Wir haben dieses Dokument verfasst, um dem wachsenden Bedarf an Transparenz und Information im Industriesektor Rechnung zu tragen. Der Einsatz brennbarer Lösemittel erfordert hochsichere Anlagen, die strengen internationalen Standards wie der ATEX-Richtlinie entsprechen. Vorschriften und Sicherheitsanforderungen können jedoch komplex und für viele Unternehmen schwer verständlich sein, da sie sowohl die Einhaltung gesetzlicher Bestimmungen als auch den Schutz von Mitarbeitern und Umwelt berücksichtigen müssen.
Dieses Dokument soll Kunden helfen, die wichtigsten Zertifizierungen und Sicherheitsmaßnahmen zu verstehen. Es verdeutlicht die Risiken, die mit dem Einsatz nicht zertifizierter Maschinen verbunden sind, und den Wert von Zertifizierungen durch Dritte, die für die Unfallverhütung und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften unerlässlich sind. Das Dokument bietet außerdem Kriterien für den sicheren Kauf und die sichere Verwendung von Destillierapparaten und fördert so ein größeres Bewusstsein für Sicherheit in der Produktion sowie die Bedeutung der Einhaltung von Vorschriften zum Schutz der Integrität des Unternehmens und des Wohlergehens der Mitarbeiter.
Einsatz von Lösemitteln in industriellen Anwendungen
Lösemittel sind Chemikalien, die in zahlreichen Industriezweigen eingesetzt werden, beispielsweise bei der Herstellung von Druckfarben und Lacken, bei Reinigungs- und Entfettungsmitteln sowie in der chemischen Produktion. Aufgrund ihrer Eigenschaften, die je nach chemischer Zusammensetzung variieren, können Lagerung, Verwendung und Handhabung von Lösungsmitteln unterschiedliche Risiken bergen, wie zum Beispiel:
- Toxizität: Längerer Kontakt kann gesundheitliche Probleme verursachen.
- Umweltbelastung: Unsachgemäße Lagerung und Entsorgung können zu Luftverschmutzung bzw. Boden- und Grundwasserverunreinigung führen.
- Entzündbarkeit und Explosionsgefahr: Viele Lösungsmittel sind flüchtig und können in Gegenwart von Sauerstoff explosionsfähige Atmosphären bilden.
Wichtige Informationen zu Lösungsmitteln
Beim Umgang mit Lösungsmitteln ist es wichtig, einige grundlegende physikalische Daten zu kennen, die deren sichere Verwendung beeinflussen, insbesondere im Hinblick auf Entflammbarkeit und Explosionsgefahr.
Flammpunkt (FP)
Der Flammpunkt ist die niedrigste Temperatur, bei der eine Flüssigkeit genügend Dampf freisetzt, um beim Entzünden mit Luft ein entzündbares Gemisch zu bilden. Lösungsmittel mit einem niedrigen Flammpunkt sind gefährlicher, da sie bereits bei Raumtemperatur entzündbare Dämpfe bilden können.
Der Flammpunkt ist in Abschnitt 9 des Sicherheitsdatenblatts (SDB) des Lösungsmittels angegeben. Aus Sicherheitsgründen wird zur Beurteilung der Entflammbarkeit ein Sicherheitsabstand von mindestens 15 °C unterhalb des Flammpunkts eingehalten; dieser kann bei einkomponentigen Lösungsmitteln unter kontrollierten Bedingungen auf 5 °C reduziert werden.
Selbstentzündungspunkt (SIP)
Der Selbstentzündungspunkt ist die niedrigste Temperatur, bei der sich ein Gemisch aus brennbarem Dampf und Luft ohne Zündquelle entzünden kann. Der Selbstentzündungspunkt hängt von der chemischen Struktur des Lösungsmittels ab und nicht von seinem Siedepunkt oder Flammpunkt. Er liegt üblicherweise höher als der Flammpunkt.
Der Selbstentzündungspunkt des Lösungsmittels ist in Abschnitt 9 des Sicherheitsdatenblatts (SDB) angegeben. Er kann durch hohen Druck oder Katalysatoren (wie z. B. Metalle in Industrieanlagen) gesenkt werden. Er gibt die maximale Temperatur an, der brennbare Gemische ohne Selbstentzündung ausgesetzt werden können, erfordert jedoch einen großen Sicherheitsspielraum.
Untere Explosionsgrenze (UEG)
Sie gibt die minimale Konzentration von Lösungsmitteldämpfen in der Luft in Prozent an, unterhalb derer keine Entzündung erfolgen kann (das Gemisch ist zu arm an brennbaren Bestandteilen).
Sie ist wesentlich für die Festlegung der Sicherheitsbedingungen von Umgebungen und für die Auslegung geeigneter Belüftungssysteme. Unterhalb der UEG gilt das Gemisch als nicht brennbar.
Obere Explosionsgrenze (OEG)
Dies ist die maximale Konzentration von Lösungsmitteldämpfen in Luft, oberhalb derer das Gemisch nicht mehr brennbar ist (es ist dann zu brennstoffreich).
Sie trägt zur Festlegung sicherer Betriebsbedingungen bei. Oberhalb der OEG gilt das Dampfgemisch als nicht entzündlich, kann aber durch weitere Verdünnung mit Luft wieder in den entzündlichen Bereich gebracht werden.
Siedepunkt (Sdp)
Die Temperatur, bei der das Lösungsmittel unter Normaldruck vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht. Er ist wichtig für Destillationsprozesse und zur Beurteilung der Lösungsmittelverdunstung bei Raumtemperatur.
Dampfdichte
Gibt an, ob Lösungsmitteldämpfe schwerer oder leichter als Luft sind. Schwerere Dämpfe sammeln sich tendenziell am Boden und erhöhen so die Brandgefahr.
Dampfdruck
Gibt die Verdunstungsneigung eines Lösungsmittels an. Lösungsmittel mit hohem Dampfdruck können leichter entzündliche Nebel bilden.
Risiken bei der Lösungsmitteldestillation
Die Destillation ist ein physikalisches Trennverfahren zur Reinigung von Lösungsmitteln. Dabei werden durch Erhitzen flüchtige von weniger flüchtigen Bestandteilen getrennt. Dieses Verfahren ermöglicht die Rückgewinnung und Wiederverwendung verunreinigter Lösungsmittel im Produktionsprozess, wodurch Betriebskosten und Umweltbelastung reduziert werden.
Neben der Erhitzung muss das verbrauchte Lösungsmittel von den Lagertanks zum Destillierapparat und vom Kondensationssystem in Lagerbehälter überführt werden, um anschließend wieder in den Produktionsprozess eingeleitet zu werden. Die häufigsten Risiken in diesen Phasen sind:
Brand
Entzündliche Lösungsmittel haben niedrige Flammpunkte. Das bedeutet, dass sie Dämpfe freisetzen, die bereits bei relativ niedrigen Temperaturen mit Luft entzündliche Gemische bilden. Eine Zündquelle, wie beispielsweise ein elektrischer Funke, eine Flamme oder eine
überhitzte Oberfläche, kann einen Brand auslösen.
Dies kann geschehen, wenn entzündliche Dämpfe mit Anlagenteilen in Kontakt kommen, die hohe Temperaturen erreichen.
Explosion
Das Vorhandensein brennbarer Dämpfe in Konzentrationen zwischen der unteren Explosionsgrenze (UEG) und der oberen Explosionsgrenze (OEG) kann eine explosionsfähige Atmosphäre erzeugen. In geschlossenen Räumen oder beengten Bereichen kann die Ausbreitung der Dämpfe eingeschränkt sein, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Explosion durch einen Funken oder eine elektrostatische Entladung steigt.
Überhitzung und chemische Zersetzung
Für die Destillation muss das Lösungsmittel erhitzt werden. Überschreitet die Temperatur den Selbstentzündungspunkt des Lösungsmittels, können sich die Dämpfe spontan entzünden. Einige Lösungsmittel können sich bei hohen Temperaturen zersetzen und dabei gefährliche Stoffe freisetzen oder den Druck im System erhöhen, was zu Explosionen oder Geräteausfällen führen kann.
Elektrostatische Aufladung
Lösungsmittel mit geringer elektrischer Leitfähigkeit können sich beim Pumpen oder Handhaben elektrostatisch aufladen. Diese Ladungen können Brände entzünden, wenn sie nicht ordnungsgemäß abgeleitet werden.
Risiko von Maschinen- und Geräteausfällen
Destillationsanlagen können Verschleiß, Leckagen oder Ausfälle durch Druck oder Überhitzung aufweisen. Dadurch können Flüssigkeiten und Dämpfe austreten, was die Brand- oder Explosionsgefahr erhöht.
Aus diesen Gründen ist es notwendig, in eine sichere und zertifizierte Destillationsanlage zu investieren, um Lösungsmittel sicher zurückzugewinnen und wiederzuverwenden, Betriebskosten zu sparen und Umweltauflagen zu erfüllen.
Installation und Betrieb von Destillationsanlagen
Um Risiken sicher zu beherrschen, müssen Destillationsanlagen nach spezifischen Kriterien gebaut, installiert und betrieben werden:
- ATEX-Zertifizierung aller elektrischen Geräte für den Einsatz in der jeweiligen Zone.
- Erdung zur Vermeidung elektrostatischer Aufladungen, die brennbare Dämpfe entzünden könnten.
- Ausreichende Belüftung zur Reduzierung der Konzentration gefährlicher Dämpfe.
- Schulung des Personals zu Gefahren, Standardarbeitsanweisungen (SOPs) und Notfallmaßnahmen.
- Installation von Gaswarngeräten zur Überwachung der Dampfkonzentrationen.
- Verwendung von Werkzeugen aus Messing oder anderen Materialien, die bei einem Aufprall keine Funken erzeugen.
- Vorbeugende Wartungsmaßnahmen umfassen regelmäßige Geräteprüfungen, Zustandsprüfungen der Komponenten, Dichtheitsprüfungen und die Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Sicherheitssysteme.
Was ist ATEX?
ATEX (ATmosphères EXplosibles) ist die europäische Richtlinie 2014/34/EU, die den sicheren Betrieb von Geräten in explosionsgefährdeten Bereichen gewährleistet. Dies umfasst Bereiche, in denen brennbare Gase, Dämpfe oder Nebel auftreten können.
Warum muss eine Destillieranlage ATEX-zertifiziert sein?
Eine ATEX-Zertifizierung garantiert, dass die Destillieranlage für den Betrieb in Umgebungen mit einem hohen Risiko der Entstehung einer explosionsfähigen Atmosphäre ausgelegt und gebaut wurde. Zertifizierte Geräte müssen strenge Sicherheitsanforderungen erfüllen, um die Entzündung explosionsfähiger Atmosphären zu verhindern.
Welche Vorteile bietet die Installation einer zertifizierten Destillieranlage?
Eine zertifizierte Destillieranlage ist:
- Das Gerät ist so konstruiert, dass Zündquellen vermieden werden, ist eigensicher und verfügt über eine kontinuierliche Temperaturüberwachung, die die Stromzufuhr bei Überhitzung unterbricht.
- Es ist mit redundanten Schutzsystemen wie Sensoren und automatischen Abschaltvorrichtungen für den Fehlerfall ausgestattet.
- Es wurde von einer qualifizierten Prüfstelle, wie z. B. dem TÜV, getestet, um die Einhaltung der ATEX-Richtlinien zu gewährleisten und die Eignung für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen sicherzustellen.
Garantien der ATEX-Zertifizierung
Sicherheit in explosionsgefährdeten Bereichen
Zertifizierte Geräte erzeugen keine Funken oder übermäßige Wärmequellen, die explosionsfähige Atmosphären entzünden könnten.
Einhaltung europäischer Vorschriften
Die Zertifizierung belegt, dass das Gerät gemäß den erforderlichen Normen konstruiert und geprüft wurde.
Reduzierung des Explosions- und Unfallrisikos
Konstruktion, Bau und Wartung erfolgen nach strengen Kriterien zur Risikominimierung.
Notwendigkeit einer unabhängigen Prüfstelle
Die Zertifizierung muss von einer vom Maschinenhersteller unabhängigen Stelle durchgeführt werden, um gründliche und unparteiische Prüfungen zu gewährleisten.
Absicherung gegen rechtliche Konsequenzen
Im Falle von Unfällen oder behördlichen Kontrollen trägt die ATEX-Zertifizierung dazu bei, nachzuweisen, dass das Unternehmen alle geltenden Sicherheitsvorschriften eingehalten hat. Dadurch wird das Risiko rechtlicher Sanktionen und zivil- oder strafrechtlicher Haftung reduziert.
Kosten der ATEX-Zertifizierung
Die Kosten einer nicht zertifizierten Destillieranlage sind 20–50 % niedriger als die einer von einer unabhängigen Prüfstelle zertifizierten Anlage. Die Zertifizierung durch Dritte verursacht zusätzliche Kosten für Konstruktion, Konformitätsprüfung und die erforderliche Dokumentation. Diese Kosten können einen erheblichen Teil des Endpreises der Destillieranlage ausmachen. Weitere Faktoren, die den Preisunterschied beeinflussen, sind:
Verwendete Materialien und Komponenten
ATEX-zertifizierte Destillieranlagen müssen spezielle Komponenten verwenden (z. B. explosionsgeschützte Motoren, geschützte Verkabelung und funkenfreie Belüftungssysteme), die teurer sind als Standardkomponenten.
Herstellungsprozess und Prüfung
Die Herstellung eines zertifizierten Produkts erfordert weiterhin strengere Fertigungsprozesse, einschließlich Qualitätskontrollen und zusätzlicher Prüfungen, was die Produktionskosten erhöht.
Dokumentations- und Inspektionskosten
Zusätzlich zur Erstprüfung müssen ATEX-zertifizierte Produkte dokumentiert und regelmäßigen Inspektionen unterzogen werden, was zusätzliche Kosten verursacht.
Der Gedanke, durch den Kauf einer nicht zertifizierten Destillerie Geld zu sparen, birgt zahlreiche Risiken und Nachteile, die die unmittelbaren wirtschaftlichen Vorteile bei Weitem überwiegen.
Folgen der Nichteinhaltung der ATEX-Vorschriften
Die Nichteinhaltung der ATEX-Vorschriften kann schwerwiegende Folgen haben. Im Folgenden werden einige wichtige Gründe genannt, warum diese Vorgehensweise kontraproduktiv und gefährlich sein kann.
Mangelnde Rechtssicherheit
Die Verwendung nicht zertifizierter Geräte kann zu rechtlichen Strafen, Bußgeldern und der Verpflichtung zur Betriebseinstellung bis zur Behebung des Problems führen. Darüber hinaus kann der Arbeitgeber im Falle eines Unfalls zivil- und strafrechtlich belangt werden.
Hohes Unfallrisiko
Schäden durch Unfälle mit nicht zertifizierten Geräten können extrem schwerwiegend sein und das Leben von Mitarbeitern, die Unternehmensinfrastruktur und die Umwelt gefährden.
Versicherungsprobleme
Die Verwendung nicht konformer Geräte kann auch zu höheren Versicherungsprämien führen, da das Unternehmen als risikoreicher eingestuft wird.
Geringere Qualität, Haltbarkeit und Zuverlässigkeit
Anfängliche Einsparungen werden durch die zusätzlichen Kosten für Reparaturen, Ausfallzeiten und Ersatzteile bei nicht zertifizierten Maschinen schnell wieder zunichtegemacht. Diese Maschinen entsprechen nicht den gleichen Qualitätsstandards und Sicherheitsstandards, was zu häufigen Störungen, Ausfällen und kostspieliger Wartung führt.
Schädigung des Unternehmensrufs
Vorfälle mit nicht zertifizierten Geräten können dem Ruf des Unternehmens erheblichen Schaden zufügen und negative Folgen für das Geschäft haben. Kunden und Geschäftspartner könnten das Unternehmen in Bezug auf Sicherheit und Nachhaltigkeit als unzuverlässig oder nachlässig wahrnehmen.
Probleme bei Inspektionen und Audits
Unternehmen unterliegen regelmäßigen Inspektionen zur Überprüfung der Einhaltung von Sicherheitsvorschriften. Der Einsatz nicht zertifizierter Anlagen kann bei Inspektionen zu Beanstandungen führen und den Austausch der Geräte oder kostspielige Nachrüstungen erforderlich machen.
Reicht die Installation ATEX-zertifizierter Komponenten für die Zertifizierung einer Destillieranlage aus?
Nein, die bloße Installation ATEX-zertifizierter Komponenten für Zone 1 reicht nicht aus, um eine Destillieranlage automatisch als ATEX-zertifiziert zu kennzeichnen. Die Zertifizierung der gesamten Destillieranlage als ATEX-Gerät erfordert weit mehr als nur zertifizierte Komponenten. Verschiedene Aspekte müssen berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass die gesamte Anlage die Sicherheitsanforderungen der Vorschriften erfüllt:
Wechselwirkungen zwischen Komponenten
Selbst wenn einzelne Komponenten zertifiziert sind, können deren Wechselwirkungen innerhalb der Destillieranlage unvorhergesehene Risiken bergen.
Spezifische Betriebsbedingungen
Jede Anwendung hat spezifische Betriebsbedingungen, die bewertet werden müssen, um die Sicherheit des Gesamtsystems zu gewährleisten.
Fehlende umfassende Montageprüfung
Die Zertifizierung einzelner Komponenten garantiert nicht, dass das montierte System ohne entsprechende Prüfungen die ATEX-Anforderungen erfüllt.
Reicht die Einreichung der technischen Dokumentation der Maschine bei einer benannten Prüfstelle für die ATEX-Zertifizierung aus?
Nein, die Einreichung der technischen Dokumentation reicht nicht aus, um die Einhaltung der ATEX-Vorschriften sicherzustellen. Obwohl die technische Dokumentation die Konstruktion und die Sicherheitsmaßnahmen der Maschine beschreibt, muss sie durch eine gültige ATEX-Zertifizierung einer benannten Stelle ergänzt werden. Diese bestätigt, dass das Gerät die grundlegenden Sicherheitsanforderungen für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen erfüllt.
ATEX-Konformität in explosionsgefährdeten Bereichen
Die ATEX-Konformität ist gemäß der europäischen Richtlinie 2014/34/EU erforderlich. Diese Richtlinie regelt den Einsatz von Geräten in Bereichen mit explosionsgefährdeter Atmosphäre. ATEX-Zonen werden anhand der Wahrscheinlichkeit und Dauer des Auftretens explosionsfähiger Atmosphären klassifiziert und primär in Zone 0, Zone 1 und Zone 2 unterteilt.
Zone 0: Ein Bereich, in dem eine explosionsfähige Atmosphäre aus einem Gemisch von Luft und brennbaren Stoffen dauerhaft, über längere Zeiträume oder häufig vorhanden ist.
Beispiel: Das Innere von Lösungsmittellagertanks, in dem ständig Dämpfe vorhanden sind.
Zone 1: Ein Bereich, in dem während des normalen Betriebs mit dem Auftreten einer explosionsfähigen Atmosphäre zu rechnen ist. Diese ist über einen ausreichend langen Zeitraum vorhanden, um besondere Schutzmaßnahmen zu erfordern.
Beispiel: In der Nähe der Befüllöffnungen von Lösungsmittellagertanks, wo beim Befüllen oder Entleeren Dämpfe austreten können.
Zone 2: Ein Bereich, in dem während des normalen Betriebs mit dem Auftreten einer explosionsfähigen Atmosphäre nicht zu rechnen ist und diese, falls sie auftritt, nur kurz andauert (in der Regel weniger als 10 Stunden pro Jahr).
Beispiel: Die Umgebung eines Lagerbereichs, in dem Dämpfe nur im Falle eines Unfalls auftreten können.
Wer beurteilt die Gefahrenbereichseinstufung in Ihrem Unternehmen?
Arbeitgeber oder Unternehmensleitung: rechtlich verantwortlich für die Gewährleistung der Arbeitssicherheit und die korrekte Einstufung und Kennzeichnung explosionsgefährdeter Bereiche.
Der HSE-Manager (Gesundheit, Sicherheit und Umwelt) koordiniert Risikobewertungen und setzt die notwendigen Sicherheitsmaßnahmen um. Er kann auch regelmäßige Inspektionen durchführen, um sicherzustellen, dass die Zoneneinteilung weiterhin angemessen ist.
Die korrekte Bewertung und Klassifizierung von ATEX-Zonen ist unerlässlich, um die Sicherheit am Arbeitsplatz zu gewährleisten und das Explosionsrisiko zu vermeiden.
Unter welchen Umständen kann ein Hersteller Maschinen selbstzertifizieren?
In ATEX-Umgebungen ist die Selbstzertifizierung nur in Ausnahmefällen zulässig, insbesondere für Geräte, die für Zone 2 vorgesehen sind. Dort sind die Schutzanforderungen weniger streng als in den Zonen 0 und 1, für die eine Selbstzertifizierung nicht möglich ist.
Die Selbstzertifizierung für Zone 2 bedeutet, dass der Hersteller die volle Verantwortung für die Sicherheit des Geräts trägt. Dies beinhaltet die Erstellung einer Konformitätserklärung und einer technischen Dokumentation, die die Sicherheitsanforderungen und durchgeführten Prüfungen beschreibt.
Im Falle eines Unfalls haftet der Hersteller rechtlich und zivilrechtlich. Die Selbstzertifizierung für Zone 2 ist möglicherweise nicht ausreichend für Versicherungszwecke und kann in einigen Ländern zu Strafen führen.
Obwohl die Selbstzertifizierung für Geräte, die für Zone 2 vorgesehen sind, grundsätzlich zulässig ist, wird sie von Behörden oder Geschäftspartnern nicht garantiert akzeptiert, insbesondere in Bereichen mit strengen Sicherheitsstandards.
In vielen Branchen fordern Kunden und interne Richtlinien die Zertifizierung durch eine benannte Stelle auch für Geräte der Zone 2, um zusätzliche Sicherheit hinsichtlich Konformität und Sicherheit zu gewährleisten.
ATEX-Schutzarten
Ex ia (Eigenschutz): Begrenzt die im Gerät verfügbare Energie und verhindert so eine Zündung auch im Fehlerfall. Geeignet für Zone 0.
Ex d (Explosionsgeschütztes Gehäuse): Schließt eine potenzielle Explosion im Gerät ein und verhindert die Ausbreitung von Flammen. Geeignet für die Zonen 1 und 2.
Ex p (Druckschutz): Hält den Innendruck des Geräts über dem Umgebungsdruck und verhindert so das Eindringen explosiver Gase. Geeignet für die Zonen 1 und 2.
Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Temperaturklasse eines Destillierapparats und der Selbstentzündungstemperatur des zu gewinnenden Lösungsmittels?
Die Temperaturklasse eines zertifizierten Destillierapparats ist die maximale Temperatur, die das System auch im Fehlerfall erreichen kann. Die ATEX-Temperaturklassen reichen von T1 bis T6, wobei die maximale Oberflächentemperatur:
T1 ≤ 450°C T2 ≤ 300°C T3 ≤ 200°C T4 ≤ 135°C T5 ≤ 100°C T6 ≤ 85°C
Die Temperaturklasse der Destillationsanlage muss so gewählt werden, dass die maximal zulässige Oberflächentemperatur unterhalb der Selbstentzündungstemperatur des Lösungsmittels liegt. Im Allgemeinen muss die Oberflächentemperatur der Anlage mindestens 5–10 °C unter der Selbstentzündungstemperatur des Lösungsmittels liegen, um einen Sicherheitsspielraum zu gewährleisten.
Praktisches Beispiel: Bei einem Lösungsmittel mit einer Selbstentzündungstemperatur von 210 °C muss die Destillationsanlage mindestens der Temperaturklasse T3 (T4, T5, T6) angehören und eine maximale Oberflächentemperatur von 200 °C nicht überschreiten.
Dies gewährleistet einen sicheren Betrieb der Anlage ohne Entzündungsgefahr durch Dämpfe.