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Partikel- und Faseranalytik

Einsetzen eines Glasbehälters an einer Prüfmessstelle für Luftqualität

In unseren Laboren werden verschiedene charakteristische Eigenschaften von Partikeln und Fasern ermittelt. Zu diesen gehören das Staubungsverhalten, die Partikelgrößen- und Faserlängenverteilung, die Schütt- und die spezifische Dichte sowie die Oberflächengröße des Materials.

Um die Belastung von Arbeitsplätzen mit Stäuben als auch Umweltbelastungen durch Staubemissionen zu reduzieren, sind Kennzahlen zum Staubungsverhalten (häufige Synonyme: Staubigkeit, Staubungsneigung, dustiness) hilfreiche und damit wertvolle Informationen.

TÜV NORD Dienstleitungen zur Partikel- und Faseranalytik in Übersicht:

  • Untersuchung des Staubungsverhaltens mit Verfahren mit rotierender Trommel (DIN EN 15051-2 oder DIN 55992-1) sowie optional die Ermittlung der einatembaren, thorakalen und alveolengängigen Staubfraktionen nach DIN 481 mittels TÜV NORD-modifizierten Heubachverfahren 2
  • Ermittlung von Partikelgrößenverteilungen via Siebung (DIN 66165-2), Laserbeugung (ISO 13320) oder mikroskopischer Bildanalyse (BS 3406-4)
  • Ermittlung von Faserlängenverteilungen (ISO 22314)
  • Bestimmung der spezifischen Oberflächenbestimmung (BET-Analyse)
  • Feuchtebestimmung (IR-Trockner)
  • Bestimmung der spezifischen Dichte von Schüttgütern mittels Heliumpyknometrie
  • Bestimmung der spezifischen Oberflächenbestimmung (BET-Analyse)

(DIN EN 15051-2; DIN 55992-1 und im modifizierten Heubachverfahren 2)

Untersuchung des Staubungsverhalten Verfahren mit rotierender Trommel

Ermittlung der einatembaren, thorakalen und alveolengängigen Staubfraktionen nach DIN 481

Die Untersuchungen von Staubungskennzahlen führt der TÜV NORD mittels dreier Varianten mit rotierender Trommel durch. Der grundsätzliche Aufbau und die Vorgänge sind bei allen drei Verfahren analog. Eine Probe des Schüttguts wird in einer Trommel mit Durchmesser d und der Drehzahl n für eine definierte Zeit t mittels Mitreißblechen in Bewegung versetzt. Aus dem herabrieselnden Schüttgut werden luftgetragene Partikeln durch einen axialen aufgeprägten Luftstrom V̇ aus der Trommel ausgetragen. Die so ausgetragenen Partikeln werden in der nachgeschalteten Analytik quantifiziert und optional die Partikelfraktionen ermittelt. Die Prozessgrößen d, n, t und V̇ sind in den zugehörigen Normen vorgeschrieben und normenspezifisch, ebenso wie die jeweilige Analytik.

DIN EN 15051-2

Exposition am Arbeitsplatz - Messung des Staubungsverhaltens von Schüttgütern

Es werden initial 35 cm3 Probe eingesetzt. Die ausgetragenen Partikeln werden mit drei partikelgrößenselektiven Metallschäumen und einen Absolutfilter aufgefangen. Dabei sind die ersten beiden Metallschäume identisch. Die Dopplung ist normativ verankert und dient der Handhabbarkeit. Innerhalb dieser Norm findet sich folgende Tabelle zur Einordnung der aufgenommen Ergebnisse.

DIN EN 15051-2

Es werden initial 35 cm3 Probe eingesetzt. Die ausgetragenen Partikeln werden mit drei partikelgrößenselektiven Metallschäumen und einen Absolutfilter aufgefangen. Dabei sind die ersten beiden Metallschäume identisch. Die Dopplung ist normativ verankert und dient der Handhabbarkeit. Innerhalb dieser Norm findet sich folgende Tabelle zur Einordnung der aufgenommen Ergebnisse.
d = 30 cm      n = 4 min-1
t = 60 sV̇ = 38 l/min     

DIN EN 15051-2

Klassen:Staubarm
(very low)
Gering staubend
(low)
Staubend
(moderate)
Stark staubend
(high)
Masseanteil an einatembaren Staub, wI,A
mg kg-1
< 300300 bis 650> 650 bis 3000> 3000
Masseanteil an thorakalem Staub, wT,A
mg kg-1
< 8080 bis 300> 300 bis 1000> 1000
Masseanteil an alveolengängigem Staub, wR,A
mg kg-1
< 1010 bis 60> 60 bis 210> 210

Bewertungsgrundlage der Ergebnisse. Entnommen aus DIN EN 15051-2

  1. Luftstrom
  2. Eintrittseinheit (Schutzfilter)
  3. Staubentwicklungseinheit – rotierende Trommel
  4. Austrittseinheit / Probenahmesystem (zwei teilchengrößenselektiv wirkende Filterschäume und ein Absolutfilter)
  5. Rolle
  6. Inline Massenflussmessgerät
  7. Regelventil
  8. Vakuumpumpe
  9. Zeitschaltuhr
  10. Antriebsmotor

DIN 55992-1

Bestimmung einer Maßzahl für die Staubentwicklung von Pigmenten und Füllstoffen - Teil 1: RotationsverfahrenDer ausgetragene beladene Luftstrom passiert eine horizontal ausgerichtete Glasstrecke, welche im Grundprinzip als Grobabscheider bzw. Sichter dient. Anschließend werden die feineren Partikeln auf einem Absolutfilter gesammelt und gravimetrisch quantifiziert. Es resultiert eine dimensionslose Kennzahl, die die gesammelte Staubmenge auf dem Filter in Relation zu der eingesetzten 100 g Probemenge setzt.
d = 14 cmn = 30 min-1
t = 300 sV̇ = 20 l/min
Aufbau DIN 55992-1

SR=am Filter eingesetzte Probe

Kontakt

Campus Essen, TÜV NORD GROUP

TÜV NORD Systems GmbH & Co. KG - Testing