Verfahrenstechnik 10/2015

TOP-THEMA I

TOP-THEMA I EXPLOSIONSSCHUTZ UND SICHERHEITSTECHNIK Hohes Gefahrenpotenzial Explosionsunterdrückungssysteme für die Detektion hybrider Gemische in Entstaubungsanlagen Hybride Gemische Als Ursachen für die Entstehung einer Explosion gelten: n brennbare Stoffe n das richtige Mengenverhältnis und die Verteilung aus brennbarem Stoff und Sauerstoff n wirksame Zündquellen Um die Auswirkungen einer Explosion möglichst gering zu halten, sind bei der Auslegung eines Explosionsschutzsystems genaue Kenntnisse der Explosionskenngrößen wie K-Wert, Pmax, UEG sowie mind. Zündenergie des hybriden Gemisches wichtig. Bei Stäuben oder hybriden Gemischen mit einer Mindestzündenergie von weniger als 3 mJ müssen zusätzlich zu den „vorbeugenden Maßnahmen“, wie das „Vermeiden von wirksamen Zündquellen“, in jedem Fall konstruktive Explosionsschutzmaßnahmen ergriffen werden. In der Praxis hat sich hierbei, wie auch bei der Verarbeitung von toxischen Produkten, die Explosionsunterdrückung als Schutzsystem bewährt. Im Zweifelsfall sollte für die Beurteilung und Ermittlung der Explosionskenngrößen eine fachliche Unterstützung hinzugezogen werden. Maßnahme der ersten Wahl Gaby Herbrand Mit einem Detektionssystem lässt sich anhand der Explosionskenngrößen zwischen dem tatsächlichen dynamischen Druckanstieg einer Explosion auf der Roh- bzw. auf der Reingasseite sowie den prozessbedingten Druckschwankungen unterscheiden. Dadurch wird nicht nur die Analyse und Ursachenforschung der Explosion, sondern auch das Vermeiden zukünftiger Fertigungsprozessstörungen erleichtert. Autorin: Gaby Herbrand, Vertriebsmitarbeiterin, IEP Technologies GmbH, Ratingen D er Herstellung von Tabletten, Kapseln oder Pulvern liegen in der pharmazeutischen Industrie verschiedene Substanzen zugrunde. Bei deren Verarbeitung besteht unter anderem die Gefahr, dass lösemittelhaltige Produkte auf brennbare Stäube treffen und so ein hybrides Gemisch bilden. Sie können in vielen Prozessabläufen, wie bei der Vermahlung, Vermischung, Trocknung und auch bei der Abscheidung in Filteranlagen, entstehen. Schon geringe Mengen brennbarer Lösemittel, Dämpfe oder Gase reichen aus, um das Explosionsverhalten von Stäuben gravierend zu steigern. Gas/Dampf-Luftgemische in nicht explosionsfähigen Konzentrationen können das Explosionsverhalten von Stäuben, selbst bei grober Korngröße, erheblich steigern. Daher besteht hier ein deutlich erhöhtes Gefahrenpotenzial. Für die Praxis heißt das, dass man bei der Auslegung eines Schutzkonzeptes nicht die sicherheitstechnischen Kenngrößen der einzelnen Stoffe verwenden kann, sondern das hybride Gemisch als Gefahrstoff ermittelt werden muss. Trotz strenger Regularien und Schutzmaßnahmen kommt es in der Industrie immer wieder zu schweren Explosionen. Dabei sind aus Sicht des konstruktiven Explosionsschutzes hybride Gemische in Entstaubungsanlagen aufgrund ihrer zündwilligen Eigenschaften und der explosionsfähigen Gasphase in der Reingasseite, eine besondere Herausforderung. Für diesen Fall eignet sich die Explosionsunterdrückungsmaßnahme der IEP Technologies GmbH bestehend aus: n Detektionssystem n Auswerteeinheit n schnellauslösenden Löschmittelbehältern Werden diese eingesetzt, erkennt der dynamische Explosionsdrucksensor mit seiner Auswerteeinheit innerhalb von Millisekunden den erhöhten Druck in der Apparatur. Der Sensor veranlasst unmittelbar nach der Registrierung und Auswertung die Aktivierung der HRD-Löschmittelbehälter. Das Löschpulver strömt in den Explosionsbereich, die Explosionsflamme wird direkt abgelöscht und somit die Ausbreitung der Explosion gestoppt. Die Anzahl der HRD- Löschmittelbehälter hängt von der Größe 46 VERFAHRENSTECHNIK 10/2015

BERNSTEIN Ihr Partner für den Explosionsschutz ATEX-Produkte und Know-How BERNSTEIN bietet ● Kundenspezifische Entwicklungen und Zulassungen ● Den richtigen Ansprechpartner für alle Fragen rund um den Ex-Schutz und Maschinensicherheit ● Schnelllieferservice für ausgewählte standardisierte Produkte ● Zertifiziertes Qualitätssicherungssystem ● Das richtige Produkt für Ihre Anwendung in den Bereichen: Explosionsunterdrückung bei hybriden Gemischen und der Form der zu schützenden Apparatur ab sowie auch vom K-Wert des hybriden Gemisches. Zusätzlich ist die richtige Positionierung der Sensoren sowie der Löschmittelbehälter ein entscheidender Faktor bei der Auslegung des Explosionsunterdrückungssystems. Denn nur so wird schnell genug der Unterdrückungsprozess eingeleitet. Das Detektionssystem SmartDS Beim Einsatz von Entstaubungsanlagen in der Pharmaindustrie müssen zwei Bereiche gesondert betrachtet werden. Da wäre zum einen auf der Rohgasseite das hybride Gemisch und auf der Reingasseite das durch Zurückhaltung des Staubes entstehende explosionsfähige Gas-Luftgemisch. Exakt hier setzt das intelligente und dynamische Detektionssystem SmartDS von IEP Technologies an. Es besteht aus zwei dynamischen Multidrucksensoren MEX 3.2 und der Auswerteeinheit FAB4, deren Zuverlässigkeit mit der SIL2-Zertifizierung bestätigt wurde. Die dynamischen Multidruckdetektoren MEX 3.2 werden jeweils im Roh- und Reingasbereich angeordnet. Dabei werden die Messzellen des jeweiligen Detektors kontinuierlich miteinander verglichen. SmartDS ist in der Lage, anhand der Explosionskenngrößen zwischen dem tatsächlichen dynamischen Druckanstieg einer Explosion auf der Roh- bzw. auf der Reingasseite sowie den prozessbedingten Druckschwankungen zu unterscheiden. Die Auslegung, Dimensionierung bzw. das Ansprechverhalten erfolgt für jeden Explosionsbereich unter Berücksichtigung der dort vorliegenden Explosionskenngrößen. Entscheidend ist, dass jeder Bereich separat betrachtet und ausgewertet wird. Die Auswerteeinheit FAB4 speichert die Ereignisse und das Auslesen kann auf bis zu acht Kurven erfolgen. Dadurch wird nicht nur die Analyse und Ursachenforschung der Explosion, sondern auch das Vermeiden zukünftiger Fertigungsprozessstörungen erleichtert, dies ermöglicht die dazugehörige Berechnungssoftware. Mit dem Detektionssystem SmartDS erhalten Betreiber eine sicherheitsrelevante Komponente im konstruktiven Explosionsschutz. Darüber hinaus bietet IEP Technologies die notwendige Beratung durch fachkompetente Mitarbeiter und verfügt über jahrzehntelange Erfahrung im konstruktiven Explosionsschutz. www.ieptechnologies.com/de/ Schaltertechnik Sensortechnik Gehäusetechnik SPS IPC Drives Halle 7A . Stand 240 24. – 26.11.2015 BERNSTEIN AG . Hans-Bernstein-Str. 1 32457 Porta Westfalica info@de.bernstein.eu . www.bernstein.eu