Wie staubt eine Silobefüllung und was lässt sich dagegen tun?

Beim Befüllen eines Silos entsteht Staub, weil das einströmende Schüttgut Luft aus dem Siloinneren verdrängt. Diese Luft entweicht nach oben und reißt feine Partikel mit sich. Je feiner das Material, desto größer ist die Staubentwicklung bei der Silobefüllung. Die folgenden Abschnitte erklären die Ursachen, Risiken und technischen Lösungen für eine wirksame Entstaubung.

Warum entsteht beim Befüllen eines Silos so viel Staub?

Beim Befüllen eines Silos entsteht Staub durch den sogenannten Verdrängungseffekt: Das einströmende Schüttgut verdrängt das im Silo enthaltene Luftvolumen. Diese Verdrängungsluft entweicht nach oben und transportiert dabei feinste Partikel aus dem Schüttgut mit. Die Staubentwicklung bei der Silobefüllung steigt mit zunehmendem Befüllvolumenstrom und abnehmender Partikelgröße.

Konkret wirken dabei mehrere Faktoren zusammen:

• Aufprallenergie: Schüttgut, das aus größerer Höhe in das Silo fällt, erzeugt beim Aufprall eine Staubwolke.
• Verdrängungsluft: Pro Kubikmeter eingeführten Materials wird nahezu dasselbe Luftvolumen nach oben gepresst.
• Materialfeinheit: Pulver, Mehl oder Granulate mit hohem Feinanteil verhalten sich aerodynamisch wie Stäube und bleiben lange in der Luft.
• Befüllgeschwindigkeit: Ein hoher Massenstrom erhöht den Luftdurchsatz und damit die Staubkonzentration im Siloraum.

Typische Schüttgüter mit hoher Staubentwicklung sind Zement, Kalkstein, Getreide, Kunststoffgranulat, Zucker und chemische Pulver. Bei diesen Materialien kann die Staubkonzentration an der Befüllöffnung innerhalb von Sekunden auf Werte steigen, die arbeitsschutzrechtlich relevant sind.

Welche Gesundheits- und Sicherheitsrisiken gehen von Silostaub aus?

Silostaub bei der Befüllung stellt zwei voneinander unabhängige Risiken dar: ein gesundheitliches Risiko für Beschäftigte und ein sicherheitstechnisches Risiko durch Staubexplosionen. Beide Risiken sind regulatorisch geregelt und erfordern eine Gefährdungsbeurteilung nach GefStoffV.

Gesundheitliche Risiken durch Atemwegsbelastung

Feinstäube aus der Silobefüllung werden je nach Partikelgröße in unterschiedliche Atemwegsregionen transportiert. Alveolengängige Stäube, sogenannte A-Stäube, dringen bis in die Lungenbläschen vor. Für die A-Staubfraktion gilt nach TRGS 900 ein Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) von 1,25 mg/m³. Enthält der Staub krebserzeugende Bestandteile, greift zusätzlich das risikobezogene Maßnahmenkonzept der TRGS 910 mit Akzeptanz- und Toleranzkonzentrationen.

Explosionsrisiko durch brennbare Stäube

Viele organische und mineralische Stäube sind brennbar und können in der richtigen Konzentration mit Luft ein explosionsfähiges Gemisch bilden. Die Einteilung erfolgt über den K_St-Wert nach GESTIS-STAUB-EX: St 1 (0 bis 200 bar·m/s), St 2 (über 200 bis 300 bar·m/s) und St 3 (über 300 bar·m/s). Ein Staub gilt ab einem Druckaufbau von mehr als 0,5 bar über dem Ausgangsdruck als staubexplosionsfähig. Den spezifischen K_St-Wert eines Materials entnehmen Sie der GESTIS-STAUB-EX-Datenbank oder dem Sicherheitsdatenblatt des Herstellers.

Die Zoneneinteilung nach GefStoffV Anhang I Nr. 1.7 ist für Siloumgebungen besonders relevant:

• Zone 20: Explosionsfähige Staubatmosphäre ist ständig oder über lange Zeiträume vorhanden.
• Zone 21: Explosionsfähige Staubatmosphäre tritt im Normalbetrieb gelegentlich auf, zum Beispiel direkt an der Befüllöffnung.
• Zone 22: Explosionsfähige Staubatmosphäre tritt im Normalbetrieb normalerweise nicht auf, nur selten und kurzzeitig.

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

Wie funktioniert eine Absauganlage bei der Silobefüllung?

Eine Absauganlage für die Silobefüllung erfasst die staubbeladene Verdrängungsluft direkt an der Quelle, bevor sie in die Umgebung entweichen kann. Das Grundprinzip folgt dem Ablauf: Erfassung an der Befüllöffnung, Transport über Rohrleitungen, Filtration im Entstauber, Rückführung oder Ausleitung der gereinigten Luft.

Im Detail sieht der Prozess so aus:

1. Erfassung: An der Siloeinfüllöffnung oder am Befüllstutzen wird ein Absaugstutzen angeschlossen. Er nimmt die verdrängte Luft auf, bevor sie unkontrolliert austritt.
2. Transport: Ein Ventilator erzeugt den notwendigen Unterdruck. Die staubbeladene Luft strömt durch isolierte oder druckfeste Rohrleitungen zur Filteranlage.
3. Filtration: Im Entstauber werden die Partikel aus dem Luftstrom abgeschieden. Je nach Schüttgut kommen Trockenfilter (Cartridge-Filter) oder Nassabscheider zum Einsatz.
4. Rückreinigung: Moderne Entstauber reinigen die Filterelemente durch Druckluftimpulse automatisch, sodass der Betrieb kontinuierlich läuft.
5. Ableitung: Die gereinigte Luft wird entweder in die Halle zurückgeführt oder ins Freie abgeleitet.

Der erforderliche Volumenstrom der Absauganlage richtet sich nach dem Befüllvolumenstrom des Silos. Faustregel: Der Absaugvolumenstrom muss mindestens dem Verdrängungsvolumenstrom des einströmenden Schüttguts entsprechen, zuzüglich eines Sicherheitszuschlags für Leckagen und Strömungseffekte. Wer mehrere Silos betreibt, kann durch den Gleichzeitigkeitsfaktor die Anlagengröße um bis zu 40 % reduzieren, wenn nicht alle Silos gleichzeitig befüllt werden.

Welche Filtertechnik eignet sich für welches Schüttgut?

Die Wahl der Filtertechnik bei der Entstaubung von Silos hängt von den Eigenschaften des Schüttguts ab. Trockene, nicht reaktive Stäube werden mit Trockenfiltern (Cartridge-Filtern, Staubklasse L, M oder H nach DIN EN IEC 60335-2-69) abgeschieden. Klebrige, hygroskopische, reaktive oder elektrostatisch aufladbare Stäube erfordern einen Nassabscheider.

Die Staubklasse des Entstaubers richtet sich nach dem AGW des Staubs:

• Staubklasse L: AGW über 1 mg/m³, maximaler Durchlassgrad unter 1 %
• Staubklasse M: AGW ab 0,1 mg/m³, maximaler Durchlassgrad unter 0,1 %
• Staubklasse H: AGW unter 0,1 mg/m³ oder krebserzeugende Stäube, maximaler Durchlassgrad unter 0,005 %

Die folgende Übersicht zeigt typische Schüttgüter und die empfohlene Filtertechnik:

• Zement, Kalkstein: Trockenfilter, Staubklasse M, Regelwerk TRGS 900 und TRGS 504
• Getreide, Mehl, Zucker: Trockenfilter mit Ex-Schutzausführung (ATEX), Staubklasse M, Regelwerk TRGS 900
• Kunststoffpulver: Trockenfilter, Staubklasse M oder H je nach AGW, Regelwerk GefStoffV, TRGS 504
• Chemische Pulver mit krebserzeugenden Bestandteilen: Trockenfilter, Staubklasse H, Regelwerk TRGS 910
• Hygroskopische oder klebrige Pulver: Nassabscheider, da Trockenfilter verkleben würden
• Reaktive Metallpulver (Aluminium, Magnesium, Titan): Nassabscheider, da Trockenfilter ein Brandrisiko darstellen

Für die Auswahl der Filteranlage ist immer die Gefährdungsbeurteilung nach GefStoffV die Grundlage. Erst wenn der Staub stofflich charakterisiert ist, lässt sich die richtige Filterstufe festlegen.

Was sind die gesetzlichen Anforderungen an die Entstaubung von Silos?

Die gesetzlichen Anforderungen an die Entstaubung bei der Silobefüllung ergeben sich aus mehreren Regelwerken. Zentrale Grundlage ist die Gefahrstoffverordnung (GefStoffV), ergänzt durch TRGS 900 (Arbeitsplatzgrenzwerte), TRGS 504 (Tätigkeiten mit Stäuben) und die DGUV-Regeln des jeweiligen Berufsgenossenschaftsbereichs. Für explosionsfähige Stäube gelten zusätzlich die ATEX-Richtlinien 2014/34/EU und 1999/92/EG.

Die wichtigsten Anforderungen im Überblick:

• Gefährdungsbeurteilung: Pflicht nach GefStoffV § 6. Sie bestimmt Staubart, AGW, Explosionsrisiko und erforderliche Schutzmaßnahmen.
• Arbeitsplatzgrenzwerte: A-Staub-Grenzwert nach TRGS 900: 1,25 mg/m³. Bei krebserzeugenden Stäuben gilt das Maßnahmenkonzept der TRGS 910.
• Explosionsschutzdokument: Pflicht nach GefStoffV Anhang I Nr. 1.7, wenn brennbare Stäube vorliegen. Enthält die Zoneneinteilung (Zone 20/21/22) und die technischen Schutzmaßnahmen.
• ATEX-konforme Geräte: In Ex-Zonen dürfen nur Absauganlagen und Entstauber eingesetzt werden, die der entsprechenden Gerätekategorie nach 2014/34/EU entsprechen.
• Technische Schutzmaßnahmen: Nach TRGS 504 sind technische Maßnahmen (Absaugung, Kapselung) vor organisatorischen und persönlichen Schutzmaßnahmen umzusetzen.

Wichtig: Die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG wird zum 20. Januar 2027 ohne Übergangsfrist durch die Maschinenverordnung (EU) 2023/1230 abgelöst. Wer Absauganlagen beschafft oder betreibt, sollte prüfen, ob die eingesetzten Geräte die Anforderungen der neuen Verordnung erfüllen. Informationen zu industriellen Anwendungen und den zugehörigen Normen helfen dabei, die richtige Anlage für den jeweiligen Prozess zu wählen.

So unterstützt ULMATEC bei der Entstaubung von Silos

Für Betreiber von Silos, die die Staubentwicklung bei der Befüllung wirksam und normkonform reduzieren müssen, analysieren wir den jeweiligen Werkstoff, Prozess und Volumenstrom und entwickeln, fertigen und montieren die passende Absauganlage. Unsere Entstauber der CF-Serie decken Luftmengen von wenigen hundert bis 250.000 m³/h ab. Für reaktive oder klebrige Schüttgüter setzen wir Nassabscheider der WE-Serie ein.

Konkret bieten wir für die Silobefüllung:

• Auslegung des Absaugvolumenstroms auf Basis des Befüllmassenstroms und der Silogeometrie
• Auswahl der Staubklasse (L, M oder H) nach AGW des Schüttguts und GefStoffV
• ATEX-konforme Entstauber für Zonen 20, 21 und 22 bei brennbaren Stäuben
• Nassabscheider für hygroskopische, klebrige oder reaktive Materialien
• Lieferung inklusive vollständiger technischer Dokumentation für die Gefährdungsbeurteilung
• Auslegung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme aus einer Hand, hergestellt in Deutschland

Fördermittel über BAFA oder KfW können die Investitionskosten senken. Sprechen Sie uns an: Kontakt aufnehmen und gemeinsam die passende Absauganlage für Ihre Silobefüllung auslegen.

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