Gıda işleme tesisleri, normal operasyonların bir yan ürünü olarak yanıcı toz üretir. Un, şeker, nişasta, kakao, baharatlar ve tahıl tozları, ortak bir özelliği paylaşır: uygun konsantrasyonda havada askıya alındıklarında ve bir kıvılcım kaynağına maruz kaldıklarında patlayabilirler. Sonuçlar, ekipman hasarından ölümlere kadar değişebilir. Patlamaya dayanıklı kontrol ekipmanları, özellikle bu ortamlarda elektrik kıvılcımı kaynaklarını ortadan kaldırmak için tasarlanmıştır ve ATEX, IECEx ve NFPA 652 gibi düzenleyici çerçeveler uyumu zorunlu kılar. Bu makale, toz patlaması tehlikelerinin teknik temelini, düzenleyici ortamı, ekipman seçim kriterlerini ve gıda işleme tesisleri için pratik uygulama hususlarını kapsar.
Gıda İşleme Tozlarının Diğer Endüstriyel Tozlardan Farklı Davranmasının Nedenleri
Organik gıda tozları, metal veya kimyasal tozlara kıyasla farklı bir tehlike profili sunar. Parçacık boyutu dağılımları, nem içeriği ve kıvılcım enerjileri, kaynak malzeme ve işleme yöntemine bağlı olarak geniş ölçüde değişir. İnce taneli un, daha iri tanelere göre daha düşük enerji eşiklerinde tutuşur. Şeker tozu, özellikle pudra şeker, minimum kıvılcım enerjisi sadece 10 milijoule olup, bu da bir çalışanın kıyafetlerinden statik boşalmanın uygun koşullarda yanmayı başlatabileceği anlamına gelir.
“Toz Patlaması Beşgeni”, bir patlama için gereken beş eşzamanlı durumu tanımlar: yakıt (toz kendisi), oksijen (çevresel hava), dağılım (askıya alınmış toz bulutu), sınırlama (kapalı bir alan) ve kıvılcım kaynağı. Her bir unsuru ortadan kaldırmak, patlamanın gerçekleşmesini engeller. Patlamaya dayanıklı kontrol ekipmanları, kıvılcım kaynağı unsurunu hedef alır ve elektrik sistemlerinin patlamayı tamamlamak için kıvılcım veya ısı sağlayamamasını sağlar.
Toz Tehlike Analizi (DHA), bu riskleri belirli bir tesis için nicelendirir. Analiz, tozun nerede birikebileceğini, normal ve anormal operasyonlar sırasında olası konsantrasyonları ve bu bölgelerde hangi ekipmanların çalıştığını belirler. NFPA 652, yanıcı tozları işleyen tesisler için DHA tamamlanmasını zorunlu kılar ve sonuçlar doğrudan ekipman seçiminde rehberlik eder.
| Toz Türü | Kst Değeri (bar.m/s) | Pmax (bar) | Minimum Tutuşma Enerjisi (mJ) |
|---|---|---|---|
| Un | 100-200 | 7-9 | 30-100 |
| Şeker | 120-180 | 8-10 | 10-30 |
| Mısır Nişastası | 150-250 | 9-11 | 20-50 |
| Kakao | 80-150 | 6-8 | 50-150 |
Kst değeri patlama şiddetini gösterir; daha yüksek sayılar daha şiddetli patlamaları temsil eder. Pmax, maksimum patlama basıncını ifade eder. Bu parametreler, toz tehlikesi olan alanlarda kurulacak ekipmanların yapısal gereksinimlerini belirler.
Düzenleyici Çerçevelerin Toz Bölgesi Ekipmanları İçin Gerçekten Gerektirdikleri
ATEX direktifleri, potansiyel patlayıcı ortamlar için Avrupa Birliği içinde satılan ekipmanları düzenler. Sistem, patlayıcı toz konsantrasyonlarının ne sıklıkta oluştuğuna göre tehlikeli alanları bölgelere ayırır. Bölge 20, yanıcı toz bulutlarının sürekli veya uzun süreli olarak mevcut olduğu yerleri belirtir; örneğin toz toplama veya siloların içi. Bölge 21, normal operasyonlar sırasında sık sık toz bulutlarının oluştuğu alanları kapsar; karıştırıcılar, öğütücüler ve doldurma ekipmanları çevresindeki alanlar dahil. Bölge 22 ise, toz bulutlarının yalnızca nadiren ve kısa süreliğine oluştuğu yerleri kapsar; genellikle paketleme alanları veya daha az sık temizlik yapılan depolarda.
IECEx sertifikası, birden fazla yargı bölgesinde ekipman kabulünü kolaylaştıran uluslararası bir çerçeve sağlar. IECEx kapsamında sertifikalandırılmış ekipmanlar, 30'dan fazla ülkede tanınan uyum standartlarına uygun olup, çok uluslu operasyonlar için tedariki kolaylaştırır.
| ATEX/IECEx Toz Bölgesi | Açıklama | Tipik Gıda İşleme Alanları |
|---|---|---|
| Zona 20 | Yanıcı tozun sürekli varlığı | Toz toplayıcılar, siklonlar, silolar içi |
| Zona 21 | Yanıcı tozun sık sık bulunması | Doldurma makineleri, karıştırıcılar, öğütücüler çevresi |
| Zona 22 | Yanıcı tozun seyrek varlığı | Ambalaj alanları, depolar, daha az temizlenen alanlar |
Türkiye tesisleri NFPA standartları altında çalışmaktadır. NFPA 652, yanıcı toz yönetimi için temel ilkeleri belirlerken, NFPA 654, yanıcı partikül katıların üretimi, işlenmesi ve taşınmasıyla ilgili özel gereksinimleri ele alır. Bu standartlar tesis tasarımı, ekipman seçimi, kurulum uygulamaları ve sürekli bakım gereksinimlerini kapsar. Uyumsuzluk cezaları, düzenleyici para cezalarının ötesine geçerek sigorta etkileri ve olaylar sonrası olası suç sorumluluğunu içerebilir.
Ekipman seçimi, bölge sınıflandırmasına uygun olmalıdır. Zone 22 için derecelendirilmiş bir kontrol paneli, Zone 21 alanına kurulduğunda sertifikasyon gereksinimlerini ihlal eder ve kabul edilemez bir kıvılcım riski oluşturur.
Koruma Yöntemlerinin Farklılıkları ve Hangi Durumlarda Uygulandıkları
Patlamaya dayanıklı kontrol ekipmanları, her biri farklı uygulamalara ve tehlike seviyelerine uygun birkaç farklı koruma yöntemi kullanır.
Alev geçirmez muhafazalar, Ex d olarak adlandırılır, içteki herhangi bir patlamayı muhafaza duvarları içinde tutar ve kaçan gazları toz kıvılcım noktası altına soğutur. Muhafaza içteki kıvılcım veya ark oluşumunu engellemez, ancak herhangi bir patlamanın çevre atmosfere yayılmasını önler. Bu yöntem, içteki ark veya kıvılcım kaçınılmaz olan uygulamalara uygundur, örneğin motor başlatıcılar veya kontaktörler.
İçsel güvenlik, Ex i olarak adlandırılır, farklı bir yaklaşım benimser ve elektrik enerjisini tehlikeli ortamı tutuşturamayacak seviyelere sınırlar. Doğal olarak güvenli devreler, arıza durumlarında bile kıvılcım enerjisi veya yüzey sıcaklığını yeterince artırmaz. Bu yöntem, enstrümantasyon ve kontrol sinyalleri için iyi çalışır, ancak motorlar veya ısıtıcılar gibi güç seviyelerini karşılayamaz.
Hapşırma ve basınçlandırma, Ex p olarak adlandırılır, koruyucu gaz kullanarak muhafaza içinde pozitif basınç sağlar, genellikle temiz hava veya azot kullanılır. Basınç farkı, toz girişini engeller ve standart elektrik bileşenlerinin muhafaza içinde güvenli çalışmasını sağlar. Bu yöntem, alev geçirmez yapının pratik olmadığı kontrol odaları veya büyük muhafazalar için uygundur.
EN 60079 serisi, bu koruma yöntemleri için Avrupa standartlarını sağlar, UL standartları ise Kuzey Amerika pazarlarını kapsar. Her iki çerçeve de muhafaza malzemeleri, giriş koruma dereceleri, sıcaklık sınıflandırmaları ve sertifikasyon test gereksinimlerini belirler. Örneğin, IP66 derecesi, toz girişine karşı tam koruma ve güçlü su jeti korumasını gösterir, bu da gıda işleme alanlarında yaygın olan yıkama ortamları için uygundur.
Tesisiniz birden fazla düzenleyici yetki alanında faaliyet gösteriyorsa, çift ATEX ve IECEx sertifikasına sahip ekipman, uyumluluk belgelerini ve yedek parça yönetimini kolaylaştırır.
Koruma Bütünlüğünü Koruyan Kurulum ve Bakım Uygulamaları Nelerdir
Patlamaya dayanıklı ekipman, doğru kurulum ve bakım yapılmadığında koruma sağlar. Hasar görmüş bir alev geçirmez muhafaza veya yanlış torklanmış kapak cıvataları, sertifika durumunu kaybeder ve potansiyel bir kıvılcım kaynağı haline gelir.
Kurulum, tehlikeli alanlarda çalışma pratikleri konusunda eğitimli personel gerektirir. Kablo girişleri Muhafaza sertifikasına uygun olmalı ve gerekli giriş koruma derecesini korumalıdır. Kablo sızdırmazlıkları, kablo yolları boyunca kıvılcım yayılımını engeller. Toz ortamlarındaki topraklama ve bağlama gereksinimleri, statik boşalmaların güvenilir bir kıvılcım kaynağı olması nedeniyle genel sanayi uygulamalarından daha yüksektir.
Muayene sıklıkları bölge sınıflandırmasına ve işletme koşullarına bağlıdır. IEC 60079-17 detaylı rehberlik sağlar, ancak genel uygulama üç ayda bir görsel muayene, yılda bir yakın muayene ve üç yılda bir detaylı muayene yapılmasını öngörür. Bölge 20 kurulumlar ve kritik güvenlik ekipmanları genellikle daha sık dikkat gerektirir. Görsel muayeneler, belirgin hasar, gevşek bağlantılar ve muhafazalarda toz birikimini kontrol eder. Yakın muayeneler, bağlantı torku, conta durumu ve kablo girişlerinin bütünlüğünü doğrular. Detaylı muayeneler, muhafazaları açmayı ve iç bileşenleri test etmeyi gerektirebilir.
Önleyici bakım, muayeneyi aşarak planlı temizlik, hareketli parçaların yağlanması ve aşınma parçalarının arızadan önce değiştirilmesini içerir. Muhafaza yüzeylerindeki toz birikimi, ısı üreten bileşenleri yalıtarak yüzey sıcaklıklarını güvenli sınırların üzerine çıkarabilir. Düzenli temizlik, bu termal birikimi önler.
Personel eğitimi, ekipman işletmesinin teknik yönlerini ve yanıcı toz tehlikelerinin daha geniş bağlamını kapsar. Neden prosedürlerin var olduğunu anlayan çalışanlar, onları rastgele kurallar olarak görenlere göre daha tutarlı şekilde uygular.
Algılama ve Otomasyonun Yanıt Sürelerini İyileştirdiği Yerler
Gaz ve toz algılama sistemleri, tehlikeli alanlardaki atmosfer koşullarını gerçek zamanlı izleme sağlar. Optik sensörler, toz konsantrasyonlarını ölçer ve seviyeler tehlikeli eşiklere yaklaştığında alarm verir. Bu sistemler, koşullar patlayıcı konsantrasyonlara ulaşmadan önce proaktif yanıtlar vermeyi mümkün kılar.
Otomatik kontrol sistemleri, insan operatörlerden daha hızlı koruyucu önlemler başlatabilir. Yüksek toz seviyelerini tespit ettiğinde, uygun yapılandırılmış bir sistem, kıvılcım kaynaklarını kapatabilir, söndürme sistemlerini aktive edebilir veya havalandırma değişikliklerini milisaniyeler içinde başlatabilir. Bu yanıt hızı önemlidir çünkü toz patlamaları, başlatıldıktan sonra hızla yayılır.
Uzak izleme yetenekleri, güvenlik personelinin fiziksel varlık olmadan tehlikeli alanlardaki koşulları gözlemlemesine olanak tanır. Veri kaydı, eğilim analizi yapmayı destekler ve gelişmekte olan sorunları, ciddi tehlikeler haline gelmeden önce gösterebilecek kademeli değişiklikleri tanımlar. Bu sistemler ayrıca muayene ve bakım gereksinimlerine uyumu belgeleyerek düzenleyici denetimleri kolaylaştırır.
Algılama, otomasyon ve uzak izleme entegrasyonu, ekipman koruması, atmosfer izleme ve hızlı yanıtın birlikte çalıştığı katmanlı bir güvenlik yaklaşımı oluşturur ve patlama riskini en aza indirir.
Alıcıların Ekipman Seçmeden Önce Sormaları Gereken Sorular
Gıda işleme uygulamaları için patlamaya dayanıklı kontrol ekipmanı seçimi, ekipman yeteneklerini belirli tehlike koşullarına uygun hale getirmeyi içerir. Aşağıdaki sorular yaygın endişeleri ele alır.
Gıda işleme toz bölgeleri için özel patlamaya dayanıklı gereksinimler nelerdir?
Ekipman, kurulacağı bölge sınıflandırmasına uygun sertifikaya sahip olmalıdır. Bölge 20 en yüksek koruma seviyesini gerektirir, genellikle Ex ta (kapsül ile toz koruması) veya Ex ia (öz güvenlik). Bölge 21, Ex tb veya Ex ib ekipmanlara izin verir. Bölge 22, Ex tc veya Ex ic derecelendirmelerine izin verir. Ekipman sıcaklık sınıfı, mevcut malzemelerin belirli tutuşma sıcaklıklarının altında kalmalıdır. Uyumluluk, NFPA 652 ve 654 gibi toz tehlike analizi, temizlik ve ekipman muayenesi standartlarına uyumu da içerir.
Gıda üreticileri, kontrol sistemleri için ATEX ve IECEx uyumluluğunu nasıl sağlayabilir?
Uyumluluk, tehlikeli bölgeleri ve bölge sınıflandırmalarını belirleyen Toz Tehlike Analizi ile başlar. Ekipman seçimi, sertifikalı ürünlerin her bölgeye uygun şekilde eşleştirilmesini takip eder. Kurulum, üretici talimatlarına ve ilgili kodlara uygun olmalı ve nitelikli personel tarafından yapılmalıdır. Belgelendirme gereksinimleri arasında ekipman sertifikaları, kurulum kayıtları ve bakım günlükleri bulunur. Sürekli uyumluluk, belirli sıklıklar ve prosedürlerle yapılandırılmış bir muayene ve bakım programı gerektirir. Tehlikeli alan uygulamalarında deneyimli tedarikçilerle çalışmak, spesifikasyon hatası ve kurulum sorunlarını azaltır.
Yanıcı toz ortamlarında özel kontrol ekipmanları neden kritiktir?
Standart elektrik ekipmanı Normal çalışma sırasında röle kontakları, motor fırçaları veya anahtar mekanizmalarından kıvılcımlar üretir. Bu kıvılcımlar, askıya alınmış toz bulutlarını tutuşturabilir. Standart ekipman da, toz tutuşma sıcaklıklarını aşabilecek ısı üretir. Patlamaya dayanıklı kontrol ekipmanı, bu kıvılcımları, muhafaza, enerji sınırlama veya atmosfer dışlama yoluyla ortadan kaldırır. Özel ekipmanın maliyeti yüksek olsa da, bu maliyet, yaralanmalar, ölümler, ekipman hasarı, iş kesintisi ve düzenleyici sonuçlar açısından toz patlaması maliyetinden çok daha düşüktür.
Tesisinizin tehlikeli alanları için özel gereksinimleri görüşmek üzere WAROM ile +86 21 39977076, +86 21 39972657 numaralarından veya gm*@***om.com.
İlgileniyorsanız, aşağıdaki makaleleri okumanızı önerebiliriz:
WAROM “İNOVASYON” Yeni Bir Hassas Tıp Dönemini Açıkladı
Dış Ticaret Merkezi görev binası etkinlikleri renkli
Tehlikeli Endüstriyel Alanlar İçin Patlama Dayanıklı Projektörler
Warom 2024 Uluslararası IECEx Patlama Koruma Teknolojisi Malezya Sempozyumu başarıyla gerçekleştirildi
ACHEMA 2024'te WAROM
On yılı aşkın deneyime sahip olan o, güvenlik ve patlamaya dayanıklı ürünlerin tasarımı ve üretimi konusunda uzmanlaşmış deneyimli bir Patlamaya Dayanıklı Elektrik Mühendisidir. Patlama dayanıklı sistemler, nükleer güç aydınlatması, deniz güvenliği, yangın koruması ve akıllı kontrol sistemleri dahil olmak üzere ana alanlarda derin uzmanlığa sahiptir. Warom Teknoloji Enstitüsü Şirketi’nde Uluslararası İşlerden Sorumlu Baş Mühend, Uluslararası Ar-Ge Departmanı Başkanı olarak çift liderlik rolüne sahiptir; burada Ar-Ge girişimlerini denetler ve uluslararası projeler için tasarım dokümantasyonunun kesin teslimatını sağlar. Küresel endüstriyel güvenliği ilerletmeye kendini adayan, karmaşık teknolojileri pratik çözümlere dönüştürmeye ve müşterilerin dünyanın dört bir yanındaki daha güvenli, akıllı ve daha güvenilir kontrol sistemlerini uygulamasına yardımcı olmaya odaklanır.
Qi Lingyi