Wissen – ATEX bei Verpackungsmaschinen: Wann ist Explosionsschutz erforderlich?
Mehl, Milchpulver oder Kakao – warum scheinbar harmlose Produkte zum Sicherheitsrisiko werden können
Wer an Explosionsgefahr denkt, hat meist Gase, Benzin oder Chemikalien vor Augen. Tatsächlich entstehen explosionsfähige Atmosphären jedoch auch bei zahlreichen Produkten des täglichen Lebens. Mehl, Stärke, Kakao, Milchpulver, Gewürze oder Proteinpulver können in fein verteilter Form zusammen mit Sauerstoff ein explosionsfähiges Staub-Luft-Gemisch bilden. Bereits ein kleiner Funke genügt, um dieses Gemisch zu entzünden.
Genau aus diesem Grund spielt der Explosionsschutz in der modernen Verpackungstechnik eine entscheidende Rolle. Besonders dort, wo Pulver dosiert, verwogen, gefördert oder abgefüllt werden, müssen Maschinen und Produktionsumgebungen sorgfältig geplant werden. Ziel ist es, Zündquellen zu vermeiden und gleichzeitig die gesetzlichen Anforderungen einzuhalten.
Doch wann benötigt eine Schlauchbeutelmaschine, Mehrkopfwaage oder Dosierschnecke tatsächlich eine ATEX-Ausführung? Welche Produkte sind betroffen und wie läuft die Planung einer solchen Anlage ab? In diesem Artikel erfahren Sie, welche Anforderungen die ATEX-Richtlinien stellen und wie Exaktapack Unternehmen bei der Entwicklung sicherer Verpackungsanlagen unterstützt.
Was bedeutet ATEX?
ATEX ist die Abkürzung des französischen Begriffs „ATmosphères EXplosibles“ und bezeichnet explosionsfähige Atmosphären. Darunter versteht man Bereiche, in denen sich brennbare Stäube, Gase oder Dämpfe mit Sauerstoff vermischen und dadurch ein explosionsfähiges Gemisch entstehen kann.
Innerhalb der Europäischen Union regeln zwei Richtlinien die Anforderungen an Maschinen, Anlagen und Arbeitsbereiche:
- Anforderungen an Geräte und Schutzsysteme
- Anforderungen an Betreiber explosionsgefährdeter Bereiche
Für Maschinenbauer bedeutet das: Werden Verpackungsanlagen in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt, müssen Konstruktion, elektrische Komponenten und sicherheitsrelevante Einrichtungen entsprechend ausgelegt sein.
Dabei geht es nicht ausschließlich um die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben. Ebenso wichtig ist der Schutz von Mitarbeitern, Produktionsanlagen und Gebäuden vor erheblichen Schäden durch Staub- oder Gasexplosionen.
Wann braucht eine Verpackungsmaschine eine ATEX-Ausführung?
Nicht jede Verpackungsmaschine benötigt automatisch eine ATEX-Ausstattung.
Entscheidend ist vielmehr die Frage, ob während des Verpackungsprozesses eine explosionsfähige Atmosphäre entstehen kann.
Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn
- feine Pulver dosiert werden,
- Staub beim Fördern oder Abfüllen entsteht,
- brennbare Flüssigkeiten verarbeitet werden,
- Lösungsmittel verdampfen,
- entzündliche Gase auftreten.
Treffen zusätzlich Sauerstoff und eine mögliche Zündquelle aufeinander, entsteht das klassische Explosionsdreieck.
Deshalb wird bereits während der Projektplanung geprüft, ob im jeweiligen Produktionsprozess überhaupt ein Explosionsrisiko besteht. Erst anschließend lässt sich beurteilen, ob eine ATEX-konforme Ausführung der Verpackungsanlage erforderlich ist.
Diese Betrachtung erfolgt immer individuell. Während einige Produkte keinerlei besondere Anforderungen stellen, können andere bereits bei normalen Verpackungsprozessen umfangreiche Schutzmaßnahmen notwendig machen.
Welche Produkte können explosionsfähige Atmosphären bilden?
Viele Unternehmen sind überrascht, welche Stoffe tatsächlich explosionsgefährlich sein können. Gerade in der Lebensmittelindustrie handelt es sich häufig um völlig alltägliche Produkte.
Dazu gehören unter anderem:
- Mehl
- Stärke
- Kakao
- Milchpulver
- Proteinpulver
- Gewürzmischungen
- Zucker
- Kaffee
- Backmischungen
- Nahrungsergänzungsmittel
- chemische Pulver
- Additive
Doch nicht nur Stäube spielen eine Rolle.
Auch beim Dosieren oder Abfüllen von Flüssigkeiten können explosionsfähige Gas-Luft-Gemische entstehen. Typische Beispiele sind Ethanol, alkoholhaltige Flüssigkeiten oder verschiedene Lösungsmittel, die insbesondere in der Chemie-, Kosmetik- oder Pharmaindustrie eingesetzt werden.
Ob tatsächlich Explosionsschutz erforderlich wird, hängt nicht allein vom Produkt selbst ab. Ebenso entscheidend sind dessen Konzentration, die Verarbeitung sowie die räumlichen Gegebenheiten innerhalb der Produktion.
Wie entstehen explosionsfähige Atmosphären?
Eine Explosion entsteht nicht zufällig. Sie setzt das gleichzeitige Vorhandensein mehrerer Faktoren voraus.
Bei staubenden Produkten entsteht zunächst eine ausreichend hohe Konzentration feiner Partikel in der Luft. Diese vermischen sich mit Sauerstoff. Gelangt nun eine geeignete Zündquelle hinzu, kann sich das Gemisch innerhalb kürzester Zeit entzünden.
Mögliche Zündquellen sind beispielsweise:
- elektrostatische Entladungen,
- heiße Oberflächen,
- Funkenbildung,
- mechanische Reibung,
- elektrische Defekte.
Genau deshalb beschränkt sich der Explosionsschutz nicht allein auf elektrische Komponenten. Auch Konstruktion, Materialauswahl, Erdung, Fördertechnik und Maschinenlayout tragen entscheidend zur Sicherheit einer Anlage bei.
Bei Flüssigkeiten gelten vergleichbare Zusammenhänge. Verdampfende Lösungsmittel oder alkoholhaltige Medien können explosionsfähige Gas-Luft-Gemische bilden, die ebenfalls geeignete Schutzmaßnahmen erforderlich machen.
Welche Schutzmaßnahmen kommen bei ATEX-Verpackungsanlagen zum Einsatz?
Welche Schutzmaßnahmen erforderlich sind, lässt sich nicht pauschal beantworten. Sie richten sich immer nach dem jeweiligen Produkt, den räumlichen Gegebenheiten und den Ergebnissen der Risikoanalyse. Ziel aller Maßnahmen ist es, das Entstehen einer explosionsfähigen Atmosphäre zu verhindern oder mögliche Zündquellen zuverlässig auszuschließen.
Dabei betrifft der Explosionsschutz häufig nicht nur die Verpackungsmaschine selbst, sondern die gesamte Produktionsumgebung.
Zu den typischen Maßnahmen gehören unter anderem:
- ATEX-zertifizierte Motoren
- explosionsgeschützte Schaltkästen
- geeignete Sensorik
- spezielle Heizstäbe
- antistatische Komponenten
- Erdung der Anlage
- Absaugsysteme zur Reduzierung von Staubkonzentrationen
- Auffangwannen für flüssige Medien
- angepasste Fördertechnik
- konstruktive Maßnahmen zur Vermeidung von Zündquellen
Welche dieser Maßnahmen tatsächlich notwendig sind, entscheidet sich immer im Rahmen einer individuellen Betrachtung. Während bei einigen Anlagen lediglich einzelne Komponenten angepasst werden müssen, kann bei anderen Projekten eine vollständig ATEX-konforme Ausführung der gesamten Verpackungslinie erforderlich sein.
Welche Verpackungsmaschinen sind besonders betroffen?
ATEX betrifft selten ausschließlich eine einzelne Maschine. Häufig muss der gesamte Verpackungsprozess betrachtet werden.
Besonders häufig spielen ATEX-Anforderungen bei folgenden Anlagen eine Rolle:
Schneckendosierer
Schneckendosierer kommen vor allem bei pulverförmigen Produkten zum Einsatz. Da hierbei häufig feine Stäube entstehen können, zählen sie zu den Anlagenteilen, die besonders häufig hinsichtlich des Explosionsschutzes bewertet werden müssen.
Flüssigkeitsdosierer
Werden entzündliche Flüssigkeiten verarbeitet, müssen Dosiersysteme entsprechend ausgelegt werden. Je nach Medium können dabei unterschiedliche Schutzmaßnahmen erforderlich sein.
Verwiegungssysteme
Auch Waagen wie Mehrkopfwaagen und auch Dosierstationen befinden sich häufig direkt im Produktstrom. Dadurch können sie Bestandteil eines explosionsgefährdeten Bereichs sein.
Verpackungsmaschinen
Je nach Produkt kann auch die eigentliche horizontale und vertikale Verpackungsmaschine in das ATEX-Konzept einbezogen werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn sich Produkt-Luft-Gemische während des Verpackungsprozesses ausbreiten können.
Komplette Verpackungslinien
In vielen Projekten endet der Explosionsschutz nicht an einer einzelnen Maschine. Vielmehr wird die gesamte Linie betrachtet – von der Produktzuführung über Dosierung und Verwiegung bis hin zur Verpackung und dem anschließenden Materialtransport.
Dadurch entsteht ein ganzheitliches Sicherheitskonzept, das alle relevanten Prozessschritte berücksichtigt.
Welche Schutzmaßnahmen kommen bei ATEX-Verpackungsanlagen zum Einsatz?
Welche Schutzmaßnahmen erforderlich sind, lässt sich nicht pauschal beantworten. Sie richten sich immer nach dem jeweiligen Produkt, den räumlichen Gegebenheiten und den Ergebnissen der Risikoanalyse. Ziel aller Maßnahmen ist es, das Entstehen einer explosionsfähigen Atmosphäre zu verhindern oder mögliche Zündquellen zuverlässig auszuschließen.
Dabei betrifft der Explosionsschutz häufig nicht nur die Verpackungsmaschine selbst, sondern die gesamte Produktionsumgebung.
Zu den typischen Maßnahmen gehören unter anderem:
- ATEX-zertifizierte Motoren
- explosionsgeschützte Schaltkästen
- geeignete Sensorik
- spezielle Heizstäbe
- antistatische Komponenten
- Erdung der Anlage
- Absaugsysteme zur Reduzierung von Staubkonzentrationen
- Auffangwannen für flüssige Medien
- angepasste Fördertechnik
- konstruktive Maßnahmen zur Vermeidung von Zündquellen
Welche dieser Maßnahmen tatsächlich notwendig sind, entscheidet sich immer im Rahmen einer individuellen Betrachtung. Während bei einigen Anlagen lediglich einzelne Komponenten angepasst werden müssen, kann bei anderen Projekten eine vollständig ATEX-konforme Ausführung der gesamten Verpackungslinie erforderlich sein.
ATEX betrifft häufig mehr als nur die Maschine
Ein häufiger Irrtum besteht darin, dass ausschließlich die Verpackungsmaschine selbst den ATEX-Anforderungen entsprechen müsse.
In der Praxis reicht diese Betrachtung jedoch oft nicht aus.
Kann sich ein explosionsfähiges Produkt-Luft-Gemisch außerhalb der Maschine ausbreiten, muss unter Umständen auch der angrenzende Produktionsbereich berücksichtigt werden. Dadurch erweitert sich die Betrachtung auf den gesamten Prozess – von der Produktzuführung über die Dosierung bis hin zum Aufstellort der Anlage.
Besonders bei stark staubenden Produkten oder entzündlichen Flüssigkeiten wird deshalb häufig ein ganzheitliches Anlagenkonzept entwickelt, bei dem Maschine und Produktionsumgebung optimal aufeinander abgestimmt sind.
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