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Summary

La protezione contro le esplosioni nel processo di miscelazione consiste nell’evitare le sorgenti di accensione e nel limitare gli effetti di un’esplosione di polveri. Si basa sui parametri di sicurezza del materiale sfuso, sulla classificazione delle zone dell’area di processo e sulla modalità operativa. Se un’apparecchiatura funziona in sovrapressione o sotto vuoto, si applica anche la normativa sulle attrezzature a pressione.

Approfondimenti, FAQ e temi sulla sicurezza degli impianti, ATEX & conformità delle attrezzature a pressione

La protezione contro le esplosioni nel processo di miscelazione consiste nell’evitare le sorgenti di accensione e nel limitare gli effetti di un’esplosione di polveri. L’effettiva presenza di un rischio dipende dai parametri di sicurezza del materiale sfuso: le sostanze esplosive sotto forma di polvere sono caratterizzate dalla temperatura di accensione, dalla classe di esplosione delle polveri e dall’energia minima di accensione. Quest’ultima determina il livello di rigore richiesto per le misure di protezione elettrostatica. All’interno di apparecchiature chiuse occorre spesso considerare il livello di rischio più elevato, la zona ATEX 20 per polveri. Una prova di tipo corrispondente costituisce oggi lo stato dell’arte.

I fattori determinanti sono quindi il concetto di classificazione delle zone e la strategia di protezione. L’inertizzazione riduce la percentuale di ossigeno atmosferico al di sotto della concentrazione limite e impedisce la reazione esplosiva, generalmente mediante una sovrapressione di azoto. Come misure complementari, l’apparecchiatura viene progettata per resistere alla pressione o agli urti di pressione e dotata di dispositivi di sfogo e disaccoppiamento. Se un miscelatore funziona in sovrapressione o in esercizio sotto vuoto, si applica anche la normativa sulle attrezzature a pressione: nell’UE, la Direttiva 2014/68/UE; negli Stati Uniti, l’ASME Boiler and Pressure Vessel Code; in Giappone, Corea del Sud, India, Australia e altri Paesi, le rispettive normative sulle attrezzature a pressione. Anche la protezione delle superfici rientra nel concetto di sicurezza, poiché l’abrasione e la corrosione possono generare sorgenti di accensione.

Di seguito sono riportate le domande più frequenti sulla protezione contro le esplosioni e sulla sicurezza degli impianti, i concetti di macchina più adatti —dal miscelatore per polveri, passando per il miscelatore conico, fino all’essiccatore-miscelatore conico—, oltre a una spiegazione dettagliata dei principali termini tecnici.

FAQ - Sicurezza degli impianti, ATEX e conformità delle apparecchiature a pressione

St1 e St2 sono classificazioni importanti, ma non sono sufficienti per stabilire il grado di resistenza alla pressione di esplosione adatto di un miscelatore. Determinanti sono pmax, KSt, le condizioni di processo, la geometria dell'apparecchio, le condotte collegate e l'efficacia delle misure di protezione previste.

Per la scelta del grado di resistenza alla pressione di esplosione, St1 o St2 non sono sufficienti. Determinanti sono pmax, KSt, le condizioni di esercizio, la geometria del recipiente, le condotte collegate e l'efficacia di inertizzazione, sfogo di sovrapressione, soppressione e disaccoppiamento.

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Gli impianti di miscelazione ed essiccazione per prodotti chimici fini possono essere realizzati resistenti alla pressione di esplosione o all'urto di pressione da esplosione e inoltre inertizzati. Gli apparecchi resistenti all'esplosione devono resistere a un'esplosione interna senza scoppiare; la norma DIN EN 14460 distingue a tal fine tra esecuzione resistente alla pressione di esplosione e resistente all'urto di pressione da esplosione.

I sistemi amixon® VMT e AMT sono essiccatori-miscelatori sottovuoto e reattori di miscelazione chiusi per polveri, sospensioni, paste e prodotti impastati. Possono unire processi di miscelazione, reazione, cristallizzazione ed essiccazione sotto vuoto e vengono temperati tramite il recipiente e, a seconda dell'esecuzione, anche tramite l'organo di miscelazione.

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La manipolazione di polveri polverulente e potenzialmente esplosive, per esempio nelle miscele NPK, nei fertilizzanti contenenti nitrato di ammonio o nelle formulazioni a base di micronutrienti, richiede un concetto di sicurezza integrato e a più livelli.

amixon® progetta la camera di miscelazione per la zona ATEX 20 su tutte le serie, il requisito più elevato in materia di protezione contro le esplosioni di polveri. Gli apparecchi sono sistemi chiusi e a tenuta di polvere con sportelli OmgaSeal®. Su richiesta sono realizzati in esecuzione resistente alla pressione o resistente all'urto di pressione di esplosione. L'inertizzazione è possibile. La conduzione a basso numero di giri da 0,8 m/s minimizza i pericoli di innesco.

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Prima dell'avvio di un impianto di miscelazione ATEX sono necessari un documento di protezione contro le esplosioni completo, tutta la documentazione tecnica rilevante e una verifica della sicurezza contro le esplosioni prima della prima messa in servizio. La verifica comprende la documentazione, la realizzazione a regola d'arte, l'effettiva esecuzione di zone e apparecchi, l'eliminazione delle fonti di innesco, la messa a terra, il controllo, i sistemi di protezione, l'inertizzazione e le misure organizzative.

amixon® può fornire apparecchi di miscelazione idonei ATEX con documentazione specifica per progetto e supportare montaggio, messa in servizio di processo e prove di prodotto. La documentazione del singolo miscelatore è tuttavia solo un elemento: la sicurezza contro le esplosioni dell'intero impianto deve essere verificata prima della prima messa in servizio sulla base del documento di protezione contro le esplosioni.

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In presenza di rischi di esplosione da polvere è di norma necessario un concetto di protezione a più livelli. L'inertizzazione mira a impedire la formazione di un'atmosfera esplosiva. L'eliminazione delle fonti di innesco riduce la probabilità di un'accensione. Costruzioni resistenti alla pressione o all'urto di pressione, lo sfogo di sovrapressione e la soppressione dell'esplosione limitano le conseguenze, qualora si verifichi comunque un'esplosione.

amixon® può realizzare miscelatori, granulatori, essiccatori-miscelatori sottovuoto e reattori di miscelazione per applicazioni con un vano prodotto classificato come zona 20. Il dimensionamento ATEX concreto deve essere derivato per ogni progetto dai dati delle sostanze, dalla conduzione di processo, dagli apparecchi collegati e dalla valutazione dei rischi dell'intero impianto. Per la zona 20 è in linea di principio richiesto un livello di protezione molto elevato, che corrisponde di norma alla categoria 1D.

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La produzione e il trattamento di fertilizzanti e prodotti fitosanitari generano frequentemente polveri infiammabili, aerosol e vapori di solventi combustibili. I concetti di protezione contro le esplosioni si basano sulle direttive ATEX 2014/34/UE e 1999/92/CE, sulle norme pertinenti quali la EN 1127-1 e sulle disposizioni nazionali applicabili.

amixon® progetta la camera di miscelazione per la zona ATEX 20 su tutte le serie, il requisito più elevato in materia di polveri esplosive. Gli apparecchi sono sistemi chiusi e a tenuta di polvere con sportelli OmgaSeal®, su richiesta a tenuta di gas, resistenti alla pressione e al vuoto fino a 5 mbar assoluti. L'inertizzazione è possibile e la conduzione a basso numero di giri da 0,8 m/s minimizza le sorgenti di innesco per via costruttiva.

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Lo stato della tecnica nella protezione contro le esplosioni da polvere è un'architettura di sicurezza a più livelli e specifica per il prodotto. Combina, per quanto necessario, inertizzazione e riduzione della polvere, un dimensionamento a basso rischio di innesco, messa a terra e monitoraggio, nonché sfogo di sovrapressione, soppressione, costruzione resistente all'esplosione e disaccoppiamento.

Una protezione contro le esplosioni da polvere moderna combina l'eliminazione dell'atmosfera esplosiva, l'eliminazione delle fonti di innesco efficaci e, se necessario, misure costruttive per limitare le conseguenze delle esplosioni. amixon® può fornire a tal fine apparecchi per applicazioni di zona 20, nonché sistemi VMT e AMT a tenuta di gas, vuoto e pressione per processi con gas inerte.

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Nella miscelazione di prodotti chimici reattivi viene frequentemente impiegata un'atmosfera di gas inerte per impedire la formazione di atmosfere infiammabili da vapori, gas o polveri combustibili.

amixon® mette in sicurezza i processi inertizzati di miscelazione, essiccazione e sintesi mediante un'azione coordinata di costruzione dell'apparecchio a tenuta di vuoto, evacuazione, immissione di gas inerte, monitoraggio dell'ossigeno e prevenzione delle fonti di innesco riferita all'applicazione. Particolare cura richiedono le miscele ibride, cioè la presenza contemporanea di polveri combustibili e di gas combustibili o vapori di solvente; poiché il loro comportamento esplosivo è particolarmente critico e spesso documentato in modo insufficiente, possono essere necessarie prove di esplosione specifiche di prodotto per determinare pmax, la velocità di aumento della pressione e il valore KSt equivalente. Se le sole misure preventive non bastano, gli apparecchi amixon® possono essere dimensionati resistenti alla pressione o all'urto di pressione e inseriti in un concetto di scarico della pressione e disaccoppiamento. Il centro prove amixon® aiuta a esaminare i processi con prodotti originali e a verificare i limiti di esercizio.

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Per le polveri a rischio di esplosione vengono per lo più combinati i concetti di zona 20, zona 21 e zona 22. L'interno di miscelatori, sili, filtri e condotte di trasporto chiusi è spesso zona 20 e richiede di norma la categoria 1D. Le zone 21 e 22 riguardano soprattutto i punti di rilascio e il loro ambiente circostante. La classificazione esatta delle zone è sempre riferita all'impianto e all'esercizio specifico.

amixon® può realizzare miscelatori, granulatori, essiccatori-miscelatori sottovuoto e reattori di miscelazione per applicazioni con un vano prodotto classificato come zona 20. Il dimensionamento ATEX concreto deve sempre avvenire in modo specifico per progetto e per prodotto. Per la zona 20 è in linea di principio richiesto un livello di protezione molto elevato, che corrisponde di norma alla categoria 1D.

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Riscaldamento, raffreddamento, vuoto e inertizzazione si possono combinare in reattori di miscelazione ed essiccatori-miscelatori adeguati. Riscaldamento e raffreddamento servono a una conduzione controllata della temperatura; il vuoto supporta essiccazione, degasaggio e rimozione dei solventi; l'inertizzazione protegge i prodotti sensibili e, con un dimensionamento di sicurezza adeguato, può evitare un'atmosfera esplosiva.

Le serie VMT e AMT possono combinare riscaldamento, raffreddamento, vuoto e inertizzazione con la miscelazione e ulteriori fasi di processo. Così si possono eseguire in un apparecchio chiuso, ad esempio, reazione, cristallizzazione, essiccazione a contatto e sotto vuoto, nonché il successivo condizionamento.

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Nella gestione di polveri a rischio di esplosione sono obbligatorie una valutazione dei rischi, un documento di protezione contro le esplosioni aggiornato, misure tecniche adeguate e controlli regolari. Quali funzioni di sicurezza debbano essere installate risulta dal rischio concreto, non da una checklist identica per tutti gli impianti.

Nella gestione di polveri a rischio di esplosione non sono prescritte in modo generico le stesse funzioni di sicurezza per ogni miscelatore. È obbligatorio un concetto complessivo basato sul rischio, costituito da valutazione dei rischi, documento di protezione contro le esplosioni, dimensionamento adeguato alla zona, eliminazione delle fonti di innesco, eventualmente inertizzazione e, se necessario, protezione costruttiva contro le esplosioni.

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Un miscelatore conforme ATEX per polveri organiche non si definisce tramite singoli componenti o valori standard. Nasce dalla combinazione tra dati delle sostanze rappresentativi, zone correttamente delimitate, una valutazione completa del rischio di innesco e una combinazione di misure di protezione preventive e costruttive adattata al processo. La norma VDI 2263 foglio 10 fornisce a tal fine indicazioni pratiche specifiche per miscelatori e impianti di miscelazione.

amixon® può realizzare miscelatori, granulatori, essiccatori-miscelatori sottovuoto e reattori per applicazioni con un vano prodotto classificato come zona 20. La configurazione ATEX concreta deve tuttavia essere derivata per ogni progetto dai dati delle sostanze, dalle condizioni di esercizio e dal concetto di zone dell'intero impianto. Per la zona 20 è in linea di principio richiesto un livello di protezione molto elevato, che corrisponde di norma alla categoria 1D.

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Un impianto di miscelazione per detersivi conforme ATEX in Germania presuppone una valutazione dei rischi documentata per la ricetta reale. Ne derivano classificazione delle zone, scelta degli apparecchi, eliminazione delle fonti di innesco ed eventualmente misure di protezione costruttive. L'interno del miscelatore è spesso zona 20; lì è in linea di principio richiesto un livello di protezione molto elevato con categoria 1D.

amixon® può fornire impianti di miscelazione per polveri di detersivo con un'esecuzione del vano prodotto adatta ad applicazioni di zona 20. La configurazione ATEX concreta viene tuttavia stabilita per ogni progetto sulla base della ricetta, dei dati delle sostanze rilevanti per la sicurezza e delle condizioni di processo. La responsabilità finale per la classificazione delle zone, il documento di protezione contro le esplosioni e l'esercizio sicuro resta in capo al gestore.

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I detersivi in polvere contengono frequentemente componenti combustibili e in parte termolabili quali tensioattivi, zeoliti, percarbonati e granulati enzimatici. In combinazione con polveri fini e ossigeno dell'aria, durante il processo di miscelazione possono formarsi miscele polvere-aria esplosive.

amixon® progetta la camera di miscelazione per la zona ATEX 20 su tutte le serie, il requisito più elevato in materia di polveri esplosive. Gli apparecchi sono sistemi chiusi e a tenuta di polvere con sportelli OmgaSeal®, su richiesta a tenuta di gas, resistenti alla pressione e al vuoto fino a 5 mbar assoluti; l'inertizzazione è possibile e la conduzione a basso numero di giri da 0,8 m/s minimizza le sorgenti di innesco per via costruttiva.

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I miscelatori di polveri per detersivi necessitano di un concetto di protezione contro le esplosioni adattato alla ricetta specifica. L'interno del miscelatore è spesso zona 20; per questo è in linea di principio richiesto un apparecchio di categoria 1D. Il dimensionamento deve tuttavia comprendere l'intero impianto – inclusi dosaggio, filtro, trasportatore, scarico e pulizia – e basarsi su dati delle sostanze verificati, quali KSt, pmax, energia minima di accensione e temperature di accensione.

amixon® può realizzare miscelatori, granulatori, essiccatori-miscelatori sottovuoto e reattori di miscelazione per processi con un vano prodotto classificato come zona 20. Il dimensionamento ATEX definitivo è tuttavia sempre specifico per il prodotto e deve basarsi sulla valutazione dei rischi, sui parametri delle polveri e sulla considerazione dell'intera linea per detersivi. Per la zona 20 è in linea di principio richiesto un livello di protezione molto elevato, che corrisponde di norma alla categoria 1D.

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Per i processi di miscelazione con polveri a rischio di esplosione sono determinanti la classificazione delle zone, la scelta adeguata degli apparecchi, la conoscenza dei dati di sicurezza delle sostanze e l'eliminazione sistematica delle fonti di innesco efficaci. L'interno del miscelatore è spesso zona 20, ma la classificazione effettiva di tutte le aree deve avvenire in base alla situazione di rilascio concreta. Per la zona 20 è di norma richiesta la categoria 1D; per la zona 21 la categoria 1D o 2D e per la zona 22 la categoria 1D, 2D o 3D.

amixon® può realizzare miscelatori, essiccatori-miscelatori e reattori per applicazioni con un vano prodotto classificato come zona 20. Il dimensionamento ATEX concreto deve tuttavia avvenire per ogni progetto sulla base dei dati delle sostanze, delle condizioni di processo e dell'intero impianto. Per la zona 20 è in linea di principio richiesto un livello di protezione molto elevato, che corrisponde di norma alla categoria 1D.

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Le polveri di amido rientrano tra le polveri organiche combustibili, classificate tipicamente tra St1 e St2 e con bassa energia minima di innesco, tanto che anche basse concentrazioni di polvere possono portare a esplosioni pericolose.

amixon® realizza esattamente questa costruzione di serie: tutte le camere di miscelazione sono progettate per la zona ATEX 20 e gli apparecchi sono realizzati come sistemi chiusi e a tenuta di polvere, su richiesta a tenuta di gas, resistenti alla pressione e al vuoto fino a 5 mbar assoluti. Per l'amido e i suoi derivati amixon® combina questo con reattori termoregolabili fino a 50.000 litri, nei quali miscelazione, trattamento termico ed essiccazione sottovuoto avvengono nello stesso apparecchio.

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