Thee wordt vaak gezien als een kalmerend product, maar weinig mensen weten dat de productie ervan risico’s met zich meebrengt. Een van de verborgen gevaren bij het verwerken van theebladeren is de kans op stofexplosies. Dit vraagt om extra aandacht en zorgvuldigheid in de productieketen.
Bij Ex-Machinery, waar wij ons specialiseren in ATEX en explosieveilige airconditioners, kregen we de opdracht om een droger voor theebladeren te ontwerpen die veilig functioneert in een omgeving waar explosiegevaar door stof aanwezig is. De klant, een grote Europese onderneming met vestigingen in India, had specifieke eisen: de installatie moest voldoen aan de strikte ATEX-normen, ook al waren deze in India niet verplicht. Dit laat zien hoe belangrijk het is om wereldwijd consistent te zijn in veiligheid.
Wat houdt ATEX precies in?
ATEX-regelgeving in Europa is gericht op het minimaliseren van de risico’s op explosies in industriële omgevingen waar stoffen, gassen of dampen aanwezig kunnen zijn. Deze regelgeving is van toepassing op diverse industrieën zoals chemische fabrieken, voedselproductie en de olie- en gasindustrie. In zulke sectoren kunnen brandbare stoffen zich ophopen, met alle gevaren van dien.
Het risico van stofexplosies bij theebladeren
Tijdens het drogen van theebladeren ontstaat er fijn stof, bekend als fannings. Dit stof kan bij een bepaalde concentratie in de lucht in combinatie met hittebronnen of vonken een explosieve situatie veroorzaken. Een ernstig voorbeeld van een stofexplosie is de ramp bij Imperial Sugar in de Verenigde Staten in 2008, waarbij veel slachtoffers vielen. Om dit soort risico’s te vermijden, is het van cruciaal belang dat de drooginstallaties veilig en volgens de juiste normen worden ontworpen.
Vergelijking met andere explosieve stoffen in voedselverwerking
Stofexplosies zijn niet uniek voor de thee-industrie; andere sectoren binnen de voedselverwerking kampen met vergelijkbare risico’s. Bijvoorbeeld in de suiker- en bloemproductie ontstaan er ook fijnstofdeeltjes die explosief kunnen zijn wanneer ze zich ophopen en in contact komen met vonken of warmtebronnen. In feite is suikerstof een bekende boosdoener vanwege de lage ontstekingstemperatuur en het vermogen om grote hoeveelheden energie vrij te laten bij een explosie. Dit soort overeenkomsten benadrukt de noodzaak van specifieke veiligheidsoplossingen die op maat zijn gemaakt voor elke industrie, ondanks dat de basisprincipes van stofexplosies vaak gelijk zijn. Door onze ervaring in verschillende sectoren kunnen we risico’s op maat beoordelen en beheersen, wat heeft geleid tot robuuste oplossingen voor de thee-industrie.
Het proces onder controle houden
Om de installatie te ontwerpen, moesten we eerst de eigenschappen van het theestof analyseren. Een waardevolle bron die we hierbij gebruikten, was een online database met explosieve eigenschappen van stof, beheerd door de Duitse Ongevallenverzekering (DGUV). Deze uitgebreide database bevat gegevens van meer dan 6.000 stofmonsters, waaronder de kritieke eigenschappen van theestofdeeltjes. Deze gegevens waren essentieel voor onze veiligheidsberekeningen en zorgden ervoor dat ons ontwerp de risico’s van deze explosieve atmosfeer goed kon beheersen.
Het drogen van theebladeren begint meestal met het verwelken van vers geplukte bladeren om overtollig vocht te verwijderen. Vervolgens worden de bladeren gerold of gesneden, waarna ze de droogfase ingaan. Hier komt onze ATEX-gecertificeerde verwarming in actie. De bladeren worden in een grote industriële menger geladen en hete lucht wordt door de mengkamer gecirculeerd om het resterende vocht geleidelijk te verwijderen. Het is belangrijk dat de luchtstroom niet te sterk is, omdat dit de lichte bladeren uit de menger kan blazen. Bovendien is temperatuurcontrole cruciaal om te voorkomen dat de bladeren verbranden of hun smaak- en aromakenmerken verliezen.
Ons ontwerp omvatte 30 meter aan gespecialiseerde verwarmingselementen om de benodigde warmteoverdracht te bereiken, terwijl de warmtelast werd geminimaliseerd. Een speciaal ATEX-gecertificeerd bedieningspaneel regelt nauwkeurig de luchtstroom- en temperatuurparameters gedurende het droogproces.
Ontwerpen met oog voor veiligheid
Om het risico van stofexplosies te minimaliseren, moesten we diverse maatregelen nemen. De oppervlaktetemperatuur van de verwarmingselementen moest bijvoorbeeld ver onder de ontbrandingstemperatuur van theestof blijven. Gewone heaters kunnen temperaturen van meer dan 600 °C bereiken, terwijl het stof al bij 510 °C kan ontbranden. Daarom hebben we onze apparatuur zo ontworpen dat de maximale oppervlaktetemperatuur niet hoger wordt dan 225 °C.
Daarnaast moest het systeem bestand zijn tegen schokken en stoten. Dit was belangrijk, omdat beschadigingen aan de apparatuur de explosieveiligheid kunnen aantasten. We zorgden er ook voor dat het apparaat vonkvrij bleef tijdens normaal gebruik.
Een ander belangrijk aspect was de bescherming tegen oververhitting. Mocht er een storing optreden, bijvoorbeeld door het falen van een ventilator, dan zou de verwarming direct uitschakelen om gevaarlijke situaties te voorkomen.
Het belang van regelmatige inspecties en onderhoud voor ATEX-installaties
Een cruciaal element in het behouden van de veiligheid in explosiegevaarlijke zones is het regelmatig inspecteren en onderhouden van de apparatuur. Zelfs de beste ontwerpen kunnen hun certificering verliezen wanneer de apparatuur beschadigd of niet goed onderhouden is. Een klein defect, zoals een kapotte afdichting of loszittende bedrading, kan onopgemerkt blijven en later leiden tot een gevaarlijke situatie. Daarom is het essentieel dat bedrijven die in ATEX-zones opereren een strikt onderhouds- en inspectieregime volgen.
Door het uitvoeren van regelmatige inspecties kunnen potentiële problemen worden geïdentificeerd voordat ze escaleren. Denk bijvoorbeeld aan een scenario waarbij een ventilator niet goed werkt; als dit niet snel genoeg wordt opgemerkt, kan de temperatuur in de installatie oplopen, met mogelijk explosieve gevolgen. Onderhoudsteams moeten bovendien goed getraind zijn in het herkennen van risico’s en het uitvoeren van correctief onderhoud volgens de ATEX-vereisten.
Uitdagingen en oplossingen
Tijdens de testfase ontdekten we dat de luchtstroom in de droger niet gelijkmatig was, wat leidde tot oververhitting van bepaalde delen. Door gebruik te maken van een infraroodcamera konden we deze hotspots identificeren en het ontwerp aanpassen om een gelijkmatige warmteverdeling te garanderen.
Conclusie
Het ontwerpen van een veilige droger voor theebladeren in een explosiegevaarlijke omgeving was een uitdagend project, maar met zorgvuldig engineering en naleving van ATEX-normen hebben we een oplossing geleverd die zowel veilig als effectief is. Hierdoor kunnen de theebladeren zonder risico worden gedroogd, met behoud van de kwaliteit en smaak. De vergelijking met andere explosieve voedingsmiddelen laat zien dat elke industrie zijn unieke uitdagingen kent, terwijl het belang van inspecties en onderhoud duidelijk maakt dat veiligheid niet stopt bij het ontwerp.
Dit artikel is tot stand gekomen in samenwerking met Ex-Machinery Explosion Proof Equipment B.V., ex-machinery.com / ex-machinery.com/nl