Staub-Containment unter Explosionsdruck

Explosionsschutz-Strategien für Pharma-Entstaubungsfilter

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26.03.2019 Wie man es dreht und wendet, in den Feststoffprozessen der Pharmaindustrie möchte man weder wertvolle Stoffe als Staubabfall verlieren noch Reststäube voll und ganz abtrennen, anfassen oder nach außen tragen.

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Entscheider-Facts Für Planer und Betreiber

  • Die Entstaubung von Maschinen und Prozessen in der pharmazeutischen Industrie ist besonders anspruchsvoll: Filtration schützt vor Reststäuben, Filtersysteme und ihre Handhabung sind in der Regel im Containment staubdicht verschlossen.
  • Um Umwelt, Mitarbeiter und Prozessumgebung auch bei Staubexplosionen vor dem Austritt von Prozessstoffen abzuschirmen, sind effektive Designlösungen im Explosionsschutz für eine sichere Entstaubung hochaktiver Wirkstoffen notwendig.

Gleichzeitig gilt es jedoch, beim Umgang mit Stäuben das Risiko einer Staubexplosion zu minimieren und im Ernstfall die Auswirkungen einer Explosion zu kontrollieren. Entstaubungsanlagen sind hier eine kritische Komponente, einerseits zum Entfernen explosionsgefährlicher Stäube, andererseits selbst als Ort möglicher Staubexplosionen.

Das Restrisiko einer Explosion organischer Stäube und hybrider Gemische im Entstaubungsfilter lässt sich zuverlässig in den Griff bekommen. Der Explosionsdruck sowie die Flamme bleiben folgenlos, wenn weitere Anlagenteile gegen eine Weiterleitung von Explosionen aus dem Filter ebenso entkoppelt sind wie die Weiterleitung von Explosionen aus vorgelagerten Prozessstufen in den Filter.

Druckfest oder druckentlastet

Es ist naheliegend, Entstaubungsfilter gegen den maximalen Explosionsdruck druckfest auszulegen. Für die meisten explosiven Gemische bleibt der maximale Explosionsdruck kleiner als 12 bar. Der ECO Explosionsdruckfeste Entstauber des Filterherstellers TRM Filter ist ein anschauliches Beispiel einer solchen Bauweise. Ein derartiges Entstaubungsfiltersystem wird auf der Roh- und Reingasseite gegen den Prozess entkoppelt, beispielsweise durch Schnellschlussschieber oder Ventexventile. Aufgrund ihrer druckfesten Konstruktion sind diese konzeptionell einfachen Systeme etwas kostspieliger als andere Ausführungen.

Weitere Strategien zur Beherrschung des Explosionsdruckes zielen darauf, einen im Filter auftretenden reduzierten Explosionsdruck unter die Druckfestigkeit des Entstaubungsfilters abzusenken. Eine einfache Variante ist beispielsweise die Ausrüstung der Entstaubungsfilter mit Explosionsdruckentlastungen oder Druckentlastungsventilen. Sobald der statische Öffnungsdruck einer Explosionsdruckentlastung überschritten wird, öffnet sich diese und entlässt den Explosionsdruck mit einer Entlastungsgeschwindigkeit, die aus ihrer effektiven Entlastungsfläche hervorgeht. Der Gesamtdruck im Filter bleibt dadurch unter der Belastungsgrenze des Filters, der Filterdruckfestigkeit.

Solche Filtersysteme werden auf die gleiche Weise entkoppelt wie die explosionsdruckfesten Entstauber. Bei einer Anfertigung für Innenräume werden entweder flammenlose Druckentlastungen eingesetzt, oder der Explosionsaustritt wird über einen Kanal nach außen abgeleitet. Mit dieser Bauart lassen sich auch Entstaubungsfiltersysteme fertigen, die bei großen Luftströmen einsetzbar sind. Besonders wenn im Explosionsfall Stäube über kurze Kanäle unbedenklich nach außen abgeleitet werden sollen, ist diese Bauweise eine kostengünstige und wartungsarme Variante. Allerdings erfordert diese Fertigungsart für die Aufstellung zur Entlastung über Kanäle meist einen hohen Planungsaufwand.

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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