Wo entsteht bei mechanischer Förderung Staub?

Bei mechanischer Förderung entsteht Staub überall dort, wo Schüttgut beschleunigt, umgelenkt, aufgegeben oder abgeworfen wird. Besonders kritisch sind Übergabestellen, Abwurfpunkte und Förderbänder, weil dort kinetische Energie auf das Material einwirkt und feine Partikel in die Luft gelangen. Dieser Artikel beantwortet die wichtigsten Fragen zu Staubquellen, Gefährdungen und wirksamer Absaugung an Förderanlagen.

Welche Prozesse bei der mechanischen Förderung erzeugen Staub?

Bei der mechanischen Förderung entsteht Staub durch jeden Prozess, bei dem Schüttgut bewegt, umgelenkt oder aufgegeben wird. Die wichtigsten Staubquellen sind Abwurfpunkte von Förderbändern, Schneckenförderer, Becherwerke, Vibrationsrinnen und pneumatische Aufgabestellen. Jedes Mal, wenn Material auf eine neue Oberfläche trifft oder beschleunigt wird, lösen sich feine Partikel aus dem Verbund.

Die Staubentstehung bei der Staubabsaugung in der Fördertechnik hängt von drei Faktoren ab: der Fallhöhe des Materials, seiner Feuchtigkeit und der Korngröße. Trockenes, feines Material mit großer Fallhöhe erzeugt die höchsten Staubkonzentrationen. Förderbänder selbst sind eine unterschätzte Quelle, weil Staub an der Bandunterseite haftet und beim Rücklauf kontinuierlich abfällt.

Typische stauberzeugende Prozesse in der mechanischen Fördertechnik umfassen:

• Aufgabe von Schüttgut auf ein laufendes Förderband (Prallwirkung)
• Abwurf am Bandende auf Haufwerk oder in einen Behälter
• Schneckenförderer, die Material durch Reibung zerkleinern
• Becherwerke, die Material hochschleudern und dabei Partikel ablösen
• Vibrations- und Schwingrinnen, die Staub durch Erschütterung aufwirbeln
• Siebe und Klassiermaschinen, bei denen Feinanteil durch die Siebfläche austritt

Warum entstehen an Übergabestellen besonders viele Staubemissionen?

An Übergabestellen entsteht besonders viel Staub, weil dort Luft durch den Materialstrom mitgerissen und anschließend mit hoher Geschwindigkeit aus der Einhausung gedrückt wird. Dieser als “induzierter Luftstrom” bezeichnete Effekt trägt feine Partikel direkt in die Hallenluft. Je größer die Fallhöhe und je höher die Bandgeschwindigkeit, desto stärker ist dieser Effekt.

An einer typischen Übergabestelle prallen mehrere ungünstige Faktoren zusammen: Das fallende Material reißt Luft mit sich, trifft mit Impuls auf das aufnehmende Band und erzeugt dabei eine Druckwelle. Diese Druckwelle sucht den Weg des geringsten Widerstands, also jeden offenen Spalt in der Einhausung. Selbst bei gut konzipierten Schürzen und Seitenverkleidungen entweicht Staubluft, wenn kein Unterdruck im Übergabebereich gehalten wird.

Für Betreiber in der Schüttgutförderung, die Staubemissionen an Übergabestellen reduzieren müssen, gilt: Einhausungen allein lösen das Problem nicht. Erst die Kombination aus dichter Einhausung und aktiver Absaugung, die einen definierten Unterdruck erzeugt, verhindert das Austreten von Staubluft zuverlässig.

Welche Schüttgüter verursachen die stärkste Staubentwicklung?

Die stärkste Staubentwicklung verursachen trockene, feinkörnige Schüttgüter mit geringer Eigenfeuchtigkeit und niedrigem spezifischem Gewicht. Besonders problematisch sind Zement, Kalk, Gips, Kohlenstaub, Getreidemehl, Holzpellets, Kunststoffgranulat und Metallpulver. Diese Materialien haben einen hohen Feinanteil, der sich beim Fördern leicht von der Hauptmasse trennt.

Die folgende Übersicht zeigt typische Schüttgüter, ihre Staubcharakteristik und das maßgebliche Regelwerk:

• Zement und Kalk: Sehr feiner Kornanteil, alkalisch reizend, TRGS 900 (AGW), Staubklasse M bis H
• Kohlenstaub: Explosionsfähig, St-Klasse nach GESTIS-STAUB-EX prüfen, Zonen 20/21/22 nach GefStoffV Anhang I Nr. 1.7
• Holzpellets und Holzmehl: TRGS 553, DGUV Information 209-044, DIN EN 16770
• Getreidemehl und Stärke: Explosionsfähig, hohe Staubentwicklung, Zoneneinteilung erforderlich
• Metallpulver (Aluminium, Titan, Magnesium): Reaktiv und explosionsfähig, GefStoffV, TRGS 504, Nassabscheider prüfen
• Kunststoffgranulat und -staub: GefStoffV sowie TRGS 504 und DGUV maßgeblich

Schüttgüter mit hohem Feinanteil unter 100 Mikrometern sind grundsätzlich als kritisch einzustufen. Der Feinanteil bestimmt, ob ein Staub explosionsfähig ist. Ein Staub gilt ab einem Druckaufbau von mehr als 0,5 bar über dem Ausgangsdruck als staubexplosionsfähig. Die genaue Einordnung erfolgt über den K-St-Wert aus GESTIS-STAUB-EX oder dem Sicherheitsdatenblatt des jeweiligen Materials.

Wie gefährlich ist Staub aus Förderanlagen für Beschäftigte?

Staub aus Förderanlagen gefährdet Beschäftigte auf zwei Wegen: gesundheitlich durch Einatmen lungengängiger Partikel und sicherheitstechnisch durch das Explosionsrisiko brennbarer Stäube. Welche Staubklasse erforderlich ist, richtet sich nach dem Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) des Staubs: Staubklasse L für AGW über 1 mg/m³, Staubklasse M ab 0,1 mg/m³, Staubklasse H unter 0,1 mg/m³ sowie bei krebserzeugenden Stäuben.

Besonders gefährlich sind alveolengängige Stäube, also Partikel unter 10 Mikrometern, die tief in die Lunge eindringen. Bei krebserzeugenden Stäuben, etwa bestimmten Holzstäuben nach TRGS 553 oder Quarzfeinstaub, gilt das Minimierungsgebot: Die Exposition ist so weit wie technisch möglich zu reduzieren, unabhängig davon, ob der AGW eingehalten wird. Die maßgeblichen Grenzwerte sind in TRGS 900 und für krebserzeugende Stoffe in TRGS 910 geregelt.

Das Explosionsrisiko ist ein eigenständiges Gefährdungspotenzial. Staubzonen werden nach GefStoffV Anhang I Nr. 1.7 eingeteilt: Zone 20 bei ständig vorhandener explosionsfähiger Staubatmosphäre, Zone 21 bei gelegentlichem Auftreten im Normalbetrieb und Zone 22 bei seltener, kurzzeitiger Staubatmosphäre. Wichtig: Die Zonen 20, 21 und 22 gelten ausschließlich für Staub. Gase und Dämpfe fallen unter die Zonen 0, 1 und 2. Beide Systeme dürfen nicht vermischt werden.

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

Wo setzt wirksame Staubabsaugung an Förderanlagen an?

Wirksame Staubabsaugung an Förderanlagen setzt direkt an der Entstehungsquelle an, also an Übergabestellen, Abwurfpunkten, Aufgabetrichtern und Sieben. Das Prinzip lautet: Staub erfassen, bevor er sich in der Hallenluft verteilt. Eine nachträgliche Raumluftreinigung ist deutlich weniger wirksam und energieaufwendiger als die Quellenabsaugung.

Die technische Umsetzung folgt einem klaren Ablauf:

1. Einhausung der Staubquelle: Übergabestellen werden so weit wie möglich gekapselt, um den Austritt von Staubluft zu begrenzen.
2. Erfassungselement: Absaughauben oder Schlitzabsaugungen erzeugen an der Einhausung einen definierten Unterdruck.
3. Transportleitung: Die staubbeladene Luft wird über Rohrleitungen zur Filteranlage geführt. Die Mindestfördergeschwindigkeit im Rohr muss auf die Korngröße und Dichte des Staubs abgestimmt sein, damit sich kein Material absetzt.
4. Filtration: Die Absauganlage scheidet den Staub aus dem Luftstrom ab und gibt gereinigte Luft zurück oder leitet sie ins Freie.

Bei mehreren Übergabestellen und Absaugpunkten an einer Anlage ist der Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF) ein wichtiger Auslegungsparameter. Der GZF beschreibt das Verhältnis der gleichzeitig aktiven Absaugstellen zur Gesamtzahl. Sind nicht alle Punkte gleichzeitig in Betrieb, kann die Absauganlage bis zu 40 % kleiner dimensioniert werden, was die Investitionskosten messbar senkt.

Welche Filtersysteme eignen sich für Staub aus der Fördertechnik?

Für Staub aus der mechanischen Fördertechnik eignen sich vor allem Entstauber mit Trockenfilterung (Cartridge-Filter oder Schlauchfilter) sowie Nassabscheider für reaktive oder klebrige Stäube. Die Wahl des Filtersystems hängt von der Staubart, dem Volumenstrom, der Explosionsgefahr und dem AGW des Staubs ab. Die Gefährdungsbeurteilung ist die Grundlage jeder Geräte- und Filterauswahl.

Trockene Entstauber für mineralische und organische Stäube

Entstauber mit Patronen- oder Schlauchfiltern sind die Standardlösung für mineralische Stäube wie Zement, Kalk oder Gips sowie für organische Stäube wie Holzmehl oder Getreidemehl. Die Geräteklasse richtet sich nach dem AGW: Staubklasse L nach DIN EN IEC 60335-2-69 für unkritische Stäube, Staubklasse M für Stäube ab 0,1 mg/m³ AGW und Staubklasse H für Stäube unter 0,1 mg/m³ AGW oder krebserzeugende Stäube. Für Geräte der Staubklasse H gilt ein maximaler Durchlassgrad von 0,005 %. In der Praxis wird das über Schwebstoffstufen der Klasse H13/H14 nach DIN EN 1822 erreicht, die Staubklasse selbst schreibt jedoch keine Filtermedienklasse vor.

Nassabscheider für reaktive und klebrige Stäube

Nassabscheider sind die richtige Wahl bei klebrigen, reaktiven, hygroskopischen oder elektrostatisch aufladbaren Stäuben. Metallpulver aus Aluminium, Magnesium oder Titan reagieren mit Wasser kontrolliert und können so sicher abgeschieden werden, ohne Explosionsgefahr durch trockene Staubablagerungen im Filter. Bei Gemischen aus Staub und Dampf muss die Partikelabscheidung immer vor der Gasphasenbehandlung erfolgen.

Bei explosionsfähigen Stäuben sind zusätzlich die ATEX-Anforderungen zu beachten. Die Zoneneinteilung nach GefStoffV bestimmt, welche Gerätekategorie für den Einsatz zugelassen ist. Konkrete K-St-Werte für einzelne Materialien sind dem GESTIS-STAUB-EX der IFA oder dem Sicherheitsdatenblatt zu entnehmen, da diese produkt- und prüfverfahrensspezifisch sind.

Die folgende Übersicht fasst die Zuordnung zusammen:

• Zement, Kalk, Gips: TRGS 900, Staubklasse M oder H, Entstauber (CF-Serie)
• Holzstaub und Holzmehl: TRGS 553, DGUV Information 209-044, DIN EN 16770, Staubklasse M oder H
• Kohlenstaub: Explosionsschutz nach GefStoffV, ATEX-Gerät, Zoneneinteilung 20/21/22
• Metallpulver (Al, Mg, Ti): GefStoffV, TRGS 504, Nassabscheider bevorzugt
• Kunststoffstaub: GefStoffV, TRGS 504 und DGUV maßgeblich, Staubklasse nach AGW
• Getreidemehl, Stärke: Explosionsschutz, ATEX, Zoneneinteilung erforderlich

Wie ULMATEC bei Staubproblemen an Förderanlagen hilft

Staubentstehung in der Fördertechnik ist kein Einzelproblem, sondern ein Systemthema: Quelle, Erfassung, Transport und Filtration müssen aufeinander abgestimmt sein. Wir analysieren den jeweiligen Werkstoff, Prozess und Volumenstrom und entwickeln, fertigen und montieren die passende Absauganlage dazu, hergestellt in Deutschland.

Konkret bedeutet das für Betreiber von Förderanlagen:

• Aufnahme aller relevanten Staubquellen entlang der Förderstrecke, einschließlich Übergabestellen, Abwurfpunkte und Siebe
• Ermittlung des erforderlichen Volumenstroms je Erfassungsstelle und Berechnung des Gleichzeitigkeitsfaktors (GZF) zur normgerechten Anlagenauslegung
• Auswahl der Staubklasse nach DIN EN IEC 60335-2-69 auf Basis des AGW des jeweiligen Staubs
• Prüfung der Explosionsschutzanforderungen nach GefStoffV und Auswahl ATEX-konformer Geräte bei brennbaren Stäuben
• Lieferung inklusive vollständiger technischer Dokumentation für Gefährdungsbeurteilung und Behördennachweise
• Förderfähige Anlagen nach BAFA und KfW für Investitionssicherheit bei der Budgetplanung

Betriebe, die ihre Staubsituation an Förderanlagen systematisch bewerten lassen wollen, können direkt mit uns sprechen. Nehmen Sie Kontakt auf und schildern Sie Ihren Prozess. Wir klären gemeinsam, welche Absauganlage normkonform, wirtschaftlich und dauerhaft wirksam ist.

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