Bei der Kunststoffbearbeitung werden Aerosole sicher abgeschieden, indem der Schadstoff direkt an der Entstehungsquelle erfasst und anschließend durch ein auf den jeweiligen Prozess abgestimmtes Filtersystem aus der Luft entfernt wird. Welches Verfahren dabei zum Einsatz kommt, hängt vom Werkstoff, der Bearbeitungstemperatur und der Art der entstehenden Emissionen ab. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen zur sicheren Aerosolabscheidung in der Kunststoffverarbeitung.
Welche Aerosole entstehen bei der Kunststoffbearbeitung?
Bei der Kunststoffbearbeitung entstehen je nach Prozess drei Arten von luftgetragenen Schadstoffen: trockene Partikel (Staub und Feinstaub), flüssige Aerosole (Ölnebel und Kühlschmierstoffnebel) sowie gasförmige Emissionen (Dämpfe und flüchtige organische Verbindungen, kurz VOC). Welche Fraktion dominiert, richtet sich nach dem eingesetzten Werkstoff und der Bearbeitungstemperatur.
Bei mechanischen Prozessen wie Fräsen, Sägen, Schleifen und Bohren entstehen vorwiegend trockene Partikel. Thermoplaste wie Polyamid, Polyethylen oder Polypropylen erzeugen dabei feine Späne und Stäube, die je nach Partikelgröße als Grob-, Fein- oder Ultrafeinstaub klassifiziert werden. Besonders kritisch sind faserverstärkte Kunststoffe: Beim Bearbeiten von GFK oder CFK entstehen Glasfaser- und Carbonfaserbruchstücke, die lungengängig sind und dauerhaften Schaden anrichten können.
Thermische Prozesse wie Spritzguss, Extrusion, Thermoformen und Kunststoffschweißen erzeugen ein anderes Emissionsprofil. Hier entstehen Thermodämpfe, Pyrolyserauch und VOC, wenn der Kunststoff auf Verarbeitungstemperatur gebracht wird. PVC setzt dabei Chlorwasserstoff (HCl) frei, für den ein Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) nach TRGS 900 gilt. ABS, Polystyrol und andere Thermoplaste emittieren Styroldämpfe und weitere organische Verbindungen.
Werden Kühlschmierstoffe eingesetzt, zum Beispiel beim Nassschleifen oder bei der CNC-Bearbeitung von Kunststoffbauteilen, entstehen zusätzlich Kühlschmierstoffaerosole. Für diese Aerosole existiert kein gesundheitsbasierter Arbeitsplatzgrenzwert. Nach DGUV Regel 109-003 gilt ein Zielwert von 10 mg/m³ für die Summe aus Aerosol und Dampf. Dieser Zielwert beschreibt den Stand der Technik, schließt aber Gefährdungen nicht aus.
Warum sind Aerosole aus Kunststoffprozessen besonders gefährlich?
Aerosole aus der Kunststoffbearbeitung sind besonders gefährlich, weil sie häufig eine Mischung aus Partikeln, Dämpfen und reaktiven Verbindungen darstellen, die in dieser Kombination schwerer zu erfassen und zu filtrieren ist als einzelne Schadstoffkomponenten. Hinzu kommt, dass viele Emissionen unsichtbar sind oder erst bei chronischer Exposition zu nachweisbaren Gesundheitsschäden führen.
Feinstaub und ultrafeiner Staub aus Kunststoffbearbeitungsprozessen dringen tief in die Atemwege ein. Partikel der alveolengängigen Fraktion nach DIN EN 481 gelangen bis in die Lungenbläschen. Der AGW für den alveolengängigen Feinstaub liegt nach TRGS 900 bei 1,25 mg/m³. Dieser Wert wird an ungesicherten Arbeitsplätzen in der Kunststoffverarbeitung häufig überschritten.
Carbonfaserstäube aus der CFK-Bearbeitung sind ein besonderes Risiko, weil die Fasern ähnliche geometrische Eigenschaften wie Asbestfasern aufweisen können. Die zuständige Regelung für diesen Bereich ist nicht TRGS 521, sondern das Faserbranchenhandbuch FBHM-074. Für Glasfaserstäube aus der GFK-Bearbeitung gelten die Arbeitsplatzgrenzwerte der TRGS 900 sowie die Vorgaben der TRGS 504.
Kunststoffstäube können zudem explosionsfähig sein. Viele Thermoplaste bilden in aufgewirbeltem Zustand zündfähige Staubwolken. Besonders Kunststoffpulver, Mahlgut und Regranulat sind betroffen. Wer elektrostatisch aufladbares Kunststoffpulver absaugt, muss die ATEX-Anforderungen für staubführende Anlagen berücksichtigen. Stäube fallen dabei unter die Zonen 20, 21 und 22, die nicht mit den Gaszonen 0, 1 und 2 verwechselt werden dürfen.
Betriebe, die bei einer Prüfung durch die Berufsgenossenschaft keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte.
Welche Abscheideverfahren eignen sich für Aerosole aus der Kunststoffbearbeitung?
Für Aerosole aus der Kunststoffbearbeitung kommen je nach Schadstoffart drei Abscheideverfahren in Frage: Trockenfilterung (Entstauber), Nassabscheidung und Ölnebelabscheidung. Welches Verfahren geeignet ist, ergibt sich aus der Gefährdungsbeurteilung auf Basis von Werkstoff, Prozess und Emissionscharakter.
Trockenfilterung für trockene Kunststoffstäube
Entstauber mit Trockenfiltern sind die Standardlösung für trockene Partikelemissionen bei der mechanischen Kunststoffbearbeitung. Die Geräteklasse richtet sich nach dem AGW des abzusaugenden Staubs: Staubklasse L nach DIN EN IEC 60335-2-69 für Stäube mit einem AGW über 1 mg/m³, Staubklasse M für AGW-Werte ab 0,1 mg/m³ und Staubklasse H für Stäube mit einem AGW unter 0,1 mg/m³ oder krebserzeugende Stäube. Für krebserzeugende Bestandteile im Staub greift zusätzlich das risikobezogene Maßnahmenkonzept der TRGS 910 mit Akzeptanz- und Toleranzkonzentration.
Nassabscheidung für reaktive und klebrige Emissionen
Nassabscheider sind die richtige Wahl, wenn Kunststoffstäube oder Emissionen klebrig, hygroskopisch, reaktiv oder elektrostatisch aufladbar sind. Sie binden die Partikel in einer Flüssigkeit und verhindern so Verstopfungen im Filtersystem. Bei Kunststoffpulvern mit hoher elektrostatischer Aufladung oder bei Stäuben, die im trockenen Zustand ein Explosionsrisiko darstellen, kann die Nassabscheidung eine geeignete Alternative zur Trockenfilterung sein. Nassabscheider vermeiden im Abscheider eine Staubwolke, ersetzen aber kein Explosionsschutzkonzept. Ob sie im Einzelfall ausreichenden Brand- und Explosionsschutz bietet, hängt von den anwendungsspezifischen Schutzmaßnahmen und der Gefährdungsbeurteilung ab. Bei bestimmten Metall-Kunststoff-Kombinationen ist zudem die mögliche Wasserstoffbildung zu berücksichtigen.
Aktivkohlestufe für Dämpfe und VOC
Bei thermischen Kunststoffprozessen, die VOC und Dämpfe freisetzen, reicht eine reine Partikelfilterung nicht aus. Aktivkohle wirkt gegen die Gasphase, nicht gegen Partikel. Deshalb muss bei Gemischen aus Staub und Dampf zwingend erst die Partikelabscheidung erfolgen, bevor die Gasphasenbehandlung durch Aktivkohle ansetzt. Diese Reihenfolge ist technisch verpflichtend und darf nicht umgekehrt werden.
Wie funktioniert ein Ölnebelabscheider bei der Kunststoffbearbeitung?
Ein Ölnebelabscheider trennt flüssige Aerosole, also fein verteilte Tröpfchen aus Kühlschmierstoffen oder Prozessölen, durch mehrstufige Abscheidung aus dem Luftstrom. Die Luft wird dabei zunächst durch einen Vorabscheider geleitet, der grobe Tröpfchen entfernt, bevor feinere Aerosole in nachgelagerten Filterstufen abgeschieden werden.
In der Kunststoffbearbeitung kommen Ölnebelabscheider überall dort zum Einsatz, wo Kühlschmierstoffe verwendet werden, zum Beispiel bei der CNC-Bearbeitung von Thermoplasten oder beim Nassschleifen. Die entstehenden Kühlschmierstoffaerosole sind ein Gemisch aus Flüssigkeitstropfen und Dampf. Der Zielwert nach DGUV Regel 109-003 liegt bei 10 mg/m³ für die Summe aus Aerosol und Dampf. Da es sich um einen Zielwert und keinen gesundheitsbasierten Grenzwert handelt, muss die Gefährdungsbeurteilung auch bei Einhaltung dieses Wertes weitergeführt werden.
Moderne Ölnebelabscheider arbeiten im Umluftbetrieb, wenn die gereinigte Luft die erforderliche Qualität erreicht. Das spart Heizenergie im Winter, weil keine erwärmte Hallenluft nach außen abgeführt wird. Ob Umluft zulässig ist, hängt von der Zusammensetzung der Kühlschmierstoffaerosole und den Anforderungen der Gefährdungsbeurteilung ab.
Wann ist eine zentrale Absauganlage der richtige Ansatz?
Eine zentrale Absauganlage ist der richtige Ansatz, wenn mehrere Bearbeitungsmaschinen oder Arbeitsplätze gleichzeitig abgesaugt werden müssen und dezentrale Einzelgeräte entweder wirtschaftlich oder platztechnisch nicht sinnvoll sind. Ab etwa fünf bis sechs Absaugstellen rechnet sich eine zentrale Lösung in der Regel.
Der entscheidende Planungsparameter ist der Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF). Er beschreibt das Verhältnis der gleichzeitig aktiven Absaugstellen zur Gesamtzahl aller angeschlossenen Stellen. In der Praxis liegt der GZF typischerweise unter 100 %, sodass die Anlage nicht für alle Absaugstellen gleichzeitig mit vollem Volumenstrom ausgelegt werden muss. Durch die Analyse des Gleichzeitigkeitsfaktors lässt sich die Absauganlage abhängig von den tatsächlichen Betriebsabläufen bis zu 40 % kleiner dimensionieren. Der konkrete Faktor ergibt sich aus der Bedarfsanalyse des jeweiligen Betriebs.
Zentrale Absauganlagen lassen sich zudem mit Wärmerückgewinnung kombinieren. Die abgesaugte Hallenluft wird gefiltert und die enthaltene Wärme zurückgewonnen, bevor die gereinigte Luft wieder zugeführt wird. Das reduziert die Heizkosten messbar, besonders in großen Produktionshallen mit kontinuierlichem Betrieb. Wer eine zentrale Absauganlage plant, sollte Luftreinhaltung, Klimatisierung und Wärmerückgewinnung von Anfang an gemeinsam betrachten.
Für automatisierte Fertigungslinien, verkettete Anlagen oder Roboterbearbeitungszellen ist die zentrale Lösung oft die einzige praktikable Option, weil dezentrale Geräte den Bauraum an der Maschine blockieren oder mit der Roboterkinematik kollidieren würden.
Welche Normen und Fördermöglichkeiten gelten für Aerosolabscheider?
Für Aerosolabscheider in der Kunststoffbearbeitung gelten mehrere Regelwerke gleichzeitig. Das Fundament bildet die Gefahrstoffverordnung (GefStoffV), die den Arbeitgeber gemäß § 6 GefStoffV zur Gefährdungsbeurteilung verpflichtet. Für Staubemissionen konkretisieren TRGS 900 (AGW-Werte) und TRGS 504 (Schutzmaßnahmen bei Tätigkeiten mit Stäuben) die Anforderungen. Enthält der Staub krebserzeugende Bestandteile, greift zusätzlich das risikobezogene Maßnahmenkonzept der TRGS 910 mit Akzeptanz- und Toleranzkonzentration.
Für Kühlschmierstoffaerosole ist die DGUV Regel 109-003 maßgeblich. Sie definiert den Zielwert von 10 mg/m³ für die Summe aus Aerosol und Dampf. TRGS 611 regelt ausschließlich Verwendungsbeschränkungen für wassermischbare Kühlschmierstoffe, bei denen N-Nitrosamine auftreten können, und ist keine allgemeine KSS-Regel.
Für die Geräteklassifizierung von Entstaubern und Industriesaugern gilt die Staubklasse L, M oder H nach DIN EN IEC 60335-2-69. Diese Klassifizierung ist eine Geräteanforderung, keine Schweißrauch-Norm. Die W-Klassen nach DIN EN ISO 21904-2 gelten ausschließlich für Schweißrauchabscheider und dürfen nicht auf Kunststoffbearbeitungsprozesse angewendet werden. Für Kunststoffstaub gilt: DIN EN ISO 21904 ist nicht anwendbar; maßgeblich sind GefStoffV, TRGS 504 und die einschlägigen DGUV-Regelwerke.
Zur Maschinenrichtlinie ist zu beachten: Die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG wird zum 20. Januar 2027 ohne Übergangsfrist durch die Maschinenverordnung (EU) 2023/1230 abgelöst. Wer jetzt eine Absauganlage beschafft, sollte prüfen, ob die Anlage bereits nach den Anforderungen der neuen Verordnung ausgelegt ist.
Zur Förderung gilt: Absauganlagen für die Kunststoffbearbeitung können grundsätzlich förderfähig sein, zum Beispiel über BAFA- oder KfW-Programme. Die tatsächliche Förderung hängt jedoch von den jeweils geltenden Voraussetzungen und einer individuellen Prüfung ab. Eine pauschale Förderzusage gibt es nicht. Lassen Sie die Förderfähigkeit Ihrer geplanten Absauganlage vor der Investitionsentscheidung konkret prüfen.
Wie ULMATEC bei der Aerosolabscheidung in der Kunststoffbearbeitung hilft
ULMATEC analysiert für jeden Betrieb in der Kunststoffverarbeitung den jeweiligen Werkstoff, den Bearbeitungsprozess und den erforderlichen Volumenstrom und entwickelt, fertigt und montiert die passende Absauganlage dazu. Hergestellt in Deutschland, mit Auslegung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme aus einer Hand.
Konkret bedeutet das für Betreiber in der Kunststoffbearbeitung:
- Entstauber der CF-Serie in den Baugrößen XS bis XXL für trockene Kunststoffstäube, ausgelegt nach Staubklasse L, M oder H nach DIN EN IEC 60335-2-69, mit Luftmengen bis 250.000 m³/h
- Nassabscheider der WE-Serie für klebrige, reaktive oder elektrostatisch aufladbare Kunststoffemissionen, erhältlich in den Baugrößen S, M, L Plus und X
- Ölnebelabscheider der EF-Serie für Kühlschmierstoffaerosole bei der CNC-Bearbeitung von Kunststoffen, in den Baugrößen S, M, L Plus und X
- Mehrstufige Filtersysteme mit Partikelabscheidung und nachgeschalteter Aktivkohlestufe für thermische Prozesse mit VOC-Emissionen wie Spritzguss, Extrusion oder Thermoformen
- Zentrale Absauganlagen für mehrere Maschinen oder verkettete Fertigungslinien, ausgelegt mit dem Gleichzeitigkeitsfaktor und optionaler Wärmerückgewinnung
- Technische Dokumentation für die Gefährdungsbeurteilung und den Nachweis gegenüber der Berufsgenossenschaft
Unsere Anlagen sind meist förderfähig nach BAFA und KfW. Fragen Sie uns dazu an. Unsere Bewilligungsquote für Förderungen liegt bei 100 %. Wir unterstützen Sie bei der Prüfung möglicher Fördermöglichkeiten – ob Ihre geplante Anlage förderfähig ist, hängt von den jeweils geltenden Voraussetzungen ab und wird individuell geprüft.
Nehmen Sie jetzt Kontakt mit uns auf und beschreiben Sie Ihren Werkstoff, Ihren Prozess und die Anzahl Ihrer Absaugstellen. Wir legen die passende Absauganlage für Ihre Kunststoffbearbeitung aus.
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