Wie plant man eine Absauganlage für die Kunststoffbearbeitung richtig?

Eine Absauganlage für die Kunststoffbearbeitung plant man richtig, indem man zuerst die entstehenden Schadstoffe analysiert, dann die passende Absaugmethode für den jeweiligen Prozess wählt und anschließend den benötigten Volumenstrom berechnet. Entscheidend ist dabei, dass Kunststoffbearbeitung keine einheitliche Aufgabe ist: Fräsen, Schleifen, Spritzguss und Laserschneiden erzeugen grundlegend verschiedene Emissionen, die unterschiedliche Filtertechnologien erfordern. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Planungsfragen Schritt für Schritt.

Welche Schadstoffe entstehen bei der Kunststoffbearbeitung?

Bei der Kunststoffbearbeitung entstehen je nach Verfahren und Werkstoff drei Schadstoffgruppen: Feinstaub und Kunststoffstaub bei mechanischen Prozessen wie Fräsen, Sägen und Schleifen; flüchtige organische Verbindungen (VOC) und Kunststoffdämpfe bei thermischen Prozessen wie Spritzguss, Extrusion und Laserschneiden; sowie Fasern bei der Bearbeitung von glasfaser- oder kohlefaserverstärkten Kunststoffen (GFK, CFK).

Die genaue Zusammensetzung hängt stark vom Grundmaterial ab. PVC gibt beim Erhitzen Chlorwasserstoff frei. ABS, Polyamid und Polyolefine setzen bei thermischen Prozessen Aldehyde, Ketone und andere organische Verbindungen frei. POM (Polyoxymethylen) entwickelt beim Zerspanen Formaldehyd, das als krebserzeugend eingestuft ist. Bei faserverstärkten Kunststoffen kommt der Faserstaub als eigenständige Gefährdung hinzu: Glasfasern können die Atemwege mechanisch reizen, CFK-Fasern werden hinsichtlich ihrer biologischen Beständigkeit besonders kritisch bewertet.

Für die Auslegung einer Absauganlage gilt daher: Nicht der Kunststoff als Werkstoffgruppe, sondern das konkrete Material und der konkrete Prozess bestimmen die Gefährdung. Die Gefährdungsbeurteilung nach § 6 GefStoffV ist deshalb der zwingende erste Schritt vor jeder Planung. Sie legt fest, welche Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) nach TRGS 900 einzuhalten sind und ob krebserzeugende Stoffe beteiligt sind, für die das Minimierungsgebot nach TRGS 910 gilt.

Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte.

Welche Absaugmethode eignet sich für welchen Kunststoffprozess?

Die Wahl der Absaugmethode richtet sich nach dem Entstehungsort, der Art des Schadstoffs und der Menge. Mechanische Bearbeitungsprozesse wie Fräsen, Sägen und Schleifen erfordern eine direkte Erfassung am Werkzeug oder an der Maschine. Thermische Prozesse wie Spritzguss, Extrusion und Laserschneiden erzeugen Dämpfe und Aerosole, die eine kombinierte Partikel- und Gasphasenabscheidung erfordern.

Mechanische Kunststoffbearbeitung: Fräsen, Sägen, Schleifen

Bei CNC-Fräsen, Sägen und Schleifen von Kunststoffen entsteht trockener Partikelstaub. Hier ist die Direktabsaugung am Werkzeug oder über eine Absaughaube die effektivste Methode. Der Staub wird erfasst, bevor er sich in der Halle verteilt. Für die Filtration eignen sich Entstauber der CF-Serie (Cartridge-Filter), die für trockene Stäube ausgelegt sind. Die erforderliche Staubklasse (L, M oder H) nach DIN EN IEC 60335-2-69 richtet sich nach dem AGW des jeweiligen Kunststoffstaubs gemäß TRGS 900: L für AGW über 1 mg/m³, M ab 0,1 mg/m³, H unter 0,1 mg/m³ sowie bei krebserzeugenden Stäuben.

Thermische Prozesse: Spritzguss, Extrusion, Laserschneiden

Bei Spritzguss und Extrusion entstehen Dämpfe und Aerosole direkt an der Schmelzzone oder am Anguss. Eine Absaughaube über der Entnahmestation oder am Extruderausgang erfasst diese Emissionen punktgenau. Das Laserschneiden von Kunststoffen erzeugt Pyrolyserauch mit einem komplexen Gemisch aus Partikeln und gasförmigen Schadstoffen (VOC). Hier ist eine zweistufige Filtration notwendig: zuerst Partikelabscheidung, dann Gasphasenbehandlung mit Aktivkohle. Aktivkohle wirkt ausschließlich gegen die Gasphase, nicht gegen Partikel. Werden beide Stufen vertauscht, verliert die Aktivkohle schnell ihre Kapazität.

Faserverstärkte Kunststoffe: GFK und CFK

Die Bearbeitung von GFK und CFK erzeugt Faserstaub, der aufgrund seiner Geometrie besondere Anforderungen an die Filtration stellt. Lange Fasern können Filtermedien beschädigen oder sich in Rohrleitungen ablagern. Hier sind Entstauber mit robusten Filtermedien und ausreichender Strömungsgeschwindigkeit in den Leitungen erforderlich. Die Absaugung sollte möglichst maschinennah erfolgen, um die Faserausbreitung in der Halle zu verhindern. Für industrielle Absauganwendungen mit Faserstaub empfiehlt sich immer eine individuelle Auslegungsrechnung.

Welche Filterklasse braucht man für Kunststoffdämpfe und -stäube?

Für trockenen Kunststoffstaub gilt die Geräteklassifizierung nach Staubklasse L, M oder H gemäß DIN EN IEC 60335-2-69, abgeleitet vom Arbeitsplatzgrenzwert des jeweiligen Staubs nach TRGS 900. Für Kunststoffdämpfe und VOC ist zusätzlich eine Gasphasenfilterung mit Aktivkohle erforderlich. Die Abscheideklassen W1, W2 und W3 nach DIN EN ISO 21904 gelten ausschließlich für Schweißrauch und dürfen nicht auf Kunststoffstaub oder Zerspanungsstaub angewendet werden.

Für Kunststoffstaub gelten TRGS 900 und TRGS 504. TRGS 900 enthält die Arbeitsplatzgrenzwerte; die Staubklassen L, M und H sind Geräteeinstufungen nach DIN EN IEC 60335-2-69. Die Filterauswahl folgt direkt aus der Gefährdungsbeurteilung:

• Staubklasse L (Low): AGW des Staubes über 1 mg/m³, z. B. viele ungefüllte Thermoplaste
• Staubklasse M (Medium): AGW ab 0,1 mg/m³, z. B. bestimmte Kunststoffstäube mit Additiven
• Staubklasse H (High): AGW unter 0,1 mg/m³ sowie bei krebserzeugenden Stäuben, z. B. formaldehydhaltige Stäube aus der POM-Bearbeitung oder Duroplaste mit krebserzeugenden Bestandteilen. Die Staubklasse H bewertet das Gerät mit einem Geräte-Durchlassgrad unter 0,005 % und schreibt nicht automatisch ein bestimmtes H13-/H14-Filtermedium vor; H13 und H14 sind separate Filterklassen nach DIN EN 1822. Die Auswahl einer geeigneten Filtermedienklasse ist gesondert anhand der Anwendung und Gerätekonfiguration zu prüfen.

Bei Gemischen aus Staub und Dampf, wie sie beim Laserschneiden oder Thermoformen entstehen, muss die Filtration in der richtigen Reihenfolge erfolgen: zuerst Partikelabscheidung, danach Gasphasenbehandlung. Wird die Reihenfolge umgekehrt, setzt sich die Aktivkohle mit Partikeln zu und verliert ihre Wirksamkeit gegenüber VOC.

Klebrige, hygroskopische oder elektrostatisch aufladbare Kunststoffstäube, wie sie etwa bei bestimmten Pulvern oder Mahlgütern auftreten, stellen Trockenfilter vor besondere Herausforderungen. Hier sind Nassabscheider eine geeignete Option, da sie das Anbacken am Filtermedium vermeiden können. Die Eignung ist anwendungsbezogen zu prüfen. Der Einsatz von Nassabscheidern erfordert eine anwendungsbezogene Prüfung, insbesondere hinsichtlich möglicher Reaktionen des abgeschiedenen Materials mit Wasser. Nassabscheider vermeiden im Abscheider eine Staubwolke, ersetzen aber kein Explosionsschutzkonzept.

Wie berechnet man den Volumenstrom für eine Absauganlage?

Den Volumenstrom für eine Absauganlage berechnet man, indem man den Erfassungsvolumenstrom je Absaugstelle mit der Anzahl der gleichzeitig aktiven Absaugstellen multipliziert. Der entscheidende Parameter ist dabei der Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF): Er gibt das Verhältnis der gleichzeitig aktiven Absaugstellen zu sämtlichen installierten Absaugstellen an. Durch die Analyse des Gleichzeitigkeitsfaktors lässt sich die Absauganlage abhängig von den tatsächlichen Betriebsabläufen bis zu 40 % kleiner dimensionieren; der tatsächliche Effekt hängt von den konkreten Betriebsbedingungen ab und muss individuell ermittelt werden.

Ein Betrieb mit 20 Absaugplätzen muss also nicht für 20, sondern realistisch für die tatsächlich gleichzeitig aktiven Plätze auslegen. Dieser Faktor sollte immer anhand der tatsächlichen Produktionsabläufe ermittelt und dokumentiert werden.

Die Berechnung folgt diesem Grundprinzip:

1. Erfassungsvolumenstrom je Maschine oder Arbeitsplatz ermitteln: Dieser hängt von der Maschinengröße, dem Prozess und der Erfassungsgeometrie (Haube, Düse, Einhausung) ab.
2. Gleichzeitigkeitsfaktor bestimmen: auf Basis der realen Schichtplanung und Produktionsabläufe, nicht auf Basis von Maximalwerten.
3. Rohrnetz und Druckverluste berechnen: Leitungslängen, Bögen und Querschnittsänderungen erzeugen Druckverluste, die die erforderliche Ventilatorleistung beeinflussen.
4. Filterdruckverlust einplanen: Neue Filter haben einen anderen Druckverlust als beladene Filter. Die Auslegung muss beide Zustände berücksichtigen.
5. Reserve einkalkulieren: Für geplante Erweiterungen oder Prozessänderungen empfiehlt sich eine Reservekapazität in der Auslegung.

Alle Anlagen werden nach den für den jeweiligen Prozess einschlägigen Regelwerken ausgelegt: bei Zerspanung und Kunststoffbearbeitung nach TRGS 504, TRGS 900 und GefStoffV. Wer die Absauganlage zu knapp dimensioniert, riskiert nicht nur Grenzwertüberschreitungen, sondern auch erhöhten Verschleiß durch Überlastung der Anlage.

Was sind häufige Planungsfehler bei der Absaugung von Kunststoffen?

Die häufigsten Planungsfehler bei der Absaugung von Kunststoffen sind: die Anlage zu klein dimensionieren, weil der Gleichzeitigkeitsfaktor nicht berücksichtigt oder falsch angesetzt wird; die falsche Filtertechnologie wählen, weil Dampf- und Staubanteile nicht getrennt betrachtet werden; sowie die Erfassung zu weit vom Entstehungsort zu platzieren, sodass Schadstoffe bereits in die Hallenluft gelangen, bevor sie erfasst werden.

Weitere typische Fehler in der Praxis:

• Keine Gefährdungsbeurteilung als Grundlage: Ohne dokumentierte Gefährdungsbeurteilung fehlt die Basis für die Staubklassen- und Anlagenauswahl. Die Auswahl erfolgt dann nach Bauchgefühl statt nach Regelwerk.
• ATEX-Anforderungen übersehen: Viele Kunststoffstäube und -pulver sind brennbar oder explosionsfähig. Wer die Zoneneinteilung nach GefStoffV nicht vornimmt, plant ohne ausreichenden Explosionsschutz. Für Stäube gelten die Zonen 20, 21 und 22; für Dämpfe und Gase die Zonen 0, 1 und 2. Beide Systeme dürfen nicht vermischt werden.
• Elektrostatische Aufladung ignorieren: Kunststoffpulver und -granulate neigen zur elektrostatischen Aufladung. Nicht geerdete Rohrleitungen und Filtergehäuse können zur Zündquelle werden. TRGS 727 gibt hier die einschlägigen Anforderungen vor.
• Umluftbetrieb ohne Prüfung: Ob gereinigte Luft in die Halle zurückgeführt werden darf, hängt von der Art des Schadstoffs ab. Bei krebserzeugenden Stäuben ist Umluftbetrieb in der Regel nicht zulässig. TRGS 560 regelt die Luftrückführung bei krebserzeugenden Gefahrstoffen.
• Wartungsintervalle nicht einplanen: Eine Absauganlage, deren Filter nicht rechtzeitig gewechselt werden, verliert ihre Abscheideleistung. Die Planung muss Filterwechselintervalle und die Zugänglichkeit der Anlage von Anfang an berücksichtigen.
• Falsche Norm auf den Prozess angewendet: Ein häufiger Fehler ist die Anwendung von Schweißrauch-Normen (DIN EN ISO 21904, TRGS 528) auf die Kunststoffbearbeitung. Für Kunststoffstaub gelten TRGS 900 und TRGS 504; TRGS 528 betrifft ausschließlich schweißtechnische Arbeiten.

Welche Fördermittel gibt es für Absauganlagen in der Kunststoffbranche?

Absauganlagen für die Kunststoffbearbeitung können grundsätzlich über verschiedene Programme förderfähig sein, darunter die BAFA-Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz sowie KfW-Programme für Investitionen in Umwelt- und Arbeitsschutz. Ob eine konkrete Anlage tatsächlich gefördert wird, hängt von den jeweils geltenden Fördervoraussetzungen und einer individuellen Prüfung ab.

Folgende Förderwege sind grundsätzlich relevant:

• BAFA (Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle): Im Rahmen der Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Industrie können Investitionen in energieeffiziente Absaugtechnik grundsätzlich förderfähig sein, insbesondere wenn die Anlage Wärmerückgewinnung integriert. Eine Bewilligung ist von den jeweils geltenden Fördervoraussetzungen abhängig und nicht garantiert.
• KfW-Förderprogramme: KfW-Kredite für Umwelt- und Klimaschutz sowie für Arbeitsschutzinvestitionen können für Absauganlagen in Frage kommen. Die tatsächliche Förderfähigkeit ist individuell zu prüfen.
• Berufsgenossenschaft (BG): In bestimmten Fällen unterstützen Berufsgenossenschaften Betriebe bei der Nachrüstung von Absaugtechnik, wenn damit nachweislich Gefährdungen am Arbeitsplatz reduziert werden.
• Länderprogramme: Einzelne Bundesländer bieten ergänzende Förderprogramme für Arbeitsschutz- und Umweltschutzinvestitionen an, die je nach Standort variieren.

Wichtig für die Förderplanung: Fördermittel müssen in der Regel vor Beginn der Investition beantragt werden. Eine nachträgliche Antragstellung ist bei den meisten Programmen ausgeschlossen. Wer eine neue Absauganlage plant, sollte die Fördermöglichkeiten frühzeitig prüfen und die technische Dokumentation der Anlage für den Förderantrag bereithalten.

Wie ULMATEC bei der Absaugplanung für die Kunststoffbearbeitung hilft

ULMATEC analysiert für jeden Betrieb den konkreten Werkstoff, den Prozess und den erforderlichen Volumenstrom. Auf dieser Basis entwickeln, fertigen und montieren wir die passende Absauganlage: Auslegung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme aus einer Hand, hergestellt in Deutschland.

Was wir konkret leisten:

• Individuelle Auslegungsrechnung: Wir berechnen den Volumenstrom unter Berücksichtigung des Gleichzeitigkeitsfaktors (GZF) und der tatsächlichen Produktionsabläufe, nicht auf Basis von Katalogwerten.
• Normkonforme Filterauswahl: Wir wählen die Filtertechnologie nach TRGS 504, TRGS 900 und GefStoffV für den jeweiligen Kunststoffprozess, inklusive zweistufiger Filtration bei VOC-haltigen Emissionen.
• ATEX-gerechte Auslegung: Bei brennbaren oder explosionsfähigen Kunststoffstäuben legen wir die Anlage ATEX-konform aus, inklusive Erdung und Zoneneinteilung nach GefStoffV.
• Modulare Entstauber der CF-Serie: Von der Baugröße XS bis XXL decken unsere CF-Entstauber ein breites Spektrum an Volumenströmen ab, ergänzt durch WE-Nassabscheider für klebrige oder elektrostatisch aufladbare Medien.
• Angebot in 24 Stunden: Wir liefern die individuelle Lösung für Ihren Prozess in Losgröße 1, zum marktüblichen Preis, mit Angebot in 24 Stunden. Unsere Anlagen sind meist förderfähig nach BAFA und KfW. Fragen Sie uns dazu an. Unsere Bewilligungsquote für Förderungen liegt bei 100 %.
• Vollständige technische Dokumentation: Alle Anlagen werden mit der erforderlichen technischen Dokumentation geliefert.

Wenn Sie die Absauganlage für Ihre Kunststoffbearbeitung richtig planen möchten, sprechen Sie uns an. Nehmen Sie Kontakt mit uns auf und schildern Sie Ihren Prozess, Ihren Werkstoff und Ihre Produktionsbedingungen. Wir melden uns innerhalb von 24 Stunden mit einer konkreten Auslegungsempfehlung.

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