Výbušnost mouky a moučného prachu – jak se vyhnout následkům ve výrobě?

Výtahy, moučná sila, mlýny a pekárny jsou klasifikovány jako nebezpečná zařízení kvůli výbušnému a požárně nebezpečnému prostředí, které se v nich nachází. A může za to moučný prach. Vzniká při přepravě a sypání mouky, vytváření směsí se vzduchem (aerosoly) nebo hromadění na površích (aerogely). Pojďme zjistit, proč mouka exploduje a jak chránit výrobu před takovými nehodami.

Některé statistiky incidentů

Ročně se ve světě stane 400-500 nehod ve skladovacích a zpracovatelských zařízeních rostlinných surovin. Z toho více než polovina případů se stala ve výtahech a mlýnech.
Zde jsou příklady typických výbuchů mouky.

• 17. července 2015 — Exploze v Bosley Mill v Congleton, Cheshire, Velká Británie. zemřeli 4 lidé; Čtyřpatrová budova byla zničena. Zdroj nehody: výbuch dřevěné moučky.
• 5. listopadu 2015 — Výbuch v továrně na pekařství v Brasově v Rumunsku. 6 lidí bylo zraněno, včetně 1 zaměstnance, který utrpěl četné zlomeniny a popáleniny. Zdroj nehody: výbuch moučného prachu ve ventilačním systému.
• 12. ledna 2020 – Směs bavlněného prachu a vzduchu ve výrobně krmiv ve vesnici Belenkoye, okres Borisov, oblast Belgorod, Rusko. 5 lidí bylo zraněno; Došlo k částečnému zřícení konstrukcí a požáru.
• 14. září 2021 — Exploze v továrně na pekařství v Savannah, Georgia, USA. 2 lidé byli zraněni; škoda byla 25 000 $. Zdroj nehody: exploze moučného prachu v mísírně mouky.

Důvody, proč dochází k výbuchům v mlýnech na mouku, jsou ve většině případů stejné:

• nedodržení prašného režimu, to znamená předčasné odstranění organického prachu;
• porušení pravidel požární bezpečnosti;
• umožnit neškolenému personálu pracovat;
• provozování zastaralého zařízení nebo nedodržování pravidel jeho provozu;
• porušení pravidel pro nakládání s rostlinnými surovinami;
• špatná organizace práce na místě.

Majitelé a inženýři a techničtí pracovníci zařízení na zpracování rostlinných surovin si musí pamatovat: mouka exploduje a hoří. Je to dáno jeho vlastnostmi.

Výbušnost mouky

V normách pro výbušnou a požární bezpečnost existuje termín jako „spodní mez hořlavosti (LCFL)“. Měří se v gramech na metr krychlový a ukazuje, při jaké koncentraci prachu ve vzduchu je možný požár. Pokud je nižší, pak k zapálení nedojde.

Všechna prostředí polétavého prachu, kde je LEL nižší než 65 g/m3, jsou klasifikována jako výbušná. Zapálení v nich může vést k lokalizované primární explozi, která může vést k sérii ničivých sekundárních výbuchů.

Mouka je výbušná právě kvůli své NCPV. To činí:

• pro dřevitou moučku – 11,2 g/m3;
• pro moučný prach (žito, ječmen a ostatní obiloviny) – 20-63 g/m3;
• pro řepný cukr – 8,9 g/m3;
• pro jemný moučný prach – 10,1 g/m3.

Tato čísla ukazují, kolik gramů konkrétního druhu organického prachu musí být obsaženo v jednom krychlovém metru vzduchu, aby při kontaktu se zdrojem vznícení (elektrická jiskra, rozžhavený povrch nebo hořící zápalka) došlo k výbuchu.

Prach z mouky ve formě aerosolů je vždy nebezpečný. Navíc čím vyšší obsah cukru v něm, tím větší riziko – viz příklady NKPV. Jemný prach je také obzvláště nebezpečný, protože se usazuje pomaleji. Každá částice reaguje se vzdušným kyslíkem, který je okysličovadlo a podporuje hoření.

Méně nebezpečná je mouka ve formě aerogelů, tedy usazená na povrchu. Ale jeho hromadění by nemělo být povoleno. Za prvé je schopen samovznícení – dřevitá moučka se vznítí při 255°C. Za druhé, když dojde k turbulenci vzduchu, například v důsledku ventilace, moučné aerogely stoupají do vzduchu a stávají se výbušnými aerosoly.

Na explozi mouky se můžete podívat ve videu.

Moučný prach patří do první třídy nebezpečí výbuchu jako hořlavý s rychlým šířením plamene výbuchu. Pro zapálení stačí koncentrace 10,1 g/m3 a žár hořící zápalky a při koncentraci 28 g/m3 bude výbušný tlak maximální.

Příčiny a místa vzniku moučného prachu

Organický prach je vedlejším produktem mnoha průmyslových odvětví. V potravinářských podnicích se tvoří:

• při zpracování obilí na mouku;
• přeprava surovin;
• nakládání, míchání, balení mouky.

Moučný prach se hromadí v bunkrech, silech na mouku a korečkových elevátorech. Je přítomen na balicích linkách, v mlýnech a na dopravnících.

Zvláštní nebezpečí představují aspirační jednotky, které nejsou včas obsluhovány. Filtry sběrače prachu se ucpávají a obsahují vysokou koncentraci moučného prachu. Při zapnuté ventilaci stoupá do vzduchu a může dojít k lokální explozi.

Klasifikace nebezpečných prostorů podle mezinárodní normy IEC 60079-10-1:2020 zahrnuje zónu 20. Jedná se o místo, kde je nepřetržitě přítomna výbušná atmosféra ve formě oblaku hořlavého prachu, vláken a těkavých částic ve vzduchu nebo po dlouhou dobu, nebo tam, kde vrstvy tvoří prach libovolné nebo nadměrné tloušťky.
Zóna 20 zahrnuje:

• cyklóny a filtry;
• mlýny;
• nakládací nálevky;
• bunkry;
• zařízení pro dopravu prachových produktů, kromě jednotlivých částí pásových a řetězových dopravníků;
• mixéry, sušičky, nádoby.

Výskyt moučného prachu při výrobě potravin nelze zcela eliminovat. Můžete však snížit pravděpodobnost jejich výskytu a přijmout opatření k omezení výbuchů, abyste ochránili lidi a zařízení.

Prevence výbuchu a ochrana proti výbuchu výroby mouky

V každém zařízení s nebezpečím výbuchu a požáru je třeba provést dva typy opatření:

1. Prevence nehod.
2. Lokalizovat havárie a eliminovat jejich následky.

Příklady takových opatření na ochranu před explozí mlýnku na mouku jsou uvedeny v tabulce.

Prevence

• Nedovolte, aby hladina vzdušného prachu v pracovních prostorách překročila hygienické a hygienické normy. Používejte systémy pro odstraňování a sběr prachu.
• Udržujte aspirační jednotky včas.
• Systematicky odstraňujte prach usazený na stěnách, podlahách a zařízení.
• Pro dokončení prostor používejte materiály, které zabraňují hromadění prachu.
• Udržujte elektrické zařízení včas, abyste vyloučili možnost jiskření v důsledku poruch.
• Vyškolte personál v technikách a metodách bezpečného provádění práce.
• Používejte zařízení certifikovaná pro použití ve výbušném prostředí.
• Organizovat a provádět kontrolu výroby v nebezpečném zařízení.

ochrana

• Proveďte audit bezpečnosti proti výbuchu výroby v projekční organizaci. Klasifikujte nebezpečné oblasti a vypracujte opatření na jejich ochranu.
• K zabránění zničení zařízení používejte zařízení na uvolnění výbuchu – pojistky výbuchu. Nejčastěji se instalují na výtahy a drtiče, kde je možné vybít energii výbuchu do volného prostoru.
• K ochraně osob a zařízení v uzavřených prostorech používejte pojistky plamene a systémy pro lokalizaci výbuchu. Například bariéry HRD.
• Používejte alarmy a elektrická blokovací zařízení, která v nouzových situacích zastaví provoz zařízení.
• Používejte hasicí systémy.
• Zajistěte pravidelné školení personálu, aby si procvičil akce v případě nehod a požárů.

Opatření pro prevenci a ochranu před výbuchem jsou vyvíjena individuálně pro každé nebezpečné zařízení. Legislativa obsahuje obecné požadavky, které je třeba přizpůsobit podmínkám provozu v konkrétním podniku.

Tyto práce provádějí specializované odborné organizace. Mohou si například objednat výpočty explozivních výbojových panelů pro zásobníky mouky. Návrháři určují třídu potřebných zařízení, umístění jeho instalace, s přihlédnutím ke specifikům jednotlivého objektu. Specialisté ATEX.CENTER mohou provést veškeré práce na návrhu a výběru technického řešení na klíč.