Producent dodatków spożywczych stanął przed wyzwaniem zabezpieczenia nowej suszarni maltodekstryny w swojej hali badawczej. W środowisku laboratoryjnym i badawczo-rozwojowym, gdzie operuje się niewielkimi, ale różnorodnymi partiami materiałów, ryzyko wybuchu jest trudne do przewidzenia i wymaga proaktywnego podejścia do bezpieczeństwa.
Wyzwaniem, które niejednokrotnie spotykamy w zakładach przemysłowych, był brak dokumentacji technicznej zabezpieczanego urządzenia. Tak było i tym razem. Klient dysponował jedynie jednym rysunkiem technicznym. Jak więc podeszliśmy do procesu zabezpieczania suszarni w nowo budowanym budynku?
Po pierwsze: parametry wybuchowości
Problem wybuchowości pyłów nie dotyczy wyłącznie sektora chemicznego czy drzewnego – przemysł spożywczy również jest silnie narażony na tego typu zagrożenia. Produkty takie jak mleko w proszku, skrobia, kakao, cukier puder czy właśnie maltodekstryna, mimo że kojarzą się z bezpieczeństwem i codziennym użytkowaniem, w odpowiednich warunkach mogą tworzyć wysoce wybuchowe mieszaniny z powietrzem. Drobnoziarniste frakcje pyłów, wysoka temperatura procesów suszenia, a także powszechne stosowanie urządzeń filtrujących i przenośników pneumatycznych sprzyjają tworzeniu atmosfer wybuchowych. Brak świadomości o skali zagrożenia lub zbyt duże zaufanie do “spożywczego” charakteru surowców prowadzi często do niedoszacowania ryzyka. Właśnie dlatego systemowe podejście do zabezpieczeń staje się nieodzownym elementem nowoczesnych instalacji procesowych – niezależnie od tego, czy są to zakłady produkcyjne, czy działy badawcze.
W opisywanym projekcie zagrożenie wybuchem stwarzała maltodekstryna. Ten niepozorny nośnik spożywczy w formie proszku wykazuje właściwości typowe dla pyłów wybuchowych klasy St1. W połączeniu z niską minimalna energia zapłonu (MEZ), wynoszącą ok. 30–50 mJ oraz niską dolną granicą wybuchowości (DGW) na poziomie ok. 60 g/m³ stwarza wysokie ryzyko wybuchu o maksymalnym ciśnieniu (Pmax) rzędu 7-9 bar. Takie parametry sprawiają, że nawet niewielkie ilości pyłu maltodekstryny mogą stanowić realne zagrożenie w warunkach przemysłowych.
W związku z tym, że nasz klient rozbudowywał swoje centrum badawczo-rozwojowe, a suszenie maltodekstryny było w centrum planowanych procesów laboratoryjnych, konieczne okazało się zabezpieczenie suszarni i przyległego do niej filtra odpylającego.
Po drugie: badania wytrzymałości urządzenia
Kiedy potwierdziliśmy, że maltrodeksyna wykorzystywana w zakładzie klienta jest wybuchowa, przystąpiliśmy do najtrudniejszego zadania. Mieliśmy produkt, mieliśmy urządzenie, nie mieliśmy jego dokumentacji, a tym samym nie mieliśmy wiedzy jak bardzo niszczący efekt będzie miał wybuch w tej konkretnej suszarni.
Do wyzwania podeszliśmy kompleksowo. Pierwszym krokiem była szczegółowa inwentaryzacja istniejącej suszarni i przeprowadzenie badania jej wytrzymałości na potencjalny wybuch. Wykonano symulacje wybuchu, aby precyzyjnie określić siłę eksplozji i jej wpływ na konstrukcję suszarni.
W takiej symulacji modeluje się ekstremalne obciążenia dynamiczne (fale uderzeniowe i podmuchy), analizuje odpowiedzi materiałowej i strukturalnej, a potem interpretuje się wyniki zgodnie z rygorystycznymi normami branżowymi.
Wyniki nie tylko pozwoliły nam dobrać zabezpieczenia przeciwwybuchowe, ale pozwoliły także zidentyfikować punkty, które wymagały wzmocnienia w urządzeniu – na przykład zaproponowaliśmy, aby dach suszarni wzmocnić belkami. Przygotowaliśmy dla klienta szczegółowe projekty wykonawcze, dzięki czemu mógł sprawnie rozpocząć niezbędne prace.
Po trzecie: systemy zabezpieczeń przeciwwybuchowych
W tym projekcie do ochrony suszarni maltodekstryny zaproponowaliśmy system HRD (High Rate Discharge). Jego zadaniem jest błyskawiczne wykrycie i stłumienie wybuchu w fazie początkowej (zaledwie ułamki sekund!). Dodatkowo u naszego klienta- zamontowaliśmy pasywne urządzenie IsoDisc jako rozwiązanie do izolacji wybuchu, które ma zapobiegać przedostaniu się płomieni i ciśnienia do pomieszczenia.
Uzupełnieniem koncepcji ochrony był zawór EVN zainstalowany na filtrze obok suszarni. To pasywny system odpowietrzający, który działa na zasadzie szybkiego uwolnienia ciśnienia przy jednoczesnym wygaszeniu płomienia wybuchu. Zawór EVN, dzięki swojej prostej, lecz skutecznej konstrukcji, chroni urządzenie przed uszkodzeniem spowodowanym ciśnieniem wybuchu, nie wymagając zasilania ani systemów sterowania. To ekonomiczne i sprawdzone rozwiązanie w miejscach, gdzie nie jest wymagana aktywna detekcja.
Decyzja o zastosowaniu systemu HRD oraz zaworu EVN i IsoDisc była wynikiem analizy zarówno charakterystyki procesu, jak i ograniczeń wynikających z braku dokumentacji urządzenia. System HRD wybrano ze względu na jego błyskawiczny czas reakcji – liczone w milisekundach tłumienie wybuchu pozwala chronić suszarnię nawet w przypadku bardzo gwałtownej eksplozji pyłu St1. Co istotne, system ten umożliwia również aktywną izolację wybuchu, co ma kluczowe znaczenie w środowisku, gdzie suszarnia połączona jest z innymi urządzeniami procesowymi. Z kolei zawory EVN i IsoDisc, jako rozwiązanie pasywne, stanowią niezawodne zabezpieczenie w punktach, gdzie montaż systemów aktywnych byłby nieopłacalny lub konstrukcyjnie niemożliwy. Dzięki takiemu połączeniu uzyskaliśmy elastyczny, a zarazem skuteczny system zabezpieczeń, który pozwala zachować ciągłość pracy instalacji bez kompromisów w zakresie bezpieczeństwa.
Rezultaty: spokój w innowacji
Dzięki kompleksowemu podejściu i specjalistycznej wiedzy GRUPY WOLFF, klient otrzymał gotowe rozwiązanie, o najwyższym poziomie bezpieczeństwa. Spełnił wymogi bezpieczeństwa wymagane prawem (Dyrektywa ATEX), ale także realnie zapewnił swoim pracownikom komfort prowadzenia innowacyjnych prac badawczych w firmowym laboratorium.
