Staub-Containment unter Explosionsdruck

Explosionsschutz-Strategien für Pharma-Entstaubungsfilter

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Chemische Explosionsunterdrückung

In der pharmazeutischen Industrie wird bei den relevanten Entstaubungsfilter-Installationen mehrheitlich auch im Fall einer Explosion ein Entweichen von Staub aus der Anlage ausgeschlossen. Oft kontrolliert man hier den Explosionsdruck durch chemische Explosionsunterdrückung. Ein Drucksensor, der über einen Ansprechdruck äquivalent zum statischen Öffnungsdruck einer Druckentlastung verfügt, löst elektronisch die Eindüsung eines Löschmittels aus. Dieses Löschmittel mindert den Explosionsdruck, abhängig von seiner Ausbreitung vom Eindüsungsort und seiner Löschgeschwindigkeit, analog der Druckentlastung.

Auch diese Filtersysteme werden, wie zuvor beschrieben, entkoppelt – beispielsweise durch sensorisch aktivierte Schnellschlussventile. Auf diese Weise können mittelgroße Entstaubungsfiltersysteme gefertigt werden, die sicher vor einem Austritt toxischer Stäube oder Hybride schützen. Die Planung ihrer Installation lässt sich problemlos ausführen. Aufgrund ihres hohen Regelungsbedarfs nehmen diese Explosionsunterdrückungssysteme eine mittlere Kostenposition ein. Darüber
hinaus erfordern sie eine Inbetriebnahme durch Experten, jährliche Wartung sowie nach einigen Jahren einen Löschmittelersatz.

Bild 5-Interne Explosionsdruckableitung

Interne Explosionsdruckableitung in ECR Total Pharma Dust Collector und ECH High Containment Dust Col-lector.
(Bild: TRM Filter, Dr. Thomas Schwalbe)

Einfache Auslegung durch interne Druckentlastung

Die bis hierhin angeführten Explosionsschutzstrategien benötigen zur ihrer Beurteilung und Auslegung Kenntnisse über die minimale Zündenergie, die Explosionsgeschwindigkeitskonstanten sowie den maximalen Explosionsdruck. Mit den Entstaubungsfiltern ECR Total Pharma Dust Collector und ECH High Containment Dust Collector verfolgt TRM Filter einen einfacheren Weg bezogen auf Planung und apparative Ausrüstung: Beide Entstaubungsfilter sind explosionsdruckfest, weil sie einen Explosionsdruck innerhalb des Filtersystems ableiten und die Explosionsflamme zurückhalten. Sie sind so ausgeführt, dass weder für Stäube noch für hybride Gemische Entkopplungsmaßnahmen erforderlich sind.

Nur eine zündfähige Mischung explosibler Stoffe kann explodieren. In abreinigbaren Entstaubungsfiltern tritt eine zündfähige Staubkonzentration in der Regel nur bei der Abreinigung des Filters im Rohgasraum auf. Die genannten Filtersysteme verschließen deshalb den Rohgasraum ansaugseitig während der Filterabreinigung durch ein Ventil. Ein vollkontinuierlicher Betrieb erfolgt über parallele Filterkammern.

Es gibt wenige ungewöhnliche Prozessbedingungen, in denen Explosionen anderen Zündungen folgen können. Sie können entstehen, wenn beispielsweise sehr hohe Staubkonzentrationen abgesaugt und damit aus dem vorgelagerten Prozess in den Filter eingebracht werden. Derartige seltene Prozessbedingungen erfordern zusätzliche Maßnahmen zur Explosionsentkopplung. Im Fall hybrider Gemische allerdings könnten innerhalb des Filters nicht zurückgehaltene Lösemittelanteile auch im Reingasraum explodieren. Tritt im Rohgasraum eine Explosion auf, entlastet der Rohgasraum über die dissipative Filterkartusche in den Reingasraum. Roh- und Reingasraum zusammen gleichen den Explosionsdruck zu einem Druck unterhalb der Druckfestigkeit der Entstaubungsfilter aus. Die dissipative Filterkartusche – als baumustergeprüfte Explosionsschutzkomponente – hält die Explosionsflamme zurück, und aufgrund ihrer dissipativen Ausgestaltung schließt sie eine Zündung auch von Lösemitteln im Filterdurchgang aus. Lösemittel, die den Filter passieren, treffen im Reingasraum und folgenden Strömungswegen nicht mehr auf weitere Zündquellen. Diese Filtersysteme erfordern seitens des Filters auch reingasseitig keine Entkopplung.

Mit dieser Bauart können folglich – durch Parallelisierung geeigneter Module – große Entstaubungsfiltersysteme errichtet werden, die auch im Explosionsfall gegen ihre Umgebung verschlossen bleiben. Die Planung ist hier einfach, sowohl hinsichtlich der Aufstellung als auch der explosionstechnischen Auslegung. Die Systeme sind zudem sehr kompakt und relativ kostengünstig. Sie erfordern keine aufwendige Inbetriebnahme, wenig Wartung und Ersatzbeschaffungen.

ZUR TECHNIK

Sorgenfreie Entstaubung mit explosionsdruckfesten Containment-Filtern
Die ECR Total Pharma Dust Collector- und ECH High Containment Dust Collector – Produktfamilien von TRM Filter sind sicher vor Explosionsauswirkungen geschützt: Gründliche Explosionsschutztests bei der Forschungsanstalt für angewandte System-
sicherheit und Arbeitsmedizin (FSA) haben gezeigt, dass diese Systeme allen pharmazeutischen Anforderungen an die Reinheit der Prozessgestaltung gerecht werden. Beide Filtersysteme werden gemäß den toxikologischen Erfordernissen der Pharmaprozesse in fünf erprobten Containment-Stufen bis OEL < 1 µg/m³ (OEB 5 und höher) ausgeführt. Bei pharmazeutischen Herstellern wie KRKA, Sanofi und Novartis sind sie seit Langem als zuverlässige Filterlösungen im Einsatz.

Powtech Halle 3 – 349

Heftausgabe: März 2019
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Dr. Thomas Schwalbe, Business Development Manager, TRM Filter

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Dr. Thomas Schwalbe, Business Development Manager, TRM Filter
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