Termodinamik 267 Kasım.indd

Teknik
Üretim İşlemlerinde
Toz Kontrolü
Çeviren: Pelin Aybay – Camfil Türkiye
Camfil Hava Filtresi San. Tic. Ltd. Şti.
K
atı ürünlerin veya maddelerin üretimi ve işlenmesi çalışma alanında
asılı tozların oluşmasına sebep olur.
Oluşan toz parçacıklarının büyüklükleri
farklılık gösterecek ve bazıları çıplak gözle
görülemeyecek kadar küçük olacaktır. Bu
tozlar, güvenli bir çalışma ortamı sağlayarak çalışanlarını yasal olarak korumakla
yükümlü tüm işletmelerde üreticiler için
birtakım zorluklar yaratmaktadır.
1. Mesleki Maruziyet
Tozlara mesleki olarak maruz kalma
direkt cilt teması, yutma veya soluma
şeklinde gerçekleşir.
Özellikle küçük toz parçacıklarına düzenli
olarak maruz kalmak, dermatit gibi cilt
rahatsızlıkları şeklinde ortaya çıkan alerjik reaksiyonlara sebep olabilir. Bu tip
koşullar çalışanlar için rahatsız edicidir
ve çalışanın performansını ve sıhhatini
etkileyebilen işlemleri ve koruyucu iş
ekipmanları gerektirir. Ancak solunum
koşulları, mesleki astım ve bazı durumlarda akciğer kanseri dâhil, kronik ve uzun
58 TERMODİNAMİK • KASIM 2014
vadeli sağlık sorunları gibi yaşamı tehdit
eden durumlar yaratan çok daha ciddi
bir sorundur. En küçük toz parçacıkları
havada asılı kalır ve kolayca solunarak
ciğerlerin derinlerine nüfuz eder.
Çalışanları tozdan yeterince korumamak,
çalışanlarını korumakla yükümlü firma
sahipleri için cezai kovuşturmalara yol
açabilir. AB üyesi ülkeler için gerekli
koruma seviyesi, her bir toz türü için
IOELV’yi (Mesleki Maruziyet Sınır
Değerleri) temel alır. Her bir AB ülkesi
kendi iş yerinin maruziyet sınırlarını,
Kimyasal Madde Yönetmeliğine (98/24/
EC) ve Mesleki Maruziyet Sınırları
Bilimsel Komitesi (SCOEL) tarafından
sunulan değerlere göre belirleyecektir.
Örneğin fırınlardaki un tozu, yüksek
küçük partikül yüzdesinden dolayı çok
sayıda mesleki astım vakalarına sebep olur.
Bu nedenle, İngiltere’de un tozu için OEL,
uzun vadeli maruziyet için 10 mg/m3 olarak belirlenmiştir; ancak bu oranın daha
da düşürülmesi için çağrılar yapılmaktadır.
Çoğu ilaç maddesi ve metal gibi daha
toksik tozların, çalışan sağlığı üzerindeki
etkisi çok ciddi olabilir ve sadece sınırlı bir
maruziyet ile akut veya kronik hastalıklara
sebep olabilir. Bu yüzden toksik tozlar
için OEL değerleri çok daha düşüktür ve
çalışanları yeterince korumak için en iyi
toz toplama ve tutma yöntemlerini düşünürken ekstra dikkat gerektirmektedir.
Teknik
Çözümler
Havada asılı tozlara maruz kalma, uygun
Kişisel Koruyucu Ekipman (PPE) kullanılarak önlenebilir. Ancak, çoğu üretim ortamları sıcak ve nemli olduğundan
Kişisel Koruyucu Ekipmanın (PPE) uzun
süre kullanılması rahatsız edici olabilir.
Ayrıca Kişisel Koruyucu Ekipman (PPE),
iyi tasarlanmış bir toz toplama sistemi yardımıyla toz kaynakta yakalanarak tamamen veya kısmen ortadan kaldırılabilen
çok pahalı, sürekli bir maliyet olabilir.
Havada asılı tozlar uygun bir davlumbaz
veya makine bağlantı noktası kullanılarak
toplanılacak ve bir kanal sistemi yardımıyla filtrelerin havadaki tozu tuttuğu toz
toplayıcısına aktarılacaktır. Daha sonra
temiz hava atmosfere gönderilebilir veya
ısı kaybını azaltmak ve enerji tasarrufuna
yardımcı olmak için ikinci HEPA filtresi
kullanılarak yeniden binanın içine verilebilecektir.
2. Toz Patlamaları
İkinci büyük sorun, çoğunlukla gerekli
hassasiyetin gösterilmediği ciddi bir
güvenlik riski teşkil eden toz patlamalarıyla ilgilidir.
Önemli sayıda can kaybına sebep olmuş
çok sayıda ciddi toz patlaması örnekleri
bulunmaktadır ve bu tip vakalar bu gün
hâlâ meydana gelmektedir. Toz patlaması, konsantre bir patlayıcı toz bulutu
bir tutuşturma kaynağına temas ettiğinde
meydana gelir. Çoğu katı ürünler ve maddeler şeker, kola, un, protein, alüminyum,
ahşap ve plastik içeren patlayıcı tozlar
üretmektedir. İyi bir temizlik ile ve iyi
tasarlanmış bir toz toplama sistemi kurularak havadaki tozların çalışma ortamında,
elektrik ekipmanı üzerinde ve asma tavan
gibi tozun birikebileceği alanlarda toplanması önlenebilir. Bu, birinci veya ikinci
patlama riskini ortadan kaldırmaya yardımcı olacaktır. Birinci patlama, patlamanın meydana geldiği ilk noktadır ve genellikle istisnai bir vakadır. İkinci patlama,
birinci patlama basıncının yukarıda bahsedilen alanlarda toplanan tozu sıkıştırdığı
durumlarda meydana gelir ve çok daha
geniş çaplı ve ölümcül bir patlama yaratır.
Avrupa’da, iş yerlerindeki patlama riskini
azaltmak ve bir patlama meydana gelmesi
durumunda, yıkıcı etkisini en aza indirmek
üzere emniyetli bir şekilde kontrol edilebilmesini ve güvenlik önlemleri sağlamak
amacıyla bir yasal çerçeve sunmak üzere
ATEX Yönergeleri hazırlandı. Toz toplamayla ilgili bu 2 yönerge şu şekildedir:
1 Potansiyel olarak risk altında
bulunan çalışanların sağlığını
korumak ve emniyetini sağlamak
için minimum gerekliliklerle ilgili
99/92/EC Yönergesi (ayrıca ‘ATEX
137’ veya ‘ATEX İşyeri Yönergesi’
olarak da bilinir) - ATEX
bölgelerini tanımlar.
2 94/9/EC’nin yerine geçen
2014/34/EU Yönergesi (“ATEX
Ekipman Yönergesi” olarak da
bilinir). Toz toplayıcı, bir ATEX
bölgesine yerleştirilmişse ve/veya
potansiyel patlayıcı toz topluyorsa
bu yönergeyle uyumlu olmalıdır.
Çoğu üretim ortamlarında toz toplayıcının potansiyel olarak patlayıcı tozlarla
ve/veya gazlarla karışmış havayı çekmesi
olağandır. Bu yüzden, üreticinin iş yerinde
mevcut tozların, gazların ve toz/gaz karışımlarının patlama potansiyelini bilmesi
çok önemlidir. Aşağıda belirtildiği gibi
gerekli bilgileri edinmek üzere tozları test
etmenin maliyeti oldukça düşüktür:
• Kst – normalleştirilmiş maksimum
patlama basınç artış oranı (bar
m/s olarak ölçülür). Tozlar daha
sonra koruyucu ekipman seçimine
yardımcı olmak için aşağıdaki gibi
kategorize edilebilir.
• ST1 Toz – Kst 0 bar m/s ile 199
bar m/s arası
• ST2 Toz – Kst 200 ile 299 arası
• ST3 Toz – Kst 300 +
• Pmax – toz bulutunun maksimum
patlama basıncı (bar olarak ölçülür).
• MIE – Toz bulutunun elektrik ve
elektrostatik boşalma ile En Düşük
Yanma Enerjisi (mJ).
Bu değerler elde edildikten sonra, toz toplayıcının kullanıldığı işin ve yerleştirildiği
alanın risk değerlendirmesi yapılarak toz
toplayıcının iç ve dış ATEX Bölgeleri
belirlenebilir. Daha sonra toz toplayıcıya,
ATEX alanı tanımlamasına ve sonraki
sayfada yer alan tablolarda gösterilen
ATEX Kategorisine göre tüm uygun
emniyet sistemleri takılabilir.
Bu bilgiler, toz toplayıcıya uygulanması
gereken, sonraki sayfada yer alan tablolardaki güvenlik özelliklerinin doğru
spesifikasyonlarını belirlemeye yardımcı
olacaktır:
Antistatik Özellikler/Topraklama Antistatik filtre kartuşlarının ve toz toplayıcının topraklanması, biriken statik
yükün dağıtılmasını ve tutuşma kaynağı
olarak kıvılcım olma olasılığını ortadan
kaldırır.
Patlama Ventilasyonu – Patlama basıncını ve alevi emniyetli bir şekilde dağıtmak
için toz toplayıcının üstüne bir ventilasyon
paneli takılabilir. Patlama sırasında ventilasyon paneli delinecek ve patlama basınç
dalgası ve alev önceden belirlenmiş emniyetli bir alana doğru yönlendirilecektir.
Alevsiz Ventilasyon – Bu cihazlar, ventilasyon panelleriyle benzer sınıflama kri-
TERMODİNAMİK • KASIM 2014 59
Teknik
Toz
EN 61241-10
Gaz
EN 60079-10
Bölge 20
Bölge 0
Patlayıcı bir ortamın her zaman bulunduğu
bir yer (yılda 1000 saatten fazla).
Bölge 21
Bölge 1
Normal çalışma sırasında patlayıcı bir
ortamın oluşma ihtimalinin olduğu bir yer
(yılda 10 saatten fazla fakat 1000 saatten az).
Bölge 2
Normal çalışma sırasında patlayıcı bir
ortamın oluşma ihtimalinin olmadığı ancak,
olsa bile sadece kısa süreli olacağı yer (yılda
0.1 saatten fazla fakat 10 saatten az).
Bölge 22
Detayları
ATEX
Kategorisi
Tipik Bölge Uyumluluğu
patlamalara sebep olmasını önlemek için
tasarlanmış çok sayıda vana mevcuttur.
1G (Gaz)
1D (Toz)
Bölge 0 için uygun
ekipman
Bölge 20 için uygun
ekipman
3. Toz Emisyonları
2G
2D
Bölge 1 için uygun
ekipman
Bölge 21 için uygun
ekipman
3G
3D
Bölge 2 için uygun
ekipman
Bölge 22 için uygun
ekipman
terlerini kullanırlar. Bu cihazlar patlama
basıncını emniyetli bir şekilde tahliye eder
ve alevin yayılmasının durdurulmasında
ekstra bir fayda sağlar.
Bastırma - Bu sistemler, patlamayı algılamak ve yayılmadan önce
kimyasal olarak söndürmek
için tasarlanmıştır.
Emniyet Vanaları/Klapeler – Bir patlamadan yayılan
alevlerin kirli hava kanalından aşağı doğru ilerlemesini
ve üretim tesisinde ikinci
60 TERMODİNAMİK • KASIM 2014
Üçüncü husus, belli bir materyal için
belirlenmiş yasal sınırlarla uyumlu olması
için kontrol edilmesi gereken atmosfere
verilen tozla ilgilidir; herhangi bir yasal
sınırlamaya tabi değilse, o zaman sınırlar
firma tarafından ISO14001 gibi hijyen,
haşere önleme ve çevre yönetim standartlarına göre belirlenecektir. Tüm yiyecek
veya içecek üretim uygulamalarının kendilerine özgü işlem koşulları olacaktır.
Bu işlem koşulları, toplanan tozun karakteristikleri ve atmosfere salınan partikül
limitleri, filtre malzemesinin seçiminde
belirleyici faktörler olacaktır. Filtre malzemelerinin, belirli büyüklükteki toz parçacıklarını yakalama
yüzdesi kabiliyetleriyle ilgili bir
filtreleme etkinliği olacaktır.
Belirlenen emisyon seviyelerine
uygun doğru filtre malzemesi
seçilebilir. Filtre malzemesinin
etkinliği ne kadar yüksek olursa,
atmosfere verilen hava o kadar
temiz olacaktır.
Toz toplayıcıların, filtrelerin etkinliğini
korumak için bir otomatik filtre temizleme özelliği olacaktır. Ayrıca, özellikle
ortamın nemli olduğu yerlerde bazı tozlar yağlı ve/veya yapışkan olabilir ve bu
durum, filtre malzemelerinin performansını ve temizleme sırasında tozu etkili bir
şekilde dışarı verme kabiliyetini etkileyebilir. Kabul edilebilir bir hizmet ömrü
elde etmek için, filtrelerin temizleme
kabiliyetini iyileştirmek üzere özel filtre
malzemeleri kullanılabilir. Ayrıca, emis-
yon gerekliliklerini karşılamaya yardımcı
olmak üzere en küçük toz parçacıklarını
yakalamak için HEPA filtreleri gibi ikinci
filtreler kullanılabilir.
Sonuç
Üretim tesislerinde oluşan tozların etkili
kontrolü önemli ve yasal bir gerekliliktir.
Toz insan sağlığı için çok zararlı olabilir,
çevreyi olumsuz etkileyebilir ve çalışanlara, makinelere ve binalara zarar verecek büyük potansiyelli yıkıcı patlamalara
sebep olabilir ve itibarınızı zedeleyebilir.
Bu nedenle, her bir uygulama için en
uygun toz toplama sistemini seçerken göz
önünde bulundurulması gereken birkaç
önemli husus vardır:
1. Tozun karakteristiklerini
anlama
Uygun emniyet sistemlerinin entegre
edilebilmesi için her bir ürün ve üretilen
toz ile ilgili tüm gerekli bilgilerin elde
edildiğinden emin olun.
2. Uzmanlarla çalışın
Toz toplama sisteminin sağlık ve emniyet
gerekliliklerini karşıladığından ve doğru
toz çekme performansı sağlayacak şekilde
tasarlandığından emin olmak için uzman
bir toz toplayıcı firmasıyla çalışın.
3. Toplam Mülkiyet Maliyeti
Sadece toz toplama ekipmanının sermaye
maliyetine bakmayın - enerji verimliliği, filtre servis ömrü ve bakım kolaylığı
açısından beklenen işletme maliyetlerini
inceleyin.