Gefahren beseitigen bevor sie entstehen: So beugen Sie Staubexplosionen vor

Beim Neubau kann die Behörde Schutzkonzepte und Gutachten betreffend Explosionsschutz fordern. Beim Erstellen und Umsetzen von Schutzkonzepten ist zwingend zuerst der primäre, dann der sekundäre und anschließend der tertiäre Explosionsschutz einzuhalten. Die ersten beiden Stufen von Schutzkonzepten betreffen den vorbeugenden Explosionsschutz.

Auch bei einer Analyse der möglichen Gefahren bei bestehenden Anlagen für die interne Betriebsorganisation ist es ratsam, wie folgt vorzugehen:

• Primärer Explosionsschutz: Verhindert, dass sich explosionsfähige Atmosphären oder explosionsgefährdete Bereiche bilden, zum Beispiel durch ausreichendes Lüften oder regelmäßige Staubentfernung.
• Sekundärer Explosionsschutz: Vermeidet wirksame Zündquellen in explosionsgefährdeten Bereichen. Dazu zählen die Kontrolle der elektrischen Einrichtungen auf ordnungsgemäßen Zustand, Eignung der Blitzschutzmaßnahmen und der elektrischen Anlagen, Kabel, Leitungen und Betriebsmittel für den jeweiligen Einsatzzweck.

Wenn man weder primären noch sekundären Explosionsschutz technisch oder organisatorisch sicherstellen kann, muss man die Auswirkung möglicher Explosionen entsprechend einschränken.

• Tertiärer, auch konstruktiver Explosionsschutz: Man wendet bauliche und/oder technische Maßnahmen an, um die Auswirkungen einer Explosion so zu begrenzen, dass die Gesundheit und Sicherheit von Personen gewährleistet ist und Baulichkeiten geschützt werden. Konstruktive Schutzmaßnahmen sind zum Beispiel explosionsfeste Bauweise, das Unterdrücken einer Explosion oder eine Entlastung des Explosionsdruckes.

Trotz der immer besser werdenden Reinigungsleistung der modernen Mähdrescher ist besonders bei der Einlagerung von Getreide und anderen landwirtschaftlichen Schüttgütern mit einem höheren Staubanteil zu rechnen. Das Reinigen des Getreides vor der Einlagerung verringert nicht nur den Staubgehalt und entfernt andere Fremdkörper, sondern reduziert auch die Belüftungs- und Trocknungskosten. Bei der Reinigung mittels Wind- oder Siebreinigern muss aber sichergestellt sein, dass der "Ausputz" entsprechend gesammelt wird und die Abluft ins Freie abgeleitet wird.

In Räumen bzw. Bereichen wo Anlagen installiert sind, in denen Schüttgüter mit entsprechendem Staubgehalt verarbeitet werden, kann das Auftreten von explosionsfähigen Staub/Luft-Gemischen durch staubdichte Ausführung weitgehend verhindert werden. Eine regelmäßige Kontrolle der technischen Einrichtungen wie zum Beispiel Rohrweichen, Fallrohre und dgl. ist daher empfehlenswert.

Da sich in der Praxis bei vielen Anlagen der Austritt von Staub und damit verbundene Staubablagerungen nicht verhindern lassen, ist die regelmäßige Reinigung von großer Bedeutung. Je weniger ausgedehnt und je dünner die abgelagerte Staubschicht ist, desto geringer ist das Explosionsrisiko durch aufgewirbelten Staub. Als Maß für die Einschätzung einer gefährlichen Staubablagerung in einem Raum bzw. Bereich ist die sogenannte "Fußabdruck-Methode" anwendbar. Sobald ein Fußabdruck in der Staubschicht deutlich zu sehen ist, muss der Bereich gereinigt werden, da sonst möglicherweise durch Aufwirbelung der Staubablagerung eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre entstehen kann. Alternativ sind farbige Bodenmarkierungen zu empfehlen, die Reinigung sollte so erfolgen, dass die Markierung auf dem Fußboden immer sichtbar ist. Die Reinigung hat mit entsprechenden Geräten (geeigneter Industriestaubsauger) zu erfolgen. Das Abblasen der Staubschicht mit Druckluft ist nicht zulässig, da dadurch Staub zusätzlich aufgewirbelt wird und das Explosionsrisiko möglicherweise erhöht wird.

Hält man die Staubkonzentration außerhalb der Explosionsgrenzen, werden Staubexplosionen verhindert. In landwirtschaftlichen Anlagen ist die Konzentrationsbegrenzung in manchen Teilbereichen ein wirksamer Schutz. Bei Anlagen im Freien, wie zum Beispiel einer offenen Schüttgosse, sorgt in der Regel die natürliche Belüftung für eine entsprechende "Verdünnung" des aufgewirbelten Staubes beim Abladen der Schüttgüter. So entstehen gefährliche Staubkonzentrationen erst gar nicht. Beim Weiterverarbeiten zu Futtermischungen kann man Staubbinder wie Melasse oder Rapsöl dazugeben. Sie verringern das "Staubungsverhalten", also das Ausbreiten etwaiger Staubwolken von Futtermischungen deutlich und damit auch das Risiko einer Staubexplosion.

Der zweite große Bereich, der sekundäre Explosionsschutz, beschäftigt sich mit der Beseitigung möglicher Zündquellen. Staubexplosionen kann man verhindern, wenn in Bereichen mit zündfähigen Staub/Luft-Gemischen wirksame Zündquellen vermieden werden. Eine Zündquelle ist wirksam, wenn sie aufgrund ihrer Eigenschaften Staub/Luft-Gemische entzünden kann. Zu den Eigenschaften zählen Energie, Temperatur und Zeitverlauf. In diesem Zusammenhang unterscheidet man die möglichen Zündquellen anhand ihrer Entstehung:

• triviale Zündquellen, zum Beispiel Schweiß- und Schleifarbeiten im Anlagenbereich, Rauchen und offene Flammen
• betriebliche Zündquellen, wie heiße Oberflächen und  elektrische/elektrostatische Funken
• störungsbedingte, betriebsübliche Störungen, wie zum Beispiel Selbstentzündung der Lagerware
• Vor allem triviale Zündquellen  kann man durch lückenloses Umsetzen organisatorischer Maßnahmen ausschließen.

Darüber hinaus helfen folgende Maßnahmen auch die Brandgefahr an landwirtschaftlichen Anlagen konsequent einzudämmen:

• durchgehende Kennzeichnung gefährdeter Bereiche, Verbot offener Flammen und Rauchverbot in diesen Bereichen
• Unterweisung aller, auf der Anlage tätigen Personen - Verhaltensregeln
• Koordination etwaiger Heißarbeiten - nach Möglichkeit sollten Heißarbeiten, wie Schweißen und Löten, außerhalb der gefährdeten Bereiche erfolgen. Betroffene Anlagenteile baut man vorher aus. Ist dies nicht möglich, arbeitet man nur bei abgestellter Anlage und nach entsprechenden Vorkehrungen, wie beispielsweise einer Reinigung
• Brandschutztüren stets geschlossen halten
• Zugang zu Feuerlöschhilfen muss dauernd gewährleistet sein und diese sind regelmäßig zu warten.

Mechanisch erzeugte Funken und heiße Oberflächen als mögliche wirksame Zündquellen lassen sich durch einfache technische Maßnahmen sicher eindämmen. Langsame Fördergeschwindigkeiten mit unter einem Meter pro Sekunde bei Schnecken und Redlern verhindern Reib- oder Schlagfunkenbildung durch Fremdkörper oder schadhafte Anlagenteile.

Überlastsicherungen schützen die Anlagenteile vor Rückstauungen und die dadurch mögliche Bildung von Zündquellen durch heißlaufende Lager. So eine Überlastsicherung sind zum Beispiel Schanzklappen bei Trogförderern. Diese Anlagenteile sind regelmäßig zu kontrollieren, zu reinigen und zu warten.
Fremdkörper- und Magnetabscheider vor schnelllaufenden Anlagenteilen, wie zum Beispiel Mahl- und Mischanlagen, bieten zusätzlichen Schutz vor mechanisch erzeugten Funken durch Fremdkörper.

Elektrische Ausgleichsströme können durch Spannungsunterschiede zwischen den Körpern elektrischer Betriebsmittel und fremden leitfähigen Teilen entstehen und zündwirksam werden. Man kann sie durch Potenzialausgleich und Erdung vermeiden. Ebenso können statische Aufladungen zu wirksamen Zündquellen werden. Auch hier ist immer auf ausreichende und funktionierende Erdung aller leitenden Anlagenteile zu achten. Exotherme chemische Reaktionen, einschließlich Selbstentzündung können beispielsweise bei der längeren Lagerung organischer Schüttgüter in Abhängigkeit von Feuchtigkeit, Temperatur und bei Insektenbefall auftreten.

Eine mögliche Explosionsgefahr hängt von drei Kriterien ab, dem brennbaren Stoff, einem Oxidationsmittel und einer wirksamen Zündquelle. Nur wenn alle drei Komponenten in der entsprechenden Konzentration auftreten so besteht das Risiko einer Explosion.

Um Anlagen wirksam gegen das Risiko einer Explosion schützen zu können, muss mindestens eine Komponente unterbunden werden. Da die Luft mit dem enthaltenen Sauerstoff bei der Lagerung und Verarbeitung landwirtschaftlicher Schüttgüter kaum bis gar nicht beeinflussbar ist, müssen organisatorische und technische Maßnahmen getroffen werden, um das Auftreten der beiden anderen Komponenten (brennbare Stoffe in entsprechender Form und Konzentration bzw. wirksame Zündquellen) in den relevanten Bereichen zu verhindern. Zusammengefasst bedeutet dies, dass

• die Entstehung eines explosionsfähigen Staub-/Luft-Gemisches verhindert und/oder
• das Auftreten wirksamer Zündquellen entsprechend vermieden wird.