Mühlenstaub: Risiken, Explosionsgefahr und Absaugung
Was ist Mühlenstaub?
Mühlenstaub ist der Sammelbegriff für die staubförmigen Partikel, die bei der Getreideverarbeitung in einer Mühle freigesetzt werden. Er besteht aus zwei Fraktionen: grobem Getreidestaub aus der Annahme und Reinigung sowie feinem Mehlstaub, der bei der Vermahlung und Sichtung als Flugmehl entsteht.
Drei Bestandteile definieren den Mühlenstaub und unterscheiden sich deutlich in Partikelgröße und Gefahrenpotenzial: Getreidestaub (Abrieb der Körner mit pflanzlichen und mineralischen Beimengungen aus dem Besatz, aufgrund seiner Struktur explosionstechnisch besonders kritisch), Mehlstaub (das feinste Flugmehl aus Vermahlung und Sichtung, das als lungengängiger Feinstaub bis in die Lungenbläschen eindringt) sowie Kleie und Schalenteile (die bei der Vermahlung aussortierten äußeren Schichten des Korns, die als leicht schwebender Staub aufgewirbelt werden).
Da sich diese Fraktionen in Korngröße und Verhalten unterscheiden, entsteht an jeder Maschine in der Mühle eine andere Art von Mühlenstaub – erst der jeweilige Prozessschritt zeigt, wo die Belastung am größten ist.
Wo entsteht Mühlenstaub in der Getreidemühle?
Mühlenstaub entsteht entlang des gesamten Mahlprozesses, vom Getreidesilo bis zum Mehlversand. Die größte Staubmenge wird bei den Schritten frei, in denen das Getreide umgeschlagen, gereinigt und zwischen den Walzen vermahlen wird. Dies betrifft insbesondere Transportanlagen, Mahlanlagen und Silos.
Vier Prozessschritte mit jeweils eigener Emissionscharakteristik bestimmen die Staubproduktion der Getreidemühle: Annahme und Reinigung (beim Schütten sowie in Siebmaschinen und Aspirateuren wird grober Getreidestaub mit Besatz aus Staub, Spreu und Steinen frei), Vermahlung am Walzenstuhl (zwischen den geriffelten und glatten Walzen zerfällt das Korn zu Mehl, wobei die entstehende Wärme feinen Mehlstaub aus dem Mahlspalt treibt), Sichtung am Plansichter (die übereinander schwingenden Siebe trennen die Mahlfraktionen und wirbeln dabei Flugmehl auf) sowie Mischen und Absacken (am Füllstutzen und bei der Mehlmischung drückt der fallende Materialstrom die Staubwolke aus der Verpackung).
Der feine Mehlstaub aus der Vermahlung unterscheidet sich dabei deutlich vom gröberen Staub aus der Getreideannahme, und gerade die geringe Partikelgröße macht ihn für die Atemwege besonders gefährlich.
Welche Gesundheitsrisiken verursacht Mühlenstaub?
Mühlenstaub belastet die Atemwege und verursacht allergische obstruktive Atemwegserkrankungen. Getreidemehlstaub ist als atemwegssensibilisierend eingestuft, und Mehlstaub gilt als die häufigste Ursache für Berufskrankheiten durch Atemwegssensibilisierung.
Neben der allergenen Wirkung enthält Mühlenstaub Endotoxine von Bakterien, deren Konzentration mit der Häufigkeit von Atemwegsbeschwerden zunimmt. Besonders betroffen sind Müller und Bäcker, bei denen sich Bäckerschnupfen und Bäckerasthma als häufigste berufsbedingte Atemwegserkrankungen entwickeln. Da ein klarer Dosis-Wirkungs-Zusammenhang zwischen der Höhe der Mehlstaubexposition und der Krankheitsinzidenz besteht, senkt jede Reduzierung der Staubkonzentration das Risiko messbar.
Welche Grenzwerte gelten für Mühlenstaub?
Für Mühlenstaub als Staubgemisch gilt in den Niederlanden der allgemeine Staubgrenzwert von 1,25 mg/m³ für die alveolengängige Fraktion (A-Staub) und 10 mg/m³ für die einatembare Fraktion (E-Staub) gemäß der Liste der öffentlichen Grenzwerte. Für den sensibilisierenden Getreidemehlstaub ist zudem kein toxikologisch begründeter Grenzwert ableitbar.
Stattdessen gilt das Minimierungsgebot, das die Staubkonzentration so weit wie technisch möglich begrenzt. Für die arbeitsmedizinische Vorsorge dient ein Wert von 4 mg/m³ als Schwellenwert, ab dem Arbeitnehmer regelmäßig untersucht werden. Da bei sensibilisierenden Stoffen eine sichere Untergrenze fehlt, bleibt die Erfassung an der Quelle die effektivste Schutzmaßnahme.
Warum ist Mühlenstaub explosionsgefährlich?
Mühlenstaub ist brennbar und bildet als aufgewirbelte Wolke ein explosives Staub-Luft-Gemisch. Partikel, die kleiner als 0,5 mm sind, verbrennen bei Entzündung schlagartig, und die untere Explosionsgrenze von Getreide- und Mehlstaub liegt bei etwa 60 g/m³, wobei bereits eine minimale Zündenergie von etwa 10 mJ ausreicht.
Getreide- und Mehlstaub gehören mit einem KSt-Wert von etwa 80 bar·m/s zur Staubexplosionsklasse St 1 und erreichen einen maximalen Explosionsüberdruck von 8 bis 9 bar. Besonders tückisch sind Sekundärexplosionen: Schon eine Staubschicht von weniger als einem Millimeter reicht aus, um bei Aufwirbelung einen ganzen Raum mit einem entflammbaren Gemisch zu füllen. Wie verheerend das enden kann, zeigte die Rolandmühle in Bremen, deren Mehlstaubexplosion am 6. Februar 1979 vierzehn Menschen das Leben kostete.
Welche ATEX-Vorschriften 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 unterteilt die staubbelasteten Bereiche in Ex-Zonen 20, 21 und 22 und legt die Schutzmaßnahmen in einem Explosionsschutzdokument gemäß der Arbeitsschutzgesetzgebung fest.
Die Zone bestimmt, welche Gerätekategorie im Inneren von Silos und Filtern, bei Walzenstühlen oder in der Absackanlage zulässig ist. Da diese Vorschriften Zündquellenfreiheit in der gesamten Anlage erfordern, muss auch die Absaugung selbst gemäß den Regeln des Explosionsschutzes ausgeführt sein.
Wie schützt eine Absaugung vor Mühlenstaub?
Eine industrielle Absaugung erfasst Mühlenstaub direkt an der Maschine, bevor er sich in der Mühle absetzen oder aufwirbeln kann. Die Aspiration ist daher in nahezu jeder Mühlenanlage ein fester Bestandteil des Prozesses und begleitet das Getreide von der Annahme bis zum Mehlversand.
Bei drei kritischen Maschinen in der Mühle setzt die Absaugung gezielt an, um Staubaustritt und Ablagerungen zu verhindern: der Walzenstuhl (ein Ventilator saugt das Flugmehl aus dem Mahlspalt ab und entlüftet die Maschine, was gleichzeitig eine Staubexplosion verhindert), der Plansichter und Grießputzer (gekapselte Absaugung hält den beim Sichten aufgewirbelten Staub im geschlossenen System) sowie die Absackanlage und Verladung (Erfassung am Füllstutzen bindet den fallenden Materialstrom, bevor er zur Staubwolke wird).
Um die Absaugung im explosionsgefährdeten Bereich zuzulassen, muss die gesamte Anlage von der Erfassung über die Rohrleitungen bis zum Filter leitfähig, geerdet und zündquellenfrei ausgeführt sein. Kiekens plant, produziert und wartet solche Absauglösungen für die Lebensmittelindustrie als Komplettlösung aus einer Hand. Als Spezialist für industrielle Staubabsaugung mit über 100 Jahren Erfahrung liefert Kiekens alles selbst – von der 3D-Konstruktion über die zertifizierte ATEX-Installation bis hin zum Wartungsvertrag. So bleibt die Luft in der Mühle sauber und der Explosionsschutz ist jederzeit nachweisbar. Kontaktieren Sie uns 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.