Ku przestrodze - wybuch w komorze wędzarniczej.

[Maxell]

Wybuch w komorze wędzarniczej

 

Autor analizuje przyczyny wybuchu w komorze wędzarniczej, akcentując konieczność przestrzegania instrukcji obsługi, ale także obowiązek zapewnienia bezpiecznej konstrukcji i pracy samego urządzenia.

 

W październiku 2005 roku w jednym z zakładów mięsnych doszło do wybuchu wewnątrz komory wędzarniczej. Przyrost ciśnienia wybuchu był
tak znaczny, że komora uległa zniszczeniu, wyrwane z niej drzwi owinęły się na stalowym słupie konstrukcji hali produkcyjnej, a fala uderzeniowa uszkodziła ścianę budynku. Wybuch na szczęście nie spowodował uszczerbku dla zdrowia pracowników, ponieważ w momencie zdarzenia nie było ich w pomieszczeniu. Moment zdarzenia został zarejestrowany przez telewizję przemysłową (rys. 1)

 

rys1

 

Wyprodukowana przez niemiecką firmę Ness w 2003 roku i w tym samym roku dostarczona użytkownikom komora była typu UNIGAR 7500 B HD/ND z dymogeneratorem żarowym UNIFUM 400. Komora tego typu pracuje w układzie zamkniętym (Circo-Smoke-System), czyli wytworzony w dymogeneratorze dym cyrkuluje wewnątrz komory, jego składniki osadzają się na wyrobie, a po zakończeniu cyklu wędzenia resztki dymu są usuwane z komory na zewnątrz, przy czym są one - według zapewnień producenta - pozbawione substancji szkodliwych dla środowiska w takim stopniu, że zbędne jest ich katalityczne lub termiczne dopalanie.

Proces wędzenia składa się z kilku następujących po sobie sterowanych komputerowo operacji (cykli): rumienienie, suszenie, wędzenie, osadzanie resztek dymu na wędlinach, przewietrzanie. Sekwencja cykli zależy od wymogów technologicznych przy produkcji określonego wyrobu. Podczas cyklu wędzenia (trwającego z reguły 15 minut) wytwarzany w dymogeneratorze dym krąży w układzie zamkniętym między dymogeneratorem a komorą (rys. 2).

 

 

W tym czasie klapy zamknięte są na służących do przewietrzania komory przewodach dolotowym i wylotowym. W cyklu osadzania zamknięte są również klapy na przewodach łączących komorę z dymogeneratorem i cyrkulacja odbywa się wyłącznie wewnątrz komory. Podczas trwającego około 10 minut cyklu przewietrzania klapy na przewodach łączących komorę z dymogeneratorem pozostają zamknięte, otwarte są natomiast klapy na przewodzie dolotowym (przez który zasysane jest świeże powietrze z otoczenia, czyli z hali produkcyjnej) i wylotowym, odprowadzającym mieszaninę powietrza z resztami dymu na zewnątrz budynku (rys. 3).

 

 

Kolejne cykle mogą być powtarzane kilkakrotnie w zależności od rodzaju wyrobu.

Wybuch nastąpił w dziesiątej minucie 15-minutowego cyklu wędzenia. Po zdarzeniu komora została podana oględzinom między innymi przez przedstawiciela producenta i biegłego sądowego z zakresu pożarnictwa. Opierając się na ustaleniach przedstawiciela firmy i wykonanych przez niego fotografiach, producent uznał (co wyraził w piśmie skierowanym do użytkownika), że przyczyna wybuchu nie jest przypuszczalnie związana z urządzeniem. Można bowiem przyjąć, że mieszanina gazowa została zassana z zewnątrz, a także, że do wędzenia używano - niezgodnie z zaleceniami instrukcji obsługi - „grubych wiórów". Producent dodaje jednak, ze użycie „grubych wiórów" nie może spowodować osiągnięcia po 10 minutach dolnej granicy wybuchowości. Wyjaśnienia te - poza sugestią, że producent nie czuje się odpowiedzialny za cokolwiek - w istocie niczego nie wyjaśniają. Nie wiadomo, jaką mieszaninę gazową producent miał na myśli; w atmosferze hali produkcyjnej z pewnością nie było żadnej palnej substancji mogącej wytworzyć mieszaninę wybuchową (bo skąd by się tam wzięła?). Nie wiadomo też, o jaką dolną granicę wybuchowości (DGW) chodziło producentowi – pyłu drzewnego?

Aby doszło do wybuchu, niezbędne jest jednoczesne zaistnienie trzech czynników: obecność substancji palnej w stężeniu zawartym pomiędzy DGW a górną granicą wybuchowości (GGW), obecność powietrza o zawartości tlenu powyżej granicznego stężenia (GST) oraz źródła energii wystarczającej do zapłonu powstałej z dwóch wymienionych czynników mieszaniny wybuchowej.

Badający zdarzenie biegły sądowy przeanalizował wystąpienie trzech wymienionych czynników, ale nie doszedł do jednoznacznych ustaleń.
Nie określił bliżej, jaka palna substancja znalazła się w komorze wędzarniczej w stężeniu przekraczającym DGW, przyjmując - w oparciu o dane literaturowe - że w procesie termicznego rozkładu drewna w dymogeneratorze powstaje wiele palnych substancji, w tym tlenek węgla, fenole, związki karbonylowe, metan, metanol i inne.

Moim zdaniem, można przyjąć, że substancją palną, która wytworzyła w komorze mieszaninę wybuchowa był tlenek węgla (CO). A Borys w publikacji „Wędzenie produktów mięsnych" („Gospodarka Mięsna" 1996, nr 1, s. 28-31) ostrzega, że tworzący się w dymie w znacznych ilościach tlenek węgla może być w przypadku stosowania obiegu zamkniętego w komorze wędzarniczej powodem tworzenia się mieszaniny wybuchowej. Uzyskałem także ustną informację z poznańskiego oddziału Instytutu Przemysłu Mięsnego i Tłuszczowego, że podczas badań przebiegu procesu wędzenia w obiegu zamkniętym obserwowano przyrost stężenia tlenku węgla w dymie aż do przekroczenia (po około 10 minutach) DGW. DGW tlenku węgla wynosi 12,5% obj., GGW- 75% obj. Substancja ta jest sklasyfikowana jako skrajnie łatwopalna.

W zakładzie gdzie doszło do awarii nie badano nigdy składu dymu, bo nie było takiej potrzeby. Prowadzono natomiast wymagane przepisami o ochronie środowiska pomiary składu gazów emitowanych do atmosfery z komór wędzarniczych. Nie odpowiadają one oczywiście składowi dymu wędzarniczego, gdyż stanowią mieszaninę pozostałych po cyklu wędzenia i osadzania resztek dymu z powietrzem przechodzącym przez komorę w celu przewietrzania. Pomiary te mogą jednak dostarczyć pośredniego dowodu, jaki palny składnik w dymie przeważa. Pomiary te - wykonane w 2004 roku - wykazały, ze stężenie CO w emitowanych do atmosfery gazach wynosiło (w warunkach umownych) 1280-2580 mg/m³, natomiast stężenia innych oznaczanych substancji palnych (węglowodory, metanol, ketony, fenole) nie przekraczały 1 mg/m³ lub były poniżej granicy oznaczalności.
Wynika stąd, ze palnym składnikiem powstałej w komorze mieszaniny wybuchowej był CO, a obecność pozostałych palnych substancji była bez znaczenia. Jest to dość oczywiste, zważywszy, że CO pozostaje w atmosferze komory, natomiast pozostałe składniki osadzają się na wyrobie.

Nie udało się jednoznacznie ustalić, w jaki sposób w atmosferze komory znalazł się tlen w ilości przekraczającej GST. Przed rozpoczęciem cyklu wędzenia w komorze znajduje się powietrze o normalnym składzie, ale podczas wędzenia w obiegu zamkniętym zawartość tlenu maleje, gdyż wchodzi on w reakcje z zżarzanym drewnem, tworząc produkty spalania, w tym CO. Świeże powietrze musiało zatem dopłynąć do komory z zewnątrz. Zdaniem biegłego nastąpiło to prawdopodobnie wskutek zakłócenia poprawności działania klap zamykających dolot powietrza i wylot dymu. Wniosek ten biegły oparł na analizie stanu technicznego i uszkodzeń poszczególnych elementów układu, w tym przewodów, klap i dymogeneratora.
Należy zatem przyjąć, że wzbogacenie atmosfery komory w tlen nastąpiło wskutek zaistnienia stanu nienormalnego (zły stan techniczny, awaria), gdyż przy poprawnej pracy układu sterującego klapami zassanie powietrza do komory podczas cyklu wędzenia nie jest możliwe (pomijam tu ewentualność samowolnego otwarcia drzwi komory przez pracownika, gdyż zarejestrowałaby to kamera telewizyjna). Należy jednak zauważyć, że w procesie technologicznym występuje moment, w którym wzbogacenie atmosfery komory w tlen, przy jednoczesnej obecności w niej resztek dymu o dużym stężeniu CO, jest czymś naturalnym – gdy kończy się cykl osadzania, a rozpoczyna się cykl przewietrzania. Wtedy „ma prawo" powstać mieszanina wybuchowa.

Pozostaje problem źródła zapłonu. Temperatura samozapłonu CO wynosi 605° C. Temperatura wnętrza komory podczas wędzenia wynosiła około 70° C, temperatura zżarzania zrębków drewna w dymogeneratorze wynosiła (z założenia) około 360° C, a z pewnością (ze względów konstrukcyjnych) nie przekraczała 400° C. Są to zatem temperatury zbyt niskie. Biegły przypuszcza, że do zapłonu mogło dojść w wyniku bliżej nieokreślonej wysoce egzotermicznej reakcji szybko przebiegającej w komorze. Moim zdaniem należałoby rozważyć również i następującą hipotezę. W dostarczonej użytkownikowi instrukcji obsługi komory wędzarniczej i dymogeneratora producent ostrzega przed sytuacjami mogącymi doprowadzić do powstania pożaru. Znajdujemy tam następujące zalecenia:

1. Konieczne jest, aby materiał wędzarniczy był przesiany przed napełnieniem, czyli aby usunięto z niego grubsze kawałki drewna łub wełny drzewnej, ponieważ części te mogą doprowadzić do wybuchu ognia wewnątrz dymogeneratora lub rur wydechowych.

2. Należy zwrócić uwagę, aby lejek do napełniania [zrębkami drewna - AS.] nie poruszał się pusty, bo istnieje wówczas niebezpieczeństwo powstania pożaru.

3. Po prawej stronie komory spalania wbudowane jest sito, które uniemożliwia przedostawanie się popiołu i iskier w kierunku komory. Sito można łatwo usunąć i wyczyścić.

4. W razie pożaru można ustalić jego przyczynę (np. niedokładne czyszczenie, zabrudzona, mączka drzewna, zbyt intensywne dozowanie powietrza do wędzenia itd.

Dymogenerator żarowy działa na zasadzie kontrolowanego zżarzania zrębków drewna liściastego dozowanych za pomocą wymienionego lejka na powoli obracającą się metalową płytę ogrzewaną do wymaganej temperatury grzałkami elektrycznymi.
Producent zaleca stosownie zrębków o ściśle określonych parametrach, w szczególności o określonej granulacji i wilgotności. Użytkownik dysponował takimi zrębkami, przy czym wilgotność regulował zwilżając je wodą w metalowym pojemniku, do którego przesypywano zrębki z opakowania handlowego (worka).
Jednocześnie w tym samym pomieszczeniu produkcyjnym użytkownik eksploatował drugą komorę wędzarniczą tego samego typu oraz dwie komory innego typu, produkcji firmy Doleschal. Do tych dwóch komór stosowano inne zrębki - o większej i niejednorodnej granulacji (technologia eksploatacji pracujących w układzie półotwartym komór Doleschal to dopuszczała). Nawilżano je w takich samych pojemnikach jak zrębki do komór Ness. Mogło zatem dojść do omyłkowego użycia w komorze Ness zrębków przeznaczonych dla komory Doleschal i znajdujące się w nich grubsze kawałki (nawet jeden) być może wywołały pożar, przed którym ostrzegał producent. Zauważmy, że producent stwierdził stosowanie niezalecanych instrukcją „grubych wiórów". Pewną ochronę powinno stanowić tu sito, niestety brak danych, w jakim stanie było ono po wybuchu. Jeśli zatem taki rozżarzony kawałek drewna zetknął się z mieszaniną wybuchową VCO z powietrzem, wybuch nastąpić musiał.

Ryzyka zagrożenia wybuchem przy eksploatacji komory producent w ogóle nie brał pod uwagę.
W dołączonej do urządzenia deklaracji zgodności WE producent nie uwzględnił dyrektywy ATEX, czyli dyrektywy 94/9 WE w sprawie ujednolicenia przepisów prawnych państw członkowskich dotyczących urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem.
Podchodząc do sprawy czysto formalnie mógł jej nie uwzględnić, gdyż dyrektywa weszła w życie z dniem 1 lipca 2003 r., a deklaracja zgodności została wydana 12 czerwca 2003 r., czyli niecałe 3 tygodnie przed tą datą.
Zauważmy jednak, że w tym czasie obowiązywała już w Niemczech dyrektywa „maszynowa", którą zresztą producent przywołał w deklaracji: Ninięjszym oświadczam, że to urządzenie (...) odpowiada następującym odnośnym postanowieniom: - wytyczne WE o budowie maszyn 89/392/EWG Załącznik 1 ze zmianami (...) W załączniku I określającym zasadnicze wymagania w zakresie ochrony zdrowia i bezpieczeństwa dotyczące projektowania oraz wytwarzania maszyn i elementów bezpieczeństwa, w punkcie 1.5.7. sformułowano wymagania dotyczące ochrony przed wybuchem, zobowiązując wytwórcę do podjęcia odpowiednich działań, aby:

• a) uniknąć niebezpiecznego stężenia substancji,
• b) zapobiec zapłonowi atmosfery zagrożonej wybuchem,
• c) ograniczyć do minimum ewentualny wybuch, aby nie zagrażał on otoczeniu.

Jak wykazano powyżej, uniknięcie powstania niebezpiecznego stężenia substancji, w tym przypadku CO, było w komorze o obiegu zamkniętym niemożliwe (wynika to z samej istoty obiegu zamkniętego). Zapobiegniecie zapłonowi było nieskuteczne, bo zapłon jednak nastąpił.
Jeśli przyczyną tego była wadliwa eksploatacja, producent nie miał na to wypływu. Ryzyko wybuchu zatem było. W tej sytuacji producent był obowiązany spełnić trzeci z wymienionych warunków, czyli ograniczyć do minimum skutki wybuchu. Nie podjął jednak w tym kierunku żadnych działań, np. poprzez zastosowanie elementów dekompresyjnych, nie mówiąc już o tym, że poświadczył nieprawdę w deklaracji zgodności. Dla porównania, eksploatowane przez tego samego użytkownika komory wędzarnicze Doleschal stwarzają znacznie mniejsze ryzyko zagrożenia wybuchem (nie pracują w obiegu zamkniętym), a jednak zostały wyposażone przez producenta w system ograniczający skutki ewentualnego wybuchu (konstrukcja zamka drzwi pozwalająca na częściowe ich uchylenie w przypadku gwałtownego przyrostu ciśnienia wewnątrz komory).

Nie wydaje się w tej chwili celowa dyskusja, czy omówiona komora odpowiadała polskim przepisom, ponieważ wiele się w tym zakresie zmieniło - przede wszystkim w 2003 roku. Polska nie była jeszcze członkiem UE, a przepisy dotyczące wymagań zasadniczych oraz adresowane do użytkowników przepisy o wymaganiach minimalnych uległy zmianom. Weszły również w życie i zostały wdrożone do polskiego systemu prawnego dyrektywy ATEX. Ponadto - jak się wydaje - firma Ness jest w tej chwili, jako producent komór wędzarniczych, nieobecna na polskim rynku: zlikwidowała istniejące w ubiegłych latach przedstawicielstwo, a także nie oferuje swych wyrobów na odbywających się w Polsce międzynarodowych branżowych targach (np. Polagra-Food). Tym niemniej przypominam użytkownikom komór wędzarniczych, a także innych urządzeń i instalacji stwarzających zagrożenie wybuchem, że określony przepisami § 15 Rozporządzenia Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 29 maja 2003 r. w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bhp pracowników zatrudnionych na stanowiskach pracy, na których może wystąpić mieszanina wybuchowa (Dz. U. Nr 107, poz. 1004; zm.: dz. U. z 2006 r. Nr 121, poz. 836), termin dostosowania do wymogów określonych w rozporządzeniu miejsc pracy, w których mogą powstać mieszaniny wybuchowa, a eksploatowanych przed dniem wejścia w życie rozporządzenia, upłynął z dniem 25 czerwca 2005 r.

 

Autor: Aleksander Stukowski

Edytowane 28 Marca 2022 przez Maxell

[Maciekzbrzegu]

Przeczytałem wstęp. Z mojej wiedzy młynarskiej pył jest bardzo wybuchowy. Swego czasu miałem możliwość obserwacji kontrolowanego wybuchu mąki w kopalni/ośrodku badawczymi św .Barbara . To naprawdę jest moc i nie trzeba wiele tylko wystarczy aby stworzył się aerozol+odpowiednia wilgotność+ źródło zapłonu i 1 kg mąki narobi bałaganu i to porównywalnego z dynamitem. Swego czasu a long time age pisałem iż używaniem do np. dymogeneratorów pyłu że szlifierek jest obarczone z tego powodu ryzykiem . Jeżeli pył drzewny jest suchy/lub wyschnie zostanie poderwany jest źródłowy ognia to duża szansa na bum. Dobre zrębki nie są zagrożeniem bo nie dadzą pyłu/aerozolu. Oczywiście nie chcem się, nie mogę się wypowiadać co zawiodło w/w przypadku bo nie mam wiedzy na ekspertyzę jak również nie znam okolicznościowe. ale bardziej bym stawiał na pył niż gaz. Edytowane 28 Marca 2022 przez Maciekzbrzegu

[Maxell]

Jako strażak mogę Cię zapewnić, że nawet w małej komorze istnieje ryzyko pożaru (nie koniecznie wybuchu), który może zniweczyć źródło pracy domowego masarza, czasem bardzo kosztowne.

[majchal]

Swarzędzka wówczas jeszcze "Masarnia", a potem "Zakłady Mięsne".

Znam tę historię, bo pracowałem w tej firmie ;-) I nie do końca jest prawdą, że pracowników nie było w pobliżu, bo 3 sekundy wcześniej pracownik przechodził obok tych drzwi, które owinęły się wokół słupa. W kadrze go nie widać, bo akurat stoi przy sterowniku innej komory, tuż pod kamerą, ale finalnie był w pomieszczeniu.Potem pół dnia spędził w kościele dziękując Bogu, że go ocalił.

Nie wszystkie te informacje zawarte w artykule są prawdziwe. Finalnie sprawa w sądzie trwała bardzo długo i wydaje mi się, że masarnia nie uzyskała odszkodowania z racji popełnionych błędów w myciu komór. Fakt jest taki, że komora miała bardzo dobra sprawność i parametry pod kątem WWA. Jak na tamte czasy było bardzo nowatorskie rozwiązanie, ale obarczone dużym rygorem staranności eksploatacji.

[Maxell]

Nigdy nie zmieniam artykułów, które wklejam i które pochodzą ze źródła zewnętrznego. Bardzo dziękuję za uściślenie tematu..

[majchal]

Nigdy nie zmieniam artykułów, które wklejam i które pochodzą ze źródła zewnętrznego. Bardzo dziękuję za uściślenie tematu..

Nawet tego nie oczekiwałem.

Pan Aleksander Stukowski swego czasu pisywał do Gospodarki Mięsnej i zapewne stąd ten cytowany artykuł, jednakże wiadomo jak to jest z mediami. Albo nie wszystko wiedzą, a coś piszą, albo nie wszystko mają wiedzieć ;-)

Tam było jeszcze kilka innych kwestii, których w artykule nie zostały poruszone, a ja o nich też nie chce pisać, bo to tajemnica firmy. Jednakże wątków i tzw. "smaczków" przy procedowaniu wypadku i dochodzeniu roszczeń było więcej na przynajmniej kolejny artykuł.

Fakt był taki, że w komorze były 3 pełne wózki, a siła wybuchu była tak duża, że pierwszy wózek wypadł do pół hali, drugi zatrzymał się na progu drzwi, a wędliny były porozwalane po podłodze, jakby ktoś ulotki ze śmigłowca porozrzucał.

Finalnie zanim doszło do sprawy sądowej w celu dochodzenie odszkodowania, komora została naprawiona i funkcjonowała/nadal funkcjonuje, tylko jest już obsługiwana/konserwowana z większą starannością. Komora w założeniach jest naprawdę ciekawa, bo gdy ma cykl "wyrzutu" spalin/dymu, to z komina wydobywa się mniej dymu, niż z niejednej naszej domowej wędzarni ;-) Z tego co wiem, to firma Ness nie jest obecny na rynku polskim ze względu na cenę swoich komór i wysokie koszty eksploatacji, jednak na rynku UE dobrze sobie radzi (info sprzed kilku lat). Komora była zakupiona za środki unijne, które były przyznane przez UE na modernizację zakładów mięsnych przed wejściem do Unii w 2004 i musiała spełniać określone parametry sprzętowe narzucone przez Unię.

CIEKAWOSTKA - Opisana masarnia znajduje się w centrum miasta, jakieś 250m w linii prostej, od rynku głównego i ratusza.

[roszej]

Raz widziałem dymogenerator, w którym mogło dochodzić do takich anomalii - mini wybuchów w popielniku. Nie pamiętam jakiej był firmy w każdym razie nie znany mi wcześniej producent. Zasilany był głównie powietrzem no i oczywiście prądem. 

Działanie było takie, że po włączeniu otwierały się klapy podłączone do siłowników pneumatycznych (blokująca zsyp zrębków do paleniska, wylotu dymu oraz wlotu świeżego powietrza). W palenisku była rurka z grzałką, a do rurki było podłączone powietrze i to powodowało powstawanie żaru w palenisku.  Po osiągnięciu określonej temperatury grzałka się wyłączała, a dmuchało tylko powietrze. Następnie po osiągnięciu nieco wyższej temperatury zaczynał się ruszać ruszt - całkiem ciekawie było to rozwiązane. ruszt wykonywał cykl kilku ruchów, a sama częstotliwość cyklu zależna była od temperatury - im wyższa tym częściej się ruszał. Wypalone zrębki wpadały do popielnika, który był pod spodem też dociągany siłownikiem pneumatycznym. 
Oczywiście była dysza z wodą skierowana na palenisko, która uruchamiała się w razie przekroczenia temperatury ale uprzednio wszystkie klapy się zamykały a po wyłączeniu dyszy znów otwierały.

Mogło tam dochodzić do tych mini wybuchów kiedy zrębki jeszcze żarzące się wpadały do popielnika i dalej w nim wytwarzały dym. Objaw był taki, że z popielnika robiło PFFFFFFFFFFF  (  ) i wypychało niewielkie ilości dymu pomiędzy uszczelkami.  Ważne też było ustawienie ssania komory na określoną ilość m3 powietrza na godzinę. 

Podobno był to dymogenerator przeznaczony głównie do komór dojrzewalniczych bo temperatura dymu na wylocie była dość niska. 

Oczywiście wszystko pracowało w obiegu otwartym, nowy dym był cały czas generowany a wylot z komory na zewnątrz otwarty. 

Jedyne co widziałem pracujące w obiegu zamkniętym to wędzenie z dymu w płynie. klapy w komorze pozamykane, wewnątrz dwie dysze i atomizer z podłączoną bańką. Oczywiście ku zaskoczeniu niektórych z dysz wylatywał dym