Wenn Staub in die Luft geht

Als Staub bezeichnet man Feststoffpartikel unterhalb einer Größe von 500 Mikrometern (500 µm = 0,5 mm), die von unterschiedlicher Herkunft, Struktur und Zusammensetzung sein können. Aufgrund ihres Eigengewichts setzen sie sich als Schwebeteilchen ab, sie können aber noch für einige Zeit als Staub-Luft-Gemisch in der Luft erhalten bleiben. Von brennbaren Stäuben spricht man, wenn die Stäube in der Luft brennen oder glimmen und bei atmosphärischem Druck und Raumtemperatur im Gemisch mit Luft explosionsfähig sein können. 

Brennbare Stäube entstehen beim Be- und Verarbeiten fester Stoffe (zum Beispiel Papier oder Folien), etwa durch Abrieb, Falzen, Fräsen, Schneiden, Stanzen oder durch Mahlprozesse. Auch Druckbestäubungspuder aus Stärke oder Zucker im Bogenoffsetdruck oder Stärke für die Leimherstellung in Wellpappenbetrieben können als brennbarer Staub im Raum vorliegen. In einigen 3D-Druckverfahren, etwa dem Laserstrahlschmelzen und Laser-Sintern, kommen Metallpulver beziehungsweise Kunststoffpulver zur Anwendung, die ebenfalls im Gemisch mit Luft explosionsfähig sein können.

Eine Explosionsgefahr entsteht ab bestimmten Mengen des Staubs im Gemisch mit Luft (kritische Staubkonzentration). Einen Überblick über die Brenn- und Explosionskenngrößen von Stäuben bietet zum Beispiel die IFA-Datenbank GESTIS-STAUB-EX.

Neben der Explosionsgefahr können sich auch gesundheitliche Gefährdungen ergeben, wenn Personen vorhandene brennbare Stäube einatmen.

Vorbeugende Schutzmaßnahmen 

Vorzugsweise sollten Gefahren, wie etwa Staubablagerungen und die Bildung von gefährlichen explosionsfähigen Atmosphären*, direkt an der Quelle vermieden werden. Unternehmerinnen oder Unternehmer müssen prüfen, welche gezielten Maßnahmen sie im Vorfeld sinnvoll anwenden oder kombinieren können. Die TRGS 722 beschreibt hierzu mögliche Maßnahmen, unter anderem:

• Verwendung weniger gefährlicher Produkte (zum Beispiel nicht brennbarer Stäube) 
• Wirksame Staubabsaugungen direkt an der Entstehungsstelle (zum Beispiel an Kreismessern)
• Abschirmungen, um die Verteilung im Raum zu vermeiden

Die Prüfung, beispielsweise ob der Einsatz von Ersatzstoffen mit geringerer Gefährdung möglich ist, muss vor Aufnahme der Tätigkeiten erfolgen. Wer im Bogenoffsetdruck auf brennbare Stärkepuder verzichten möchte, findet in Druckbestäubungspudern aus Calciumcarbonat eine mögliche Alternative. Diese Puder sind von Natur aus nicht brennbar. Sie können jedoch aus drucktechnischen Gründen manchmal nicht verwendet werden. 

* Eine explosionsfähige Atmosphäre ist ein Gemisch aus Luft und brennbaren Stoffen (hier: Staub), das unter atmosphärischen Bedingungen  so vorliegt, dass sich ein Verbrennungsvorgang nach erfolgter Zündung auf das gesamte unverbrannte Gemisch überträgt. Liegen mehr als 10 Liter Volumen (oder 1/10.000 des Raumvolumens) explosionsfähige Atmosphäre vor, spricht man von einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre. Bereiche, in denen das Auftreten gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre nicht ausgeschlossen werden kann, sind in Zonen einzuteilen (Wahrscheinlichkeit des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre). Innerhalb der Zonen müssen Zündquellen vermieden werden.
 

Sicherheit durch Sauberkeit

Um die Explosionsgefahren zu vermeiden, ist eine einfache Vorsorgemaßnahme entscheidend: Staubablagerungen dürfen sich gar nicht erst ansammeln. Eine regelmäßige Reinigung mit geeigneten Geräten beugt der Entstehung kritischer Mengen Staubablagerungen vor. Das beugt der Entstehung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre durch Aufwirbeln von Staubablagerungen vor und erübrigt weitere, durchaus aufwendige Sicherheitsmaßnahmen.

Eine kritische Staubkonzentration ist eine Konzentration von Staub in der Luft oberhalb der unteren Explosionsgrenze (UEG). Bei einer UEG eines bestimmten Puders von 60 g/m³ bilden 0,6 g Staub/10 Liter Luft eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre.

Papierstaub und andere Stäube dürfen nicht mit Druckluft „abgeblasen“, sondern müssen abgesaugt oder feucht aufgewischt werden. Für die regelmäßige Reinigung sind Industriestaubsauger zu nutzen. Ein Abblasen mit Luft würde lediglich dazu führen, dass sich der Staub im Umfeld der Maschine verteilt. Zudem verwirbelt das Abblasen die vorhandene Staubmenge stark, was kurzzeitig zu einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre führen kann.

Die Wahl des richtigen Industriestaubsaugers

Ein Sauger für brennbare Stäube muss speziell ausgerüstet sein. Eine Hilfestellung hierzu bietet die DGUV Information 209-084 „Industriestaubsauger und Entstauber“. Folgende Kriterien sind zu beachten: 

• Staubklasse
• Einsatzort (zum Beispiel Bereiche mit gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre)
• Leistung

Art und Menge des anfallenden Staubs spielen eine entscheidende Rolle, da sich beim Aufsaugen brennbarer Stäube im Inneren des Saugers eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre bilden kann. 

Lässt sich am Einsatzort und in der Einsatzzeit des Staubsaugers das Auftreten einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre ausschließen (etwa durch regelmäßige Reinigung), erfolgt die Auswahl des Saugers zunächst auf Basis des gesundheitlichen Gefährdungspotenzials des Staubes (siehe Kasten). In diesem Fall muss das Äußere des Staubsaugers nicht zwingend zündquellenfrei sein. Liegt keine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre vor, reicht es für brennbare Stäube aus, wenn der staubbeladene Bereich (also nur das Innere des Staubsaugers) frei von Zündquellen ist. Wichtig dabei ist eine elektrostatisch ableitfähige Ausführung der Stauberfassungselemente (Düsen/Saugbürsten, Rohre und Schläuche).

Gleich welcher Staubsauger bei brennbaren Stäuben eingesetzt wird: Grundsätzlich ist immer darauf zu achten, dass keinerlei Zündquellen eingesaugt werden.

Tipp: Bei Anfragen an Staubsauger-Lieferanten sollte angegeben sein, für welchen Staub das Gerät benutzt werden soll, ob dieser Staub brennbar ist und ob er besondere Schadstoffe enthält, beispielsweise als Verunreinigungen. Des Weiteren sollten Interessenten unbedingt angeben, ob der Einsatz des Saugers in Bereichen mit gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre geplant ist. Hinsichtlich der Saugleistung reichen für die Anforderungen in Druckereien oder in der papierverarbeitenden Industrie in der Regel 100 bis 300 m³ pro Stunde.

Sollen Staubsauger in Bereichen mit gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre zum Einsatz kommen, dürfen nur Sauger in zündquellenfreier Bauweise verwendet werden. Konkret müssen dies mindestens Geräte vom Typ 22 beziehungsweise mit EPL Dc (Equipment Protection Level / Geräteschutzniveau) (DIN EN 60335-2-69:2015-07, Anhang CC bzw. DIN EN 62784) sein, die als Geräte der Kategorie 3 D beziehungsweise mit EPL Dc für die Aufnahme von brennbaren Stäuben in den Verkehr gebracht worden sind.

Weitere Maßnahmen

Sollten die vorbeugenden Maßnahmen nicht ausreichen und werden im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung Explosionsrisiken festgestellt, sind weitere Schritte erforderlich:

• Festlegen explosionsgefährdeter Bereiche und Einteilung in Zonen
• Auswählen geeigneter Geräte/Schutzsysteme für diese Zonen
• Erstellen eines Explosionsschutzdokuments

Pia-Maria Personn, Dr. Axel Mayer