Ölnebel und Emulsionsnebel unterscheiden sich grundlegend in ihrer chemischen Zusammensetzung: Ölnebel entsteht aus reinen Mineralölen oder Schneidölen ohne Wasseranteil, während Emulsionsnebel ein Gemisch aus Wasser, Öl und Additiven ist. Diese Unterschiede bestimmen, welche Abscheidetechnik im Einsatz erforderlich ist und welche Gesundheitsrisiken bewertet werden müssen. Der folgende Artikel beantwortet die wichtigsten Fragen rund um beide Nebelarten, von der Entstehung bis zur richtigen Absaugtechnik.
Wie entstehen Ölnebel und Emulsionsnebel bei der Metallbearbeitung?
Ölnebel entsteht, wenn reines Schneidöl oder Mineralöl beim Drehen, Fräsen, Bohren oder Schleifen durch hohe Temperaturen und mechanische Kräfte in feine Tröpfchen zerstäubt wird. Emulsionsnebel bildet sich, wenn ein Wasser-Öl-Gemisch, der sogenannte Kühlschmierstoff (KSS), denselben Prozessen ausgesetzt wird. Beide Nebelarten entstehen an der Bearbeitungszone und verteilen sich rasch in der Hallenluft.
Bei der Metallbearbeitung erfüllen Kühlschmierstoffe zwei Aufgaben: Sie kühlen das Werkzeug und schmieren die Kontaktzone. Je nach Prozess werden entweder Emulsionen mit hohem Wasseranteil oder reine Öle eingesetzt. Dreh- und Fräsprozesse mit hohem Wärmeintrag erzeugen besonders feine Aerosole, die tief in die Atemwege eindringen können. Schleifprozesse produzieren häufig ein Gemisch aus Metallstaub und Kühlschmierstoffaerosol, was die Gefährdungsbeurteilung komplexer macht.
Die Tröpfchengröße spielt bei der Entstehung eine entscheidende Rolle. Sehr feine Tröpfchen mit einem Durchmesser unter 5 µm bleiben lange in der Luft suspendiert und sind schwerer abzuscheiden als grobe Aerosoltröpfchen. Die Entstehungsmechanismen unterscheiden sich ebenfalls: Beim reinen Schneidöl dominiert thermische Verdampfung mit anschließender Kondensation, beim Emulsionsnebel überwiegt mechanische Zerstäubung durch den Flüssigkeitsstrahl.
Was sind die chemischen und physikalischen Unterschiede?
Der entscheidende chemische Unterschied liegt im Wasseranteil und der Additivzusammensetzung. Reines Schneidöl besteht überwiegend aus Kohlenwasserstoffen, Emulsionen enthalten dagegen Wasser, Emulgatoren, Korrosionsschutzmittel, Biozide und weitere Additive. Physikalisch unterscheiden sich beide Nebelarten in Tröpfchengröße, Siedeverhalten und elektrostatischer Aufladbarkeit.
Chemische Eigenschaften im Vergleich
Reines Schneidöl hat einen hohen Flammpunkt und neigt bei erhöhten Temperaturen zur Bildung von Ölnebel mit einem engen Tröpfchenspektrum. Die Partikel sind hydrophob und lagern sich auf Oberflächen als klebrige Schicht ab. Emulsionen hingegen enthalten polare und unpolare Anteile. Beim Verdampfen des Wassers konzentrieren sich die Additive und können zusätzliche Dämpfe freisetzen. Biozide in Emulsionen können bei Hautkontakt und Inhalation eigene Gefährdungen verursachen.
Physikalische Eigenschaften im Vergleich
Ölnebel aus reinen Schneidölen ist tendenziell feintröpfiger und stabiler in der Luft, da die Viskosität höher ist und keine Wasserverdunstung stattfindet. Emulsionsnebel enthält durch den Wasseranteil größere Tröpfchen, die schneller sedimentieren, aber auch eine Gasphase aus verdampfenden Additiven erzeugen können. Für die Abscheidetechnik ist entscheidend, ob das Medium klebrig, reaktiv oder hygroskopisch ist. Emulsionsnebel gilt als hygroskopisch und kann bei falscher Filtertechnik zur Verblockung von Filterelementen führen.
Welche Gesundheitsrisiken gehen von beiden Nebelarten aus?
Sowohl Ölnebel als auch Emulsionsnebel sind inhalierbare Aerosole, die bei dauerhafter Exposition die Atemwege schädigen können. Für Kühlschmierstoffaerosole gilt nach DGUV Regel 109-003 ein Zielwert von 10 mg/m³ für die Summe aus Aerosol und Dampf. Dieser Wert ist ausdrücklich kein gesundheitsbasierter Grenzwert, seine Einhaltung schließt Gefährdungen also nicht aus.
Reiner Ölnebel aus Mineralölen enthält polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), die bei lang anhaltender Exposition krebserregend wirken können. Emulsionsnebel birgt zusätzliche Risiken durch die enthaltenen Additive. Biozide, Korrosionsschutzmittel und Emulgatoren können Hautreizungen, Atemwegserkrankungen und allergische Reaktionen auslösen. Bei Emulsionen, die N-Nitrosamine bilden können, greift zudem TRGS 611, die Verwendungsbeschränkungen für bestimmte wassermischbare Kühlschmierstoffe regelt.
Ein weiterer Aspekt betrifft die Gasphase. Wenn flüchtige Additive aus der Emulsion verdampfen, entsteht neben dem Partikelaerosol auch ein Dampfanteil. Aktivkohle wirkt ausschließlich gegen diese Gasphase, nicht gegen Partikel. Bei Gemischen aus Aerosol und Dampf muss deshalb zuerst die Partikelabscheidung erfolgen und danach die Gasphasenbehandlung, zum Beispiel durch eine nachgeschaltete Aktivkohleschicht. Wer diese Reihenfolge umkehrt, verstopft die Aktivkohle mit Öltröpfchen und macht sie wirkungslos.
Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte. Die Gefährdungsbeurteilung nach GefStoffV ist deshalb die unverzichtbare Grundlage für jede Entscheidung zur Auswahl geeigneter Absauganlagen.
Welcher Abscheider eignet sich für welchen Nebeltyp?
Für reinen Ölnebel aus Schneidölen eignen sich Ölnebelabscheider (EF-Serie), die auf Koaleszenzfiltration oder Zentrifugalabscheidung basieren. Für Emulsionsnebel sind Nassabscheider (WE-Serie) die bevorzugte Wahl, da das Medium hygroskopisch ist und Trockenfilter verkleben oder verblocken können. Die Wahl des Abscheiders hängt direkt von den Stoffeigenschaften des eingesetzten Kühlschmierstoffs ab.
Ölnebelabscheider für Schneidöle
Ölnebelabscheider der EF-Serie sind für den Einsatz mit reinen, nicht wassermischbaren Schneidölen ausgelegt. Sie nutzen Koaleszenzfilter, die feine Öltröpfchen zu größeren Tropfen zusammenführen, die dann abfließen. Das abgeschiedene Öl kann in vielen Fällen zurückgeführt werden, was die Betriebskosten senkt. Die EF-Serie ist in den Baugrößen S, M, L und X verfügbar. Die Baugrößen XL und XXL existieren in dieser Serie nicht.
Nassabscheider für Emulsionen
Nassabscheider der WE-Serie sind die geeignete Option bei klebrigen, reaktiven, hygroskopischen oder elektrostatisch aufladbaren Medien. Emulsionsnebel erfüllt gleich mehrere dieser Kriterien. Der Nassabscheider wäscht das Aerosol mit Flüssigkeit aus, wodurch Verblockungen vermieden werden. Die WE-Serie ist ebenfalls in den Baugrößen S, M, L und X verfügbar. Wenn zusätzlich eine Gasphasenbehandlung erforderlich ist, wird eine Aktivkohlestufe nachgeschaltet, niemals vorgeschaltet. Informationen zu den verfügbaren Absauganlagen und Bauarten helfen bei der ersten Orientierung.
Wann sollte man beide Nebelarten gemeinsam absaugen?
Wenn in einem Betrieb sowohl Prozesse mit reinem Schneidöl als auch Prozesse mit Emulsionen betrieben werden, stellt sich die Frage nach einer gemeinsamen Absauganlage. Eine gemeinsame Erfassung ist technisch möglich, erfordert aber eine sorgfältige Auslegung, da sich die Anforderungen an Filtermaterial und Abscheideprinzip unterscheiden. Ohne Analyse des tatsächlichen Mediengemischs sollte keine gemeinsame Anlage ausgelegt werden.
In der Praxis treten Mischsituationen häufig auf: Eine Maschine verwendet Emulsion, die benachbarte Schneidöl. Werden beide Abluftströme zusammengeführt, entsteht ein Gemisch, das weder typisch für reinen Ölnebel noch für reinen Emulsionsnebel ist. In diesem Fall ist ein Nassabscheider meist die robustere Wahl, da er mit hygroskopischen und klebrigen Anteilen umgehen kann. Trockenfilter-Ölnebelabscheider sind in solchen Mischszenarien anfälliger für Verblockung.
Ein weiterer Grund für eine gemeinsame Absaugung ist die Hallenlüftung. Wenn Kühlschmierstoffaerosole aus mehreren Bearbeitungszentren zentral erfasst werden sollen, ist eine zentrale Absauganlage wirtschaftlicher als viele Einzelgeräte. Dabei ist der Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF) ein wichtiger Auslegungsparameter: Er beschreibt das Verhältnis der gleichzeitig aktiven Absaugstellen zur Gesamtzahl. Der GZF kann die erforderliche Anlagengröße um bis zu 40 % reduzieren. Dieser Wert ist jedoch ein Auslegungsparameter aus der Bedarfsanalyse und keine garantierte Ersparnis. Eine detaillierte Übersicht zu möglichen Anwendungen in der Metallbearbeitung zeigt, welche Prozesse besonders häufig kombiniert werden.
Enthält das abgesaugte Medium neben Aerosol auch einen Dampfanteil aus flüchtigen Additiven, muss die Anlage zweistufig ausgelegt werden: zuerst Partikelabscheidung, dann Gasphasenbehandlung mit Aktivkohle. Diese Reihenfolge ist technisch zwingend und darf nicht umgekehrt werden.
Wie ULMATEC bei der Absaugung von Ölnebel und Emulsionsnebel hilft
Wir bei ULMATEC analysieren für jeden Betrieb den eingesetzten Kühlschmierstoff, den Bearbeitungsprozess und den erforderlichen Volumenstrom. Auf dieser Basis entwickeln, fertigen und montieren wir die passende Absauganlage. Das bedeutet konkret:
- Für reinen Ölnebel aus Schneidölen setzen wir Ölnebelabscheider der EF-Serie in den Baugrößen S bis X ein, abgestimmt auf den tatsächlichen Volumenstrom der Anlage.
- Für Emulsionsnebel empfehlen wir Nassabscheider der WE-Serie in den Baugrößen S bis X, da diese mit hygroskopischen und klebrigen Medien zuverlässig umgehen können.
- Bei Mischszenarien oder Dampfanteilen aus Additiven legen wir zweistufige Anlagen aus: Partikelabscheidung in der ersten Stufe, Aktivkohlebehandlung in der zweiten.
- Für zentrale Absauganlagen berechnen wir den Gleichzeitigkeitsfaktor auf Basis der tatsächlichen Maschinenbelegung, um die Anlagengröße wirtschaftlich zu dimensionieren.
- Alle Anlagen werden inklusive technischer Dokumentation geliefert und erfüllen die geltenden Anforderungen nach GefStoffV und DGUV Regel 109-003.
Auslegung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme erfolgen aus einer Hand, hergestellt in Deutschland. Wenn Sie unsicher sind, welcher Abscheider für Ihren Kühlschmierstoff und Ihren Prozess geeignet ist, nehmen Sie Kontakt mit uns auf. Wir prüfen Ihre Situation und empfehlen die technisch passende Lösung.
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