluft kontinuierlich, können aber nicht verhindern, dass Beschäftigte kurzzeitig belasteter Luft ausgesetzt sind. Für Betreiber in der Metallbearbeitung oder Schweißtechnik, die Grenzwerte nach TRGS 900 einhalten müssen, ist die Quellenabsaugung daher in der Regel die vorrangige Maßnahme.
Wie wählt man die richtige Absauganlage für Aerosole aus?
Die richtige Absauganlage für Aerosole wählt man anhand von fünf Schlüsselparametern: dem Aerosoltyp und seiner chemischen Zusammensetzung, dem benötigten Luftvolumenstrom, der Anzahl gleichzeitig aktiver Absaugstellen, den geltenden Grenzwerten sowie dem verfügbaren Budget. Fehlt eine dieser Angaben, ist eine seriöse Auslegung nicht möglich.
Der Luftvolumenstrom ist dabei oft der kritischste Parameter und gleichzeitig derjenige, der in der Praxis am häufigsten unbekannt ist. Er bestimmt die Anlagengröße und damit die Investitionskosten maßgeblich. Wer verschiedene Absauganwendungen betreibt, muss zudem den sogenannten Gleichzeitigkeitsfaktor berücksichtigen: Wie viele Absaugstellen sind tatsächlich gleichzeitig in Betrieb? Dieser Faktor kann die erforderliche Anlagengröße um bis zu 80 Prozent reduzieren.
Checkliste für die Auslegung einer Aerosolabsauganlage
- Prozess beschreiben: Welcher Prozess erzeugt welches Aerosol?
- Aerosoltyp bestimmen: fest, flüssig, gasförmig oder Kombination?
- Partikelgröße und Konzentration abschätzen
- Anzahl der Absaugstellen und Gleichzeitigkeitsfaktor ermitteln
- Benötigten Volumenstrom berechnen oder abschätzen lassen
- Geltende Grenzwerte und Normen prüfen (TRGS, DGUV, ATEX)
- Entscheiden: Quellenabsaugung, Raumluftreinigung oder Kombination?
Bei der Filterwahl ist der Aerosoltyp entscheidend. Für feste Partikel eignen sich Kartuschen- oder Schwebstofffilter, für Ölnebel Koaleszenzabscheider, für reaktive Stoffe Nassabscheider oder Aktivkohlefilter. Aus einer breiten Auswahl an Filterprodukten und Absaugsystemen lässt sich für jeden Anwendungsfall die passende Kombination zusammenstellen.
Welche Normen und Vorschriften gelten für die Aerosolabsaugung?
Für die Aerosolabsaugung in Deutschland gelten mehrere verbindliche Regelwerke. Die wichtigsten sind die TRGS 900 (Arbeitsplatzgrenzwerte), die DGUV-Vorschriften und -Regeln sowie die ATEX-Richtlinien (2014/34/EU) für explosionsgefährdete Bereiche. Betreiber sind verpflichtet, die Exposition ihrer Beschäftigten unterhalb der festgelegten Grenzwerte zu halten.
Die TRGS 900 legt Arbeitsplatzgrenzwerte für eine Vielzahl von Gefahrstoffen fest, darunter Schweißrauch, Ölnebel und Metallstäube. Für alveolengängigen Staub (A-Staub) gilt ein allgemeiner Grenzwert von 1,25 mg/m³. Für einatembare Stäube (E-Staub) liegt der Grenzwert bei 10 mg/m³. Viele spezifische Stoffe, etwa Nickelverbindungen oder Chrom(VI)-Verbindungen aus dem Schweißprozess, haben deutlich niedrigere Grenzwerte.
Die DGUV Regel 109-002 regelt spezifisch die Absaugung von Schweißrauchen und gibt technische Mindestanforderungen vor. Bei explosionsgefährdeten Aerosolen wie brennbaren Stäuben oder Lösemittelnebeln muss die gesamte Absauganlage nach ATEX ausgelegt sein. Das betrifft Ventilatoren, Filtergehäuse, elektrische Komponenten und Erdungskonzepte.
Für Betreiber in der Metallbearbeitung, die mit Kühlschmierstoffen arbeiten, ist zusätzlich die TRGS 611 relevant. Sie regelt den Umgang mit wassermischbaren und nicht wassermischbaren Kühlschmierstoffen und enthält Anforderungen an die Absaugung von Kühlschmierstoffaerosolen am Arbeitsplatz. Eine sorgfältige technische Beratung und Dokumentation ist Voraussetzung für die Förderfähigkeit von Absauganlagen über BAFA oder KfW.
Wie ULMATEC bei der Aerosolabsaugung unterstützt
Wir bei ULMATEC entwickeln, fertigen und montieren industrielle Absauganlagen und Filtersysteme für die effektive Entfernung von Aerosolen aus der Raumluft. Unser modulares Baukastensystem ermöglicht es, für jeden Prozess und jeden Aerosoltyp die technisch passende Lösung zu konfigurieren.
Was wir konkret anbieten:
- Quellenabsaugung für Schweißrauch, Lötrauch, Ölnebel, Schleifstaub und VOC
- Zentrale Absauganlagen für Luftvolumenströme von 3.000 bis 250.000 m³/h
- Filtersysteme aus über 100 Filterkombinationen, ausgelegt für Partikel ab 0,3 Mikrometern
- ATEX-konforme Auslegung für explosionsgefährdete Bereiche
- Kombination aus Luftreinhaltung, Klimatisierung und Wärmerückgewinnung
- Vollständige technische Dokumentation für Förderprogramme (BAFA, KfW)
- Angebotserstellung innerhalb von 24 Stunden nach vollständiger Bedarfsklärung
Für Betreiber in der Metallbearbeitung, Holzverarbeitung, Chemie, Pharma- oder Lebensmittelindustrie, die Aerosolprobleme lösen und Grenzwerte sicher einhalten müssen, stehen wir als technischer Partner zur Verfügung. Nehmen Sie Kontakt auf und beschreiben Sie Ihren Prozess. Wir klären den Bedarf und erstellen eine konkrete Lösung für Ihre Anlage.