Zuckerstaub: Explosionsgefahr in der Zucker- und Süsswarenverarbeitung

Was ist Zuckerstaub?

Zuckerstaub ist der feine, pulverförmige Anteil des Zuckers, der bei der Verarbeitung von Kristall- und Puderzucker freigesetzt wird. Er entsteht beim Mahlen, Sieben, bei der pneumatischen Förderung, beim Schütten und Abfüllen - überall dort, wo Zucker bewegt wird oder fällt.

Zucker ist brennbar. In Kornform passiert nichts: Das Korn hat zu wenig Oberfläche, um schnell zu verbrennen. Verteilen Sie denselben Zucker jedoch fein genug in der Luft, wird die Gesamtoberfläche so groß, dass die ganze Wolke auf einmal abbrennen kann. Das ist eine Staubexplosion.

Die Korngröße ist damit der bestimmende Faktor. Puderzucker aus der Mühle reagiert weit heftiger als grober Kristallzucker: Je feiner der Staub, desto weniger davon ist nötig und desto schneller steigt der Druck. Das Risiko liegt also genau dort, wo der meiste Feinstaub entsteht - an den Mahl- und Siebanlagen.

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Die Kennzahlen, mit denen gerechnet wird

Für die Auslegung von Schutzmaßnahmen werden diese Werte herangezogen. Sie sind bewusst konservativ gewählt, sodass Sie sie ohne eigene Prüfmessung verwenden können:

• Staubexplosionsklasse: St 1
• KSt-Wert: rund 140 bar·m/s
• Maximaler Explosionsüberdruck: rund 9 bar
• Untere Explosionsgrenze: rund 30 g/m³
• Zündtemperatur der Staubwolke: rund 310 °C
• Glimmtemperatur der Staubschicht: rund 380 °C
• Mindestzündenergie: unter 5 mJ bei feinen Fraktionen

Diese Werte sind keine Konstanten. Sie verschieben sich mit der Korngröße: Feinerer Staub explodiert bei niedrigerer Konzentration und mit größerer Wucht, während grobe Kristalle teilweise gar nicht mehr zünden.

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Warum die zweite Explosion die gefährliche ist

Die Explosion, die einen Betrieb zerstört, ist selten die erste. Es passiert etwas Kleines — ein Funke an einer Mühle, einem Elevator oder einem Förderband. Dieser kleine Knall wirbelt auf, was sich in den Monaten davor auf Leitungen, Trägern und Maschinengehäusen abgelagert hat. Diese Wolke zündet anschließend, und sie ist groß genug, um die gesamte Halle zu erfassen.

Eine Schicht von weniger als einem Millimeter genügt dafür. Reinigung und Absaugung sind hier also keine Frage der Sauberkeit, sondern der Sicherheit: Wo nichts liegt, kann keine zweite Explosion entstehen.

Die Funken selbst stammen meist aus den Maschinen. In der Lebensmittel- und Futtermittelindustrie sind mechanisch erzeugte Funken für rund 35 Prozent aller Staubexplosionen verantwortlich. Hinzu kommen heiße Oberflächen wie ein heißgelaufenes Lager, elektrostatische Aufladung beim Befüllen von Silos und Glimmnester, die über den Förderweg in den nächsten Anlagenteil gelangen.

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Was der Gesetzgeber von Ihnen verlangt

Wer Zuckerstaub verarbeitet, muss die Explosionsgefahren beurteilen und im Explosionsschutzdokument festhalten. Maßgeblich sind die Gefahrstoffverordnung und die Betriebssicherheitsverordnung: Sie verlangen eine Gefährdungsbeurteilung, die Zoneneinteilung und die Dokumentation der getroffenen Maßnahmen. Die TRGS-Reihe 720 bis 722 konkretisiert die Anforderungen für die Praxis. Die ATEX-Richtlinien gelten für die Geräte (2014/34/EU) und für den Betrieb (1999/92/EG).

Die Zoneneinteilung ergibt sich daraus, wie häufig und wie lange ein explosionsfähiges Gemisch auftritt:

• Zone 20: im Inneren von Pudermühlen und Puderbunkern
• Zone 21: Elevatoren und Big-Bag-Abfüllstationen ohne Absaugung
• Zone 22: Kristallzuckersilos und langsam laufende Förderschnecken

Aus der Zone folgt, welche Gerätekategorie zulässig ist. Und damit auch, welche Anforderungen an die Absauganlage selbst gestellt werden.

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Branchen, in denen Zuckerstaub eine Rolle spielt

• Zuckerraffinerien und -hersteller
• Industrielle Bäckereien und Feinbackwaren
• Süßwaren- und Schokoladenherstellung
• Getränke- und Sirupproduktion
• Pulvermischbetriebe und Premixhersteller
• Abpacker von Trockenlebensmitteln

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Wie schützen Sie sich vor einer Zuckerstaubexplosion?

Der Schutz folgt einer festen Rangfolge: erst dafür sorgen, dass es nicht passiert, dann dafür, dass der Schaden begrenzt bleibt - flankiert von klaren Betriebsanweisungen.

Vermeiden beginnt mit der Absaugung an der Quelle. Sie hält die Konzentration unter der Grenze, ab der das Gemisch zünden kann, und verhindert zugleich die Ablagerungen, aus denen eine zweite Explosion entsteht. In den Aspirationsleitungen halten Sie die Strömung über 18 Meter je Sekunde, denn bei geringerer Geschwindigkeit setzt sich der Staub unterwegs ab und Sie bauen das Problem in den eigenen Kanälen auf.

Darüber hinaus wird die Anlage so konstruiert, dass sich eine Explosion nicht ausbreiten kann: explosionsdruckfeste Bauweise, Explosionsklappen oder Berstscheiben zur kontrollierten Druckentlastung, Funkenerkennung mit Löschung sowie Zellenradschleusen oder Schnellschlussschieber, die verhindern, dass eine Flammenfront in den nächsten Anlagenteil durchschlägt. Die gesamte Anlage ist geerdet und leitfähig ausgeführt, damit elektrostatische Entladung keine Zündquelle werden kann.

Eines verlangt bei Zucker besondere Aufmerksamkeit: Er zieht Feuchtigkeit an und verklebt dann. Dadurch lässt sich der Filter schlechter abreinigen, als Sie es von anderen Stäuben gewohnt sind. Unsere Ingenieure bestimmen je Prozessschritt, welche Kombination aus Vorabscheidung, Filtration und Explosionsschutz erforderlich ist.

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Kiekens: Ihr Spezialist für Zuckerstaubabsaugung

Mit über 100 Jahren Erfahrung in der industriellen Staubabsaugung planen und bauen wir ATEX-konforme Anlagen für explosionsgefährdete Bereiche der Lebensmittelindustrie. Von Mühle und Silo bis zur Abfülllinie: Wir erfassen den Staub dort, wo er entsteht, halten die Konzentration niedrig und verhindern die Ablagerungen, die eine zweite Explosion nähren. Vom ersten Entwurf bis zu Wartung und Unterweisung, aus einer Hand.

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