Additive und Füllstoffe in der Kunststoffcompoundierung erzeugen erhebliche Staubmengen, deren Intensität stark vom eingesetzten Material abhängt. Besonders feinteilige Substanzen wie Ruß, Talk, Glasfasern und Flammschutzmittel auf Basis von Antimontrioxid setzen beim Dosieren, Fördern und Mischen lungengängige Partikel frei, die ohne gezielte Absaugung die Arbeitsplatzgrenzwerte nach TRGS 900 überschreiten können. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen zu Staubquellen, Gefährdungspotenzial, gesetzlichen Anforderungen und geeigneter Absaugtechnik.
Welche Additive und Füllstoffe erzeugen den meisten Staub?
Die staubintensivsten Rohstoffe in der Kunststoffcompoundierung sind feinteilige Füllstoffe und Additive mit geringer Partikelgröße und niedriger Schüttdichte. Dazu zählen vor allem Ruß (Carbon Black), Talk, Kreide (Calciumcarbonat), Glasfasern, Wollastonit, Kaolin sowie Flammschutzmittel wie Antimontrioxid, Aluminiumhydroxid und organische Phosphorverbindungen. Diese Materialien neigen beim Handling stark zur Staubentwicklung.
Die Staubintensität hängt von drei Faktoren ab: Partikelgröße, Schüttdichte und Hygroskopizität. Je feiner das Material und je leichter es ist, desto weiter verteilen sich die Partikel in der Raumluft. Ruß beispielsweise liegt im Nanometerbereich und gehört zur alveolengängigen A-Fraktion, die tief in die Lunge eindringt. Glasfasern brechen bei mechanischer Beanspruchung in atembare Bruchstücke auf. Antimontrioxid ist als krebserzeugend eingestuft und erfordert besondere Schutzmaßnahmen.
- Ruß (Carbon Black): extrem feinkörnig, hohe Staubentwicklung beim Dosieren
- Talk und Kreide: hohe Füllgrade, große Mengen beim Einzug in den Extruder
- Glasfasern und Wollastonit: Faserbruch erzeugt atembare Fragmente
- Antimontrioxid und Phosphorflammschutzmittel: toxikologisch kritisch, teils krebserzeugend
- Organische Peroxide und Vernetzer: flüchtig, Dampf- und Staubgemisch möglich
Wie gefährlich ist der Staub aus der Kunststoffcompoundierung?
Die Gefährlichkeit des Staubs aus der Kunststoffcompoundierung richtet sich nach der stofflichen Zusammensetzung und der Partikelgröße. Für die alveolengängige A-Fraktion gilt nach TRGS 900 ein allgemeiner Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) von 1,25 mg/m³ und für die einatembare E-Fraktion ein AGW von 10 mg/m³. Enthält der Staub krebserzeugende Bestandteile, greift zusätzlich das risikobezogene Maßnahmenkonzept der TRGS 910 mit Akzeptanz- und Toleranzkonzentration.
Besonders kritisch sind Additive, die als Kategorie-1A- oder 1B-Kanzerogene eingestuft sind. Für diese Stoffe existiert kein AGW. Antimontrioxid (Sb₂O₃) fällt unter das Risikokonzept der TRGS 910. Wer nur die allgemeinen Staubgrenzwerte der TRGS 900 und TRGS 504 anwendet, beschreibt in solchen Fällen eine zu niedrige Schutzanforderung.
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 Toleranzkonzentrationen.
Neben der toxikologischen Wirkung besteht bei bestimmten organischen Stäuben Explosionsgefahr. Nach der Einteilung des IFA (GESTIS-STAUB-EX) gilt ein Staub ab einem Druckaufbau von mehr als 0,5 bar über dem Ausgangsdruck als staubexplosionsfähig. Die Explosionsklasse (St 1, St 2 oder St 3) ergibt sich aus dem KSt-Wert, der produkt- und prüfverfahrensspezifisch ist. Verbindliche Werte entnehmen Sie dem jeweiligen Sicherheitsdatenblatt oder der GESTIS-STAUB-EX-Datenbank des IFA.
Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte.
Wann entsteht die größte Staubbelastung im Compoundierprozess?
Die höchste Staubbelastung tritt in der Kunststoffcompoundierung an drei Prozesspunkten auf: beim manuellen Einwiegen und Dosieren der Additive, beim Befüllen des Extruders sowie beim Entleeren von Gebinden und Big Bags. Diese Tätigkeiten erzeugen kurzzeitig sehr hohe Staubkonzentrationen in der Atemluft, weit über den Tagesmittelwerten.
Beim Öffnen von Säcken mit feinteiligen Füllstoffen wie Ruß oder Talk entstehen Staubwolken, die sich schnell in der Hallenluft verteilen. Ähnliches gilt für automatisierte Dosierstationen ohne Kapselung: Jede Übergabestelle von Förderband, Schnecke oder Fallrohr ist eine potenzielle Staubquelle. Auch der Bereich unterhalb des Extrudereinzugs ist kritisch, wenn Granulat- und Pulvergemische zugeführt werden.
Typische Hochlaststellen im Überblick:
- Sackentleerung und Big-Bag-Andockung: Spitzenwerte durch Staubfahnen beim Öffnen
- Gravimetrische Dosierung: Staubentwicklung bei Fallhöhen und Erschütterungen
- Extrudereinzug und Seiteneinspeisung: Rückströmung von Luft und Staubpartikeln
- Sieb- und Granulierstrecke: Abrieb und Feinanteil beim Pelletieren
- Reinigung und Produktwechsel: aufgewirbelter Reststaub aus Behältern und Leitungen
Welche Absaugtechnik eignet sich für staubige Compoundieranlagen?
Für die Absaugung in der Kunststoffcompoundierung eignen sich Entstauber mit Filterpatronentechnologie (Staubklasse M oder H nach DIN EN IEC 60335-2-69), ergänzt durch gezielte Erfassungselemente an den Staubquellen. Welche Staubklasse erforderlich ist, richtet sich nach dem AGW des jeweiligen Staubs: Staubklasse L bei AGW über 1 mg/m³, Staubklasse M ab 0,1 mg/m³, Staubklasse H unter 0,1 mg/m³ sowie bei krebserzeugenden Stäuben.
Die Wahl der Absauganlage hängt von der Gefährdungsbeurteilung ab. Bei staubexplosionsfähigen Materialien sind ATEX-konforme Anlagen erforderlich. Bei krebserzeugenden Additiven ist Staubklasse H Pflicht. Die Norm DIN EN ISO 21904 und die Abscheideklassen W1, W2, W3 gelten ausschließlich für Schweißrauch und sind für Kunststoffcompoundierstaub nicht anwendbar. Für krebserzeugende Kunststoffstäube aus mechanischen Prozessen sind die einschlägigen Anforderungen nach GefStoffV sowie TRGS 504 und DGUV maßgeblich.
Zentrale Absauganlage oder dezentrale Lösung?
Zentrale Absauganlagen erfassen mehrere Staubquellen gleichzeitig und sind bei großen Compoundieranlagen mit vielen Dosierstellen wirtschaftlich sinnvoll. Der Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF) beschreibt dabei das Verhältnis der gleichzeitig aktiven Absaugstellen zur Gesamtzahl der angeschlossenen Stellen. Der GZF kann die rechnerisch benötigte Anlagengröße bis zu 40 % reduzieren und ist ein zentraler Auslegungsparameter, kein garantierter Einsparbetrag.
Dezentrale Lösungen mit mobilen oder stationären Einzelgeräten bieten mehr Flexibilität bei wechselnden Produktionsaufbauten. Sie sind schneller installiert, aber bei vielen Quellen aufwendiger zu warten. Absauganlagen für Industriebetriebe müssen in jedem Fall auf den tatsächlichen Volumenstrom und die Schadstoffklasse ausgelegt sein.
Filterpatrone oder Nassabscheider?
Für die meisten trockenen Compoundierstäube ist ein Entstauber mit Filterpatrone die geeignete Wahl. Bei hygroskopischen oder reaktiven Stäuben, die mit Wasser reagieren, scheidet der Nassabscheider aus. Nassabscheider kommen dagegen dort in Betracht, wo Brandgefahr besteht und trockene Filter ein Risiko darstellen. Die Entscheidung trifft die Gefährdungsbeurteilung auf Basis des Sicherheitsdatenblatts.
Was sind die gesetzlichen Anforderungen an die Staubabsaugung in der Compoundierung?
Die gesetzlichen Anforderungen an die Staubabsaugung in der Kunststoffcompoundierung ergeben sich aus der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV), den Technischen Regeln für Gefahrstoffe TRGS 900 (AGW-Werte) und TRGS 504 (Tätigkeiten mit Exposition gegenüber A- und E-Staub) sowie den einschlägigen DGUV-Regelwerken. Grundlage jeder Schutzmaßnahme ist die betriebliche Gefährdungsbeurteilung.
Für die Staubfraktionen gelten die Arbeitsplatzgrenzwerte der TRGS 900: A-Fraktion 1,25 mg/m³ (Überschreitungsfaktor 8), E-Fraktion 10 mg/m³ (Überschreitungsfaktor 2). Der Altwert von 3 mg/m³ für die A-Fraktion wurde am 14.02.2014 abgesenkt und darf nicht mehr verwendet werden. Enthält der Compoundierstaub krebserzeugende Bestandteile, greift zusätzlich das risikobezogene Maßnahmenkonzept der TRGS 910 mit Akzeptanz- und Toleranzkonzentrationen.
Bei staubexplosionsfähigen Materialien sind die Anforderungen der ATEX-Richtlinie (2014/34/EU) und der Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) zu beachten. Die Staubexplosionsklasse und der KSt-Wert des jeweiligen Materials sind dem Sicherheitsdatenblatt oder der GESTIS-STAUB-EX-Datenbank zu entnehmen. Branchenspezifische Anwendungen erfordern häufig eine Kombination aus Absaugung, Inertisierung und konstruktivem Explosionsschutz.
Die Geräteklasse der Absauganlage (L, M oder H nach DIN EN IEC 60335-2-69) muss zum AGW des abgesaugten Staubs passen. Die Gefährdungsbeurteilung bildet die Grundlage für die Geräte- und Filterauswahl und ist vom Betreiber zu dokumentieren.
Wie lässt sich die Staubentwicklung in der Compoundierung dauerhaft reduzieren?
Die Staubentwicklung in der Kunststoffcompoundierung lässt sich dauerhaft durch eine Kombination aus technischen Primärmaßnahmen, gezielter Erfassung an der Quelle und regelmäßiger Kontrolle reduzieren. Primärmaßnahmen haben Vorrang: Staubarme Rohstoffformen (Granulat statt Pulver, Masterbatch statt Reinadditive) senken die Staubfracht an der Quelle, bevor Absaugtechnik zum Einsatz kommt.
Wo staubförmige Additive unvermeidbar sind, reduzieren geschlossene Dosiersysteme, gekapselte Übergabestellen und automatisierte Big-Bag-Andockstationen die Freisetzung erheblich. Diese konstruktiven Maßnahmen ergänzen die Absauganlage und senken den erforderlichen Absaugvolumenstrom.
Weitere wirksame Maßnahmen im Überblick:
- Substitution: Pulverförmige Additive durch Granulate oder Compounds ersetzen
- Kapselung: Dosierstellen, Fallrohre und Übergaben einhausen
- Erfassung an der Quelle: Absaugrüssel und Erfassungselemente direkt am Entstehungsort
- Regelmäßige Reinigung: Ablagerungen in Leitungen und Behältern beseitigen, bevor sie aufgewirbelt werden
- Messung und Dokumentation: Staubmessungen nach TRGS 402 zur Überprüfung der Wirksamkeit der Maßnahmen
- Unterweisung: Mitarbeiter regelmäßig zu staubarmen Arbeitstechniken schulen
Technische Schutzmaßnahmen entfalten ihre Wirkung nur dann dauerhaft, wenn sie regelmäßig gewartet und auf Wirksamkeit geprüft werden. Wartung und Service der Absauganlage sind daher keine optionalen Leistungen, sondern Bestandteil der Betreiberpflichten nach GefStoffV.
Wie ULMATEC bei der Staubabsaugung in der Compoundierung unterstützt
Für Betreiber von Compoundieranlagen, die staubintensive Additive und Füllstoffe verarbeiten, 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 Compoundierbetriebe:
- Gefährdungsbeurteilungsgerechte Auslegung: Staubklasse M oder H nach DIN EN IEC 60335-2-69, abgeleitet vom AGW des jeweiligen Additivs
- ATEX-konforme Anlagen für staubexplosionsfähige Materialien nach den Anforderungen der BetrSichV
- Zentrale Absauganlagen mit Luftvolumen von 3.000 bis 250.000 m³/h für Anlagen mit mehreren Dosierstellen
- Erfassungselemente für Sackentleerung, Big-Bag-Andockung, Extrudereinzug und Siebstrecke
- Filterauswahl aus über 100 Filterkombinationen, abgestimmt auf den jeweiligen Schadstoff
- Vollständige technische Dokumentation für BG-Prüfungen und Betreiberpflichten nach GefStoffV
- Förderfähigkeit: Anlagen erfüllen die Voraussetzungen für BAFA- und KfW-Förderung
Sprechen Sie uns an, bevor die nächste BG-Prüfung ansteht. Kontaktieren Sie uns für eine technische Erstberatung zu Ihrer Compoundieranlage, oder informieren Sie sich über unser Produktprogramm für industrielle Entstauber und Filtersysteme.
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