Jakie wymagania ATEX powinny spełniać mieszalniki do proszkowych środków piorących w strefie 20/21?
Proszkowe środki piorące zawierają często składniki palne i częściowo termolabilne, takie jak surfaktanty, zeolity, nadwęglany lub granulaty enzymatyczne. W połączeniu z drobnym pyłem i tlenem z powietrza mogą podczas procesu mieszania powstawać wybuchowe mieszaniny pyłowo-powietrzne. Mieszalniki, których wnętrze zaklasyfikowano jako strefę 20, a otoczenie jako strefę 21, muszą dlatego spełniać konstrukcyjnie, elektrycznie i procesowo wymagania dyrektywy ATEX 2014/34/UE oraz właściwych norm, między innymi EN 1127-1 i EN 80079-37.
Podział na strefy i kategoryzacja urządzeń
- Wnętrze mieszalnika: w przemysłowej produkcji środków piorących komora mieszania jest typowo klasyfikowana jako strefa 20 (kategoria urządzeń 1D, EPL Da) z powodu obłoku pyłu występującego tam podczas pracy często lub trwale.
- Otoczenie mieszalnika: miejsca napełniania i opróżniania, kołnierze serwisowe oraz obszary bezpośrednio przyległe są natomiast przeważnie klasyfikowane jako strefa 21 (kategoria urządzeń 2D, EPL Db), ponieważ podczas normalnej pracy może tu sporadycznie występować wybuchowa atmosfera pyłowa.
- Oznakowanie mieszalnika: typowo grupa II, obszar Ex pyłowy, na przykład II 1D/2D Ex h/Ex tb IIIC T… Da/Db. Wskazanie temperatury (T …) wyprowadza się przy tym z najniższej istotnej temperatury samozapłonu lub temperatury żarzenia produktu.
Wymagania dotyczące maksymalnych temperatur powierzchni
Dla unikania źródeł zapłonu od gorących powierzchni obowiązują według EN 1127-1 następujące zasady:
- Przy obłokach pyłu maksymalna temperatura powierzchni może wynosić najwyżej dwie trzecie minimalnej temperatury zapłonu (MZT) obłoku pyłu w °C.
- Przy warstwach pyłu należy zachować odstęp bezpieczeństwa co najmniej 75 K do temperatury żarzenia (GT) warstwy pyłu (badanie przy grubości warstwy 5 mm).
Ponieważ środki piorące często zawierają składniki termolabilne, takie jak nadwęglany, oraz wrażliwe na zapłon pyły drobne, krytyczne są w szczególności następujące punkty:
- nadzór temperatury na łożyskach i uszczelnieniach wału (ciepło tarcia),
- kontrola temperatur obudowy i płaszcza,
- zachowanie odpowiednich klas temperaturowych (na przykład T125 °C), wyprowadzanych z danych produktu (MZT/GT), oraz
- unikanie wyładowań elektrostatycznych.
Pyły środków piorących mogą się silnie naładowywać na powierzchniach z tworzyw sztucznych i źle uziemionych częściach metalowych. Dla unikania elektrostatycznych źródeł zapłonu:
- ciągłe uziemienie i połączenia wyrównawcze wszystkich przewodzących części instalacji, włącznie z elementami wewnętrznymi, klapami i wziernikami,
- stosowanie materiałów rozpraszających ładunki lub przewodzących dla tworzyw sztucznych, uszczelnień i węży mających kontakt z produktem,
- unikanie odizolowanych części przewodzących, na przykład niepodłączonych śrub, blach lub obudów czujników,
- ograniczenie prędkości zsypu i swobodnych wysokości spadania przy napełnianiu, aby zmniejszyć elektryzację przy rozpylaniu,
- rezygnacja z wielkopowierzchniowych, nierozpraszających ładunki wykładzin z tworzyw sztucznych w komorze mieszania,
- regularne badanie rezystancji upływu jako część badań okresowych.
Wymagania konstrukcyjne i mechaniczne
Sam mieszalnik musi być zbudowany tak, aby mechanicznie wytwarzane źródła zapłonu były wykluczone lub skutecznie ograniczone.
- Zdefiniowane, nadzorowane odstępy między mieszadłem a ścianą, aby nie dochodziło do zatarcia ani tarcia.
- Pary materiałów bez ryzyka iskrzenia; metali lekkich o wysokim udziale aluminium, magnezu lub tytanu należy w obszarze pyłowym unikać.
- Łożyska toczne i uszczelnienia wału poza przestrzenią produktową albo z nadzorem temperatury i zdefiniowanym interwałem konserwacji.
- Nadzór obrotów i momentu obrotowego do rozpoznawania blokad, ponieważ zablokowane narzędzie szybko się nagrzewa.
- Pyłoszczelne wykonanie obudowy, drzwi i przepustów, aby uniknąć osadów pyłu, a tym samym wybuchów wtórnych.
- W razie potrzeby konstrukcja odporna na udar ciśnieniowy wybuchu lub odciążenie ciśnieniowe, każdorazowo z odsprzęganiem przeciwwybuchowym względem aparatów poprzedzających i następujących.
Środki inżynierii procesowej
Uzupełniająco do konstrukcji i elektryki środki po stronie procesu obniżają prawdopodobieństwo skutecznego źródła zapłonu.
- Zamknięte prowadzenie produktu od załadunku do wyładunku, uzupełnione o odsysane miejsca przekazania.
- Inertyzacja, o ile stężenie tlenu może być trwale i z zabezpieczeniem pomiarowym utrzymywane poniżej granicznego stężenia tlenu.
- Ograniczenie intensywności mieszania i prędkości obwodowej do poziomu koniecznego procesowo.
- Kontrola ciał obcych przez separatory magnetyczne lub sita przed mieszalnikiem, ponieważ metalowe ciała obce mogą wytwarzać iskry od uderzenia.
- Interwały czyszczenia, które niezawodnie utrzymują warstwy pyłu na powierzchniach i w otoczeniu poniżej krytycznych grubości warstwy.
Dokumentacja i prowadzenie dowodów
Dla strefy 20/21 dowody są w takim samym stopniu częścią zgodności jak sama technika. Wymagane są ocena zagrożenia zapłonem według EN 80079-36 i -37, instrukcja eksploatacji z warunkami pracy zgodnymi z przeznaczeniem, oznakowanie według 2014/34/UE oraz podanie przyjętych wskaźników pyłu. Jeżeli użytkownik zmieni produkt, recepturę lub tryb pracy, należy sprawdzić, czy pierwotnie przyjęte minimalne temperatury zapłonu i temperatury żarzenia nadal obowiązują.
W ten sposób amixon® realizuje ochronę przeciwwybuchową w strefie 20/21
amixon® konsekwentnie realizuje ustawowe wymagania ochrony przeciwwybuchowej dla proszków wybuchowych pyłowo. Firma wykracza przy tym daleko poza wymagania ustawowe.
Unikanie pyłu ma przy tym najwyższy priorytet. Stosowane są pionowe mieszalniki spiralne z zasadą mieszania naporowego. Mieszadła obracają się wolno, a mimo to dają wysoką jakość mieszania. Konstrukcje SinConcave® i SinConvex® w sposób dowiedziony zmniejszają powstawanie pyłu w komorze mieszania. W porównaniu ze spiralą standardową powstaje wyraźnie mniej drobnego pyłu.
Wszystkie mieszalniki amixon® są zaprojektowane dla strefy ATEX 20. Dotyczy to mieszalników jednowałowych EM oraz modeli VM, HM, KS, SH, GM i AM. Również mieszalniki kontenerowe COM, mieszalniki ciągłe AMK oraz suszarko-mieszalniki-reaktory VMT i AMT spełniają to wymaganie. Strefa 20 opisuje obszary z trwale lub długotrwale wybuchową atmosferą pyłową. Dobór następuje zgodnie z dyrektywami 2014/34/UE i 1999/92/WE. Podział na strefy należy do użytkownika, amixon® dostarcza do tego kwalifikowane aparaty i pełną dokumentację.
Mieszalniki amixon® pracują z niskimi prędkościami obwodowymi około 0,8 do 3,5 m/s. Mechaniczne wprowadzanie energii jest niewielkie. Iskry od tarcia i uderzenia są ograniczane w sposób wynikający z systemu. Podnosi to bezpieczeństwo procesu w porównaniu z systemami szybkobieżnymi. Jednocześnie zachowana zostaje struktura cząstek.
Wszystkie komory mieszania są spawane bez szczelin. Drzwi inspekcyjne są trwale uszczelniane uszczelnieniem OmgaSeal®. Możliwe są wykonania szczelne próżniowo i przeciw nadciśnieniu. Wydostawanie się pyłu jest pewnie uniemożliwione. Unika się wybuchów wtórnych spowodowanych osadami pyłu. Reaktory VMT i AMT są gazoszczelne oraz odporne na ciśnienie i próżnię do 5 mbar absolutnych. Wykonanie następuje jako konstrukcja spawana, opcjonalnie także według standardu ASME.
Procesy mieszania mogą być prowadzone pod próżnią. Przez inertyzację tlen jest wypierany z przestrzeni procesowej. Unika się w ten sposób atmosfer wybuchowych. Zamknięte łańcuchy procesowe redukują wydostawanie się pyłu do zera. Mieszanie, granulowanie i suszenie odbywają się w jednym systemie. Dobór następuje specyficznie dla projektu według URS i wskaźników pyłu.
W produkcji środków piorących stosowane są systemy amixon® z komorą mieszania w strefie ATEX 20. Komponenty ciekłe są wmieszywane mikrodrobno. Surfaktanty i substancje zapachowe rozprowadzają się przy tym bez nalepów. Mieszalniki ciągłe AMK umożliwiają wysokie wydajności. Stopień napełnienia pozostaje przy tym stały. Czas przebywania jest dokładnie zdefiniowany.
amixon® rozwija i produkuje wyłącznie w zakładzie w Paderborn. Produkcja odbywa się przy dużej głębokości produkcji, a amixon® jest certyfikowanym zakładem spawalniczym z kwalifikacjami międzynarodowymi. Każdy aparat jest konstruowany indywidualnie według URS. Zapewnienie jakości odbywa się w pełni we własnym domu. Wszystkie elementy są udokumentowane i identyfikowalne. Części zamienne pozostają dostępne długoterminowo. Również po dziesięcioleciach możliwe jest odtworzenie elementów.
amixon® bada procesy przed inwestycją we własnym centrum prób. Gotowych jest do tego 35 instalacji próbnych. Próby odbywają się z produktami oryginalnymi w realnych warunkach. Wyniki są następnie wspólnie analizowane i dokumentowane. Powstaje w ten sposób wiarygodna podstawa decyzji.