Mühlenstaub: Risiken, Explosion und Absaugung
Was ist Mühlenstaub?
Mühlenstaub ist der Sammelbegriff für die staubförmigen Partikel, die in einer Getreidemühle bei der Verarbeitung von Getreide freigesetzt werden. Er besteht aus zwei Fraktionen: grobem Getreidestaub aus Annahme und Reinigung und feinem Mehlstaub, der bei Vermahlung und Sichtung als Flugmehl entsteht.
Den Mühlenstaub bestimmen drei Bestandteile, die sich in Partikelgröße und Gefährdung deutlich unterscheiden: Getreidestaub (Abrieb der Körner mit pflanzlichen und mineralischen Beimengungen aus dem Besatz, durch seine Struktur explosionstechnisch besonders kritisch), Mehlstaub (feinstes Flugmehl aus Vermahlung und Sichtung, das als lungengängiger Feinstaub bis in die Lungenbläschen vordringt) und Kleie und Schalenteile (die bei der Vermahlung ausgesonderten äußeren Schichten des Korns, die als leichter Schwebstaub aufwirbeln).
Weil sich diese Fraktionen in Korngröße und Verhalten unterscheiden, fällt an jeder Maschine der Mühle ein anderer Mühlenstaub an, und erst die Prozessstufe zeigt, wo die Belastung am größten wird.
Wo entsteht Mühlenstaub in der Getreidemühle?
Mühlenstaub entsteht entlang der gesamten Vermahlung vom Getreidesilo bis zum Mehlversand. Am meisten Staub setzen die Stufen frei, an denen das Korn umgeschlagen, gereinigt und zwischen den Walzen zerkleinert wird, allen voran Förderanlagen, Mahlanlagen und Silos.
Den Staubanfall der Getreidemühle prägen vier Prozessstufen mit jeweils eigener Emissionscharakteristik: Annahme und Reinigung (beim Abkippen und in Siebmaschinen und Aspirateuren löst sich grober Getreidestaub samt Besatz aus Staub, Spelzen und Steinen), Vermahlung am Walzenstuhl (zwischen den geriffelten und glatten Walzen zerfällt das Korn zu Mehl, und die entstehende Wärme treibt feinen Mehlstaub aus dem Mahlspalt), Sichten am Plansichter (die übereinander schwingenden Siebe trennen die Mahlfraktionen und wirbeln dabei Flugmehl auf) und Mischen und Absackung (am Füllstutzen und in der Mehlmischung drückt der fallende Materialstrom die Staubwolke aus dem Gebinde).
Der feine Mehlstaub der Vermahlung unterscheidet sich dabei deutlich vom gröberen Staub aus der Getreideannahme, und gerade seine geringe Partikelgröße macht ihn für die Atemwege besonders gefährlich.
Welche Gesundheitsrisiken verursacht Mühlenstaub?
Mühlenstaub belastet die Atemwege und löst allergische obstruktive Atemwegserkrankungen aus. Getreidemehlstaub ist als atemwegssensibilisierend eingestuft und in der TRGS 907 mit dem Kürzel „Sa“ geführt, und Mehlstaub gilt als häufigste Ursache der Berufskrankheit 4301.
Neben der allergenen Wirkung enthält Mühlenstaub Endotoxine aus Bakterien, deren Konzentration mit der Häufigkeit der Atemwegsbeschwerden ansteigt. Betroffen sind vor allem Müller und Bäcker, bei denen sich Bäckerschnupfen und Bäckerasthma als häufigste berufsbedingte Atemwegserkrankungen entwickeln. Weil zwischen der Höhe der Mehlstaubexposition und der Erkrankungshäufigkeit ein klarer Dosis-Wirkungs-Zusammenhang besteht, senkt jede Reduktion der Staubkonzentration das Risiko messbar.
Welche Grenzwerte gelten für Mühlenstaub?
Für Mühlenstaub als Staubgemisch gilt der allgemeine Staubgrenzwert der TRGS 900 mit 1,25 mg/m³ für die alveolengängige Fraktion (A-Staub) und 10 mg/m³ für die einatembare Fraktion (E-Staub). Für den sensibilisierenden Getreidemehlstaub lässt sich darüber hinaus kein toxikologisch begründeter Grenzwert ableiten.
Stattdessen gilt das Minimierungsgebot, das die Staubkonzentration so weit wie technisch möglich verlangt. Für die arbeitsmedizinische Vorsorge dient ein Wert von 4 mg/m³ als Auslöseschwelle, ab der Beschäftigte regelmäßig untersucht werden. Da eine sichere Grenze nach unten bei sensibilisierenden Stäuben fehlt, bleibt die Erfassung an der Quelle die wirksamste Schutzmaßnahme.
Warum ist Mühlenstaub explosionsfähig?
Mühlenstaub ist brennbar und bildet als aufgewirbelte Wolke ein explosionsfähiges Staub-Luft-Gemisch. Partikel unterhalb von 0,5 mm verbrennen bei Zündung schlagartig, und die untere Explosionsgrenze von Getreide- und Mehlstaub liegt bei etwa 60 g/m³, ausgelöst schon von einer Mindestzündenergie um 10 mJ.
Getreide- und Mehlstaub gehören mit einem KSt-Wert von rund 80 bar·m/s zur Staubexplosionsklasse St 1 und erreichen einen maximalen Explosionsüberdruck von 8 bis 9 bar. Besonders tückisch sind Sekundärexplosionen, denn schon eine Staubschicht von unter einem Millimeter genügt, um beim Aufwirbeln einen ganzen Raum mit zündfähigem Gemisch zu füllen. Wie verheerend das endet, zeigte die Rolandmühle in Bremen, deren Mehlstaubexplosion am 6. Februar 1979 vierzehn Menschen tötete und einen Schaden von rund 100 Millionen DM verursachte.
Welche ATEX-Vorgaben gelten in der Getreidemühle?
In der Getreidemühle gelten die ATEX-Richtlinien 2014/34/EU für Geräte und 1999/92/EG für den Betrieb. Der Betreiber teilt die staubbelasteten Bereiche in die Ex-Zonen 20, 21 und 22 ein und hält die Schutzmaßnahmen in einem Explosionsschutzdokument nach der Gefahrstoffverordnung fest.
Die Zone bestimmt, welche Gerätekategorie im Inneren von Silos und Filtern, an Walzenstühlen oder in der Absackung zulässig ist. Da diese Vorgaben Zündquellenfreiheit über die gesamte Anlage verlangen, muss auch die Absaugung selbst nach den Regeln des Explosionsschutzes ausgelegt sein.
Wie schützt eine Absaugung vor Mühlenstaub?
Eine industrielle Absaugung erfasst Mühlenstaub direkt an der Maschine, bevor er sich in der Mühle ablagert oder aufwirbelt. Die Aspiration ist deshalb in fast jeder Mühlenanlage fester Bestandteil des Prozesses und begleitet das Korn von der Getreideannahme bis zum Mehlversand.
An drei kritischen Maschinen der Mühle setzt die Absaugung gezielt an, um Staubaustritt und Ablagerung zu verhindern: Walzenstuhl (ein Ventilator saugt das Flugmehl aus dem Mahlspalt ab und entlüftet die Maschine, was zugleich einer Staubexplosion vorbeugt), Plansichter und Grießputzmaschine (gekapselte Absaugung hält den beim Sichten aufgewirbelten Staub im geschlossenen System) und Absackung und Verladung (Erfassung am Füllstutzen bindet den fallenden Materialstrom ab, bevor er zur Staubwolke wird).
Damit die Absaugung im explosionsgefährdeten Bereich zugelassen ist, muss die gesamte Anlage von der Erfassung über die Rohrleitung bis zum Filter leitfähig, geerdet und zündquellenfrei ausgelegt sein. Kiekens plant, fertigt und wartet solche Absauglösungen für die Lebensmittelindustrie als Komplettlösung aus einer Hand. Als Spezialist für industrielle Staubabsaugung mit über 100 Jahren Erfahrung liefert Kiekens von der 3D-Konstruktion über die zertifizierte ATEX-Anlage bis zum Wartungsservice alles selbst. So bleibt die Luft in der Mühle sauber und der Explosionsschutz jederzeit nachweisbar. Nehmen Sie Kontakt auf und vereinbaren Sie eine kostenlose Nullmessung.
Die ATEX-Richtlinien unterscheiden sechs Ex-Zonen: Zone 0, 1 und 2 für Gase, Dämpfe und Nebel sowie Zone 20, 21 und 22 für brennbare Stäube. Die Einteilung richtet sich nach der Häufigkeit und Dauer des Auftretens einer explosionsfähigen Atmosphäre.
Die Zoneneinteilung liegt in der Verantwortung des Betreibers. Im Rahmen der gesetzlich vorgeschriebenen Gefährdungsbeurteilung muss er die explosionsgefährdeten Bereiche identifizieren, klassifizieren und im Explosionsschutzdokument festhalten.
In Ex-Zonen dürfen ausschließlich Geräte verwendet werden, die der entsprechenden Gerätekategorie zugeordnet und ATEX-zertifiziert sind. Die Auswahl richtet sich nach der jeweiligen Zone und den dort geltenden Anforderungen an Zündschutzart und Temperaturklasse.
Eine professionelle Staubabsaugung kann die Staubkonzentration in einem Bereich so weit senken, dass eine niedrigere Zoneneinstufung gerechtfertigt ist. Die Absauganlage selbst muss dabei vollständig den ATEX-Anforderungen der jeweiligen Zone entsprechen. Kiekens unterstützt Sie bei der Dokumentation, Zoneneinteilung und den erforderlichen Audits.
