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Staubexplosionen.
Die verheerenden Explosionen, welche mitunter in Räumen auftreten, in welchen sich mehr oder weniger dichte Staubmengen befinden, haben seit längerer Zeit in hohem Grade die Aufmerksamkeit auf sich gezogen und insbesondere die Frage nach ihrer Ursache und nach den Mitteln ihrer Vermeidung zu einer äußerst wichtigen gestaltet. Namentlich bildete die stattgefundene Explosion der neuen Wesermühle in Hameln [* 2] den Gegenstand umfangreicher Erörterungen, welche zu sehr bemerkenswerten Resultaten geführt haben. So steht fest, daß eine Reihe von Körpern leicht entflammbaren Staub liefern.
Dazu gehören in erster
Linie
Mehl,
[* 3]
Getreide,
[* 4]
Holz,
[* 5]
Kork,
[* 6]
Stärke,
[* 7]
Dextrin,
Malz,
Holz-,
Stein- und
Braunkohlen etc., also
Stoffe, bei
deren Herstellung oder Verarbeitung die
Bildung von
Staub kaum zu umgehen sein wird, der unter gewissen
Bedingungen sich entzündet,
mit Heftigkeit unter Explosionserscheinungen verbrennt und häufig neben bedeutenden Zertrümmerungen
Brände zur
Folge hat (Mühlenbrände, Kohlen
staubexplosionen in
Bergwerken etc.). Verschieden sind die
Ansichten über die Entstehung
der S. Von einer Seite wird die Meinung vertreten, daß der
Staub gärungsfähiger
Substanzen, z. B.
Mehl, unter den bekannten
Bedingungen alkoholische
Dämpfe oder
Sumpfgas entwickelt und dadurch die plötzliche
Entzündung ermöglicht.
Nach einer andern Ansicht soll sich die Explosion erst einstellen, wenn ein Teil des Staubes zu Kohle verbrannt ist und diese sich mit dem Sauerstoff des stets im Staube vorhandenen Wassers zu Kohlenoxyd verbunden hat, während der frei gewordene Wasserstoff mit dem atmosphärischen Sauerstoff Knallgas bildet, das mit Heftigkeit explodiert. Eine dritte Anschauung geht dahin, daß gewisse Staubgattungen die Eigenschaft haben, bei bestimmten Voraussetzungen zu verpuffen. Da über die in Rede stehende Erscheinung nur wissenschaftlich durchgeführte Untersuchungen entscheiden können, so hat Weber eine Reihe solcher Untersuchungen, zunächst zur Erklärung der Mühlenexplosionen, mit Mehl- und Getreidereinigungsstaub durchgeführt und dadurch sehr wichtige Ergebnisse erzielt.
Bezüglich der Bildung brennender Gase [* 8] wurde gefunden, daß letztere sowohl bei einem Gärungsprozeß als bei genügender Erwärmung des Mehls entstehen, allein in solchen geringen Mengen und unter solchen Bedingungen, daß eine Explosion derselben in Mühlen [* 9] zu den größten Unwahrscheinlichkeiten gehört. Dahingegen gelang es, festzustellen, daß bei Gegenwart einer gewissen Menge von Mehlstaub in der Luft eine Entzündung desselben stattfindet, wenn eine genügende Wärmequelle vorhanden ist. Diese Menge geht aus folgender Tabelle hervor:
|Mehlart||Wassergehalt||Menge des in 1 cbm entzündbaren Staubes enthaltenen Mehles|
|Weizen||11.0 Proz.||23 g|
|Roggen||11.2 -||27 -|
|Buchweizen||10.1 -||18 -|
|Erbsen||9.4 -||35 -|
|Gerste||9.1 -||33 -|
|Malz||9.8 -||20 -|
|Reis||10.0 -||25 -|
|Kartoffelstärke||10.5 -||21 -|
|Kleienmehl||9.0 -||25 -|
|Holzmehl||6.2 -||25 -|
Die Tabelle läßt zugleich erkennen, daß verschiedene Mehle Staub von verschiedener Explosionsfähigkeit liefern, daß unter andern Buchweizen und Malz am leichtesten, Gerste [* 10] und Erbsen am schwierigsten explodieren, daß in allen Fällen aber ein Staubgehalt von 40 g in 1 cbm zu einer Entzündung ausreicht, wenn die Feuchtigkeit das beigeschriebene Maß nicht wesentlich überschreitet, weil Feuchtigkeit die Entzündung erheblich hemmt. Da außerdem von andrer Seite die Annahme bestätigt ist, daß dem Steinkohlenstaub bei den Grubenexplosionen eine große, gefährliche Rolle zukommt, so ist kein Zweifel mehr über die gefährliche Natur dieser Staubkörper.
Die bei S. stattfindende Wirkung äußert sich jedoch in andrer Weise als diejenige der eigentlichen Sprengstoffe, indem die erstern wohl im stande sind, schwere Massen in Bewegung zu setzen, Mauern umzuwerfen, allein nicht vermögen, Teile weit wegzuschleudern, weil die hohen Gaspressungen nicht vorhanden sind. So berechnet Barkhausen bei 40 g Staub in 1 cbm eine Ausdehnung [* 11] der Staubluft auf das 2,68 fache, einem Druck entsprechend, der wohl genügt, Mauern durchzudrücken. In Bezug auf die Ursachen der Entzündung ist hervorzuheben, daß letztere sowohl durch freies Feuer als durch feste glühende Körper erfolgen kann, nur mit dem Unterschied, daß dazu selbst die kleinste Öl- oder Gasflamme ausreicht, während die Zündfähigkeit eines festen Körpers von dessen Größe und Temperatur abhängt, so daß unter anderm Funken von Schleifsteinen keine Entzündung hervorrufen, dahingegen dunkelrot glühende Eisenstangen sowie größere glühende Stein- oder Metallteile die Entflammung bewirken. Da ferner eine Selbstentzündung unter den gewöhnlich vorhandenen Umständen ausgeschlossen werden muß, so folgt daraus, daß S. in erster Linie durch offene Flammen, dann durch erhitzte Maschinenteile (heiß gelaufene Zapfen, [* 12] durch Reibung [* 13] ins Glühen geratene Eisenteile der Elevatoren etc.) und endlich durch Funkenströme entstehen, wenn größere feste Körper (Nägel, [* 14] harte Steine etc.), z. B. zwischen Mahlsteinen, glühend werden. Einmal entzündet, brennt der Staub, wenn nicht günstige Abkühlungsflächen das verhindern, fort und verursacht dadurch oft große Ausdehnung annehmende Brände (Mühlenbrände, Grubenbrände u. dgl.). Allen diesen Gefahren gegenüber zu treffende Maßregeln lassen sich auf folgende zurückführen.
1) Vermeidung großer Staubsammler; [* 15] je kleiner die Räume sind, in welchen sich der Staub ansammelt, je weniger kann von letzterm auf einmal explodieren, je gefahrloser ist die Ansammlung, zumal man dabei mit größerer Leichtigkeit und in kleinern Pausen die Entfernung des Staubes zu bewirken vermag. In Verbindung hiermit steht die Anwendung der Staubfilter oder Staubfänger, welche unausgesetzt den aufwirbelnden Staub von der Luft trennen, zugleich sammeln und unschädlich machen (s. Staubsammler).
2) Vermeidung offener Flammen zur ¶
mehr
Beleuchtung [* 17] solcher Räume, in welchen sich größere Staubmengen befinden. Statt offenen Flammen empfiehlt sich in erster Linie die elektrische Beleuchtung, da diese die Feuergefahr erheblich vermindert, namentlich wenn die Ausschalter [* 18] der Glühlampen so in Glasgefäße eingeschlossen werden, daß der Öffnungsfunke nicht mit Staub in Berührung kommen kann. Gasflammen sind an festen Armen und sichern Orten (hinter Glasscheiben etc.) anzubringen. Zum Begehen der dunkeln Räume bediene man sich der Sicherheitslampen mit Ölfüllung (kein Petroleum) unter der Voraussetzung vollständiger Reinhaltung des Drahtnetzes von Staub, da dieser durch die Wärme [* 19] der Flamme [* 20] sich entzünden und dadurch gerade Gefahren herbeiführen kann. Sehr wohl anwendbar zur Beleuchtung erscheinen Laternen mit vollständig eingeschlossenen Flammen und Abzügen, die das Herausschlagen der Flamme verhindern.
3) Sorgfältige Anlage, Prüfung und Instandhaltung des gangbaren Zeuges, damit sich weder Zapfen warm laufen noch reibende Metallteile erhitzen können. Zu diesen allgemeinen Maßregeln treten in einzelnen Fällen noch besondere hinzu, unter welchen als die wichtigsten hervorzuheben sind:
4) Naßmachen des Staubes, namentlich verwendbar in Bergwerken, Gruben etc., um die Entflammbarkeit des Staubes zu vernichten.
5) Gehörige Vorbereitung der zu verarbeitenden Stoffe, insofern als alle Substanzen sorgfältig ausgeschieden werden, welche während der Verarbeitung Funken erzeugen können (in der Mehlfabrikation Reinigung des Getreides von Steinen, Nägeln u. dgl. mittels Steinauslese und magnetischer Auslesemaschinen).
6) Wegschaffen des Staubes bei dessen Entstehung (in Sägemühlen und sonstigen Holzverarbeitungswerkstätten etc.) durch kräftige Saugventilatoren (s. Staubsammler). - Von besonderer Wichtigkeit sind selbstverständlich die Maßnahmen, welche das Umsichgreifen etwaniger Explosionen sowie Brände verhindern; zu dem Zweck gelten die Regeln: alle Verbindungsräume, Kanäle, Gewölbe, [* 21] Schächte etc., welche stauberzeugende Substanzen passieren, möglichst klein anzulegen, wenn möglich aus feuersicherm Material (Eisenblech, Mauerwerk u. dgl.) herzustellen und soviel wie thunlich automatisch (durch Drosselklappen, Schieber etc.) abschließbar einzurichten.