VERFAHRENSTECHNIK

Bild 1: Cannabis ist in der Schweiz als verbotenes Betäubungsmittel eingestuft. Medizinische Therapien sind nur unter gewissen Umständen erlaubt und erfordern normalerweise eine Sonderbewilligung.

Kühlen, verdampfen, kondensieren

Prozesse in der Cannabis-Rohölgewinnung

Während die Behandlung mit Hanf in den USA längst ein Milliardenmarkt ist, bedarf es in der Schweiz in der Regel einer Ausnahmebewilligung seitens des Bundesamtes für Gesundheit (BAG). Die Zahl der Therapien steigt aber weltweit. Damit die relevanten Wirkstoffe Cannabidiol (CBD) und Tetrahydrocannabinol (THC) industriell verarbeitet werden können, müssen sie zunächst aus der Hanfpflanze in standardisierten Anlagen extrahiert werden. Für das Kühlen, Verdampfen und Kondensieren sorgen Plattenwärmetauscher aus Edelstahl.

Ralph Christoffers 1

Die Devex Verfahrenstechnik mit Sitz in Warendorf (D) ist Spezialistin für Extraktions- und Eindampfanlagen sowie Anlagen der Gefrier- und Vakuumtrocknung insbesondere für die Lebensmittel- und Pharmaindustrie. Das Unternehmen verfügt über mehr als zwei Dutzend erfahrener Spezialisten in punkto thermischer Verfahrenstechnik. Bis heute hat sich das kleine exportstarke Unternehmen, das inzwischen Teil der internationalen KahlGruppe ist, zum Weltmarktführer für Bio-Extraktionsanlagen entwickelt. Zwei separate Geschäftsbereiche widmen sich exklusiv den Besonderheiten der Instantkaffeeproduktion sowie der Gewinnung von Cannabis-Rohöl. Gemeinsam mit der amerikanischen Firma Root Sciences hat Devex Komplettanlagen entwickelt, die in verschiedenen aufeinander folgenden Schritten Cannabis-Rohöl extrahieren, filtrieren, reinigen und auch die Rückgewinnung des Lösungsmittels übernehmen. Die abschliessende Decarboxylierung des Cannabis-Rohöls wird ebenfalls mit diesen sogenannten Cryo EXS-Anlagen (siehe Bild 2) bewerkstelligt. Es gibt sie in drei verschiedenen Grössen – die kleinste schafft 180 kg Biomasse in acht Stunden, die grösste fünf Tonnen pro Tag im 24-Stundenbetrieb. Im Vordergrund steht die Gewinnung der beiden Wirkstoffe THC und CBD. Während THC

für seine psychoaktive Wirkung bekannt ist und als Ersatzstoff für Opiate in der Schmerzbehandlung eingesetzt werden kann, ist CBD kein Halluzinogen. Es verfügt jedoch über eine Vielzahl medizinischer Eigenschaften, die zum Beispiel bei chronischen Schmerzen, Entzündungen, Migräne oder Arthritis Abhilfe leisten können. Arzneimittel werden vom menschlichen Körper aufgenommen. Daher gelten für ihre Produktion ebenso wie bereits für die Herstellung und Gewinnung der enthaltenen Wirkstoffe besonders strenge Vorschriften in Bezug auf Sauberkeit (Sterilität) und Produkthomogenität (Wirkstoffdosis). Wärmeaustauscher komplett aus Edelstahl Die Extraktion von Cannabis-Rohöl setzt also nicht nur ein tiefes verfahrenstechnisches Know-how voraus, sondern auch Maschinen und Komponenten, mit denen sich diese Anforderungen erfüllen lassen. Der AlfaNova von Alfa Laval besteht aus gewellten Edelstahlplatten, die ohne Kupfer oder Nickel miteinander verbunden sind (Bild 3). Damit kann er extremen Temperaturen und Drücken standhalten und ist für Aufgaben mit sehr hohen Hygieneanforderungen geeignet. Bei der Cannabis-Extraktion kann er sich bestens beweisen. Hier hat er es nicht nur mit einer erheblichen Temperaturspreizung von –45 bis +150 Grad Celsius zu tun, sondern auch mit hohen Anforderungen an die Möglichkeiten der Reinigung. Die dichtungslose Bauform Wärmetauschers ermöglicht zu dem eine grosse mechanische Belastbarkeit und hohe thermische Effizienz. Das Unternehmen Devex setzt diese Wärmetauscher in ihren CryoEXS-Anlagen für die gesamte Bandbreite der thermischen Verfahrenstechnik ein: zum Kühlen des Lösungsmittels, zum Trennen von Öl und Lösungsmittel mittels Verdampfung und schliesslich zum Kondensieren.

Kontakt Alfa Laval Mid Europe GmbH Wilhelm-Bergner-Strasse 7 D-21509 Glinde +49 40 72 74 20 20 info.mideurope@alfalaval.com

Bild 3: Blick ins Innere des Wärmeaustauschers AlfaNova: Zwei Medien fliessen auf den beiden Seiten von dünnen gewellten Edelstahlplatten. Der Gegenstrom ermöglicht eine effiziente Wärmeentnahme auch bei sehr geringen Temperaturunterschieden.

www.alfalaval.de

Get the Full Picture of Your Material

FROM GLAS TRANSITION TO MELT FLOW BEHAVIOR

Find more information on www.netzsch.com/rheology

Now Thermal Analysis plus Rheology from NETZSCH. Rheology from NETZSCH.

Betrieblicher Explosionsschutz

Wie Explosionen verhindert werden

Gerade wenn es um den Explosionsschutz geht, ist die Redensart «Vorsorge ist besser als Nachsorge» ein ernst zu nehmender Ratschlag. Neben fundierten Theoriekenntnissen sind auch praktische Erfahrungen im Umgang mit gefährlichen Stoffen für den Explosionsschutz erforderlich. Je nach Betrieb ist auch das Fachwissen von externen Experten erforderlich. Wie kommt es aber überhaupt zu einer Verpuffung oder gar einer Explosion und welche Regeln sollten die Mitarbeitenden und der Betrieb beachten?

Ralf Mengwasser¹

Brennbare Gase und Flüssigkeiten mit ei nem Flammpunkt unter 30 Grad Celsius oder solche, die über ihren Flammpunkt erwärmt oder vernebelt werden, können explosionsfähige Atmosphären bilden. Das gilt auch für brennbare Stäube mit einer Teilchengrösse unter 0,5 Millimeter. Die sicherheitstechnischen Kenngrössen können entweder aus aktuellen Sicherheitsdatenblättern entnommen oder in einem dafür eingerichteten Labor ermittelt werden. Liegt eine explosionsfähige Atmosphäre vor und trifft sie auf eine wirksame Zündquelle 2 , so kann es zu einer Verpuffung oder gar einer Explosion kommen. Generell gilt, dass die unterste Grenze für die gefährliche Menge einer explosionsfä higen Atmosphäre auf zehn Liter zusammenhängender Menge festgelegt ist. So genügen beispielsweise ungefähr fünf Milliliter Benzin, um ein 200-Liter-Fass mit einer explosionsfähigen Atmosphäre zu füllen.

Vorbeugend und konstruktiv

Der beste vorbeugende Explosionsschutz ist sicher der Verzicht auf brennbare Stof fe. Auch wenn dies in vielen Fällen zunächst als unrealistisch angesehen wird, so sollte doch regelmässig überprüft werden,

¹ Swiss Safety Center AG, Wallisellen ² Zündquellen können u. a. sein: mechanisch erzeugte Funken, elektrische Anlagen, elektrische Ausgleichsstrome, statische Elektrizität, Blitzschlag, elektromagnetische Felder in bestimmten Frequenzen, ionisierende Strahlung, Ultraschall, strömende Gase, chemische Reaktionen Eindeutige Kennzeichnung einer Ex-Zone.

ob die im Einsatz befindlichen Stoffe (z.B. leicht brennbare Produkte) nicht durch ungefährlichere Produkte ersetzt werden können. Die Vermeidung von wirksamen Zündquellen als alleinige Schutzmassnahme ohne jegliche Überwachung ist in der Praxis mit Sicherheit nicht genügend. Unter konstruktivem Explosionsschutz versteht man Massnahmen, welche die Auswirkungen einer Explosion auf ein unbedenkliches Mass beschränken, wie zum Beispiel eine explosionsfeste Bauweise, Explosionsdruckentlastung, Explosionsunterdrückung oder eine explosionstechnische Entkoppelung. Diese müssen seitens des Herstellers den Vorschriften der VGSEB 3 entsprechen. Dies muss in einer Konformitätserklärung seitens des Herstel

Typische Kennzeichnung von Ex-Geräten.

lers bestätigt werden. Zum Arbeitsmittel gehört jeweils auch eine Betriebsanleitung. Beide Dokumente müssen dem Verwender vorliegen und aufbewahrt werden. Zudem muss stets sichergestellt sein, dass

Wesentliche Grundregeln in Ex-Zonen 1. Es ist ein Explosionsschutzdokument zu erstellen 2. In den Zonen müssen Zündquellen wirksam vermieden werden: a. Keine offenen Flammen, Funken oder Glimmnester b. Heisse Oberflächen in den Zonen 1 und 2 nicht oberhalb der Zündtemperatur des Stoffes c. Elektrische Betriebsmittel müssen für den Einsatz in der Ex-Zone geeignet sein d. Ableiten statischer Ladungen durch ausreichende Ableitfähigkeit, Erdung, Reduktion der Strömungsgeschwindigkeit in Rohrleitungen e. Keine wärmeerzeugenden chemischen Reaktionen f. Einsatz mobiler Zündquellen nur aufgrund einer Risikoanalyse oder gemäss Erfahrung: So dürfen z.B. kurzfristig in der Ex-Zone 2 nicht Ex-geschützte Förder zeuge für den innerbetrieblichen Transport intakter Gebinde leicht brennbarer Flüssigkeiten/brennbarer Gase kleiner als 30 Liter auf Paletten mit maximal 100 Litern verwendet werden 3. Die Zonen sind zu kennzeichnen 4. Die Mitarbeitenden sind nachweislich über Vorschriften und Verhaltensregeln zu instruieren 5. Die Einhaltung der Vorschriften sind regelmässig zu kontrollieren, allfällige Ände rungen der Nutzung müssen frühzeitig kommuniziert werden um ggf. nötige Anpassungen vorzunehmen

an Arbeitsmitteln keine Änderungen oder Reparaturen eigenständig vorgenommen werden.

Explosionsfähige Atmosphäre verhindern

Eine explosionsfähige Atmosphäre kann verhindert oder eingeschränkt werden, indem zum Beispiel geschlossene Systeme oder Inertisierungen zum Einsatz kommen. Kann jederzeit sichergestellt werden, dass die Konzentration maximal 50

Prozent der unteren Explosionsgrenze 4 nicht überschreitet, so ist dies ebenfalls eine geeignete Massnahme. Die Einhal tung einer solchen Massnahme muss jedoch zuverlässig, beispielsweise mit Gasmeldeanlagen, überwacht werden. Auch geeignete Lüftungsmassnahmen dienen der Herabsetzung der Explosionsgefahr. Künstliche Belüftungen leisten einen wesentlich grösseren Durchsatz als natürliche Lüftungen in oberirdischen Räumen und

Wir vertreiben und bieten Service für die folgenden Marken:

Für Ihre Anwendung das richtige Produkt

Zentrifugen, Inkubatoren, Evaporatoren Wärme- / Trocken- / Klima- / Brutsowie Vakuumschränke Labor- / Medikamenten- / Blutkonserven-Kühlschränke Blutbeutel-Auftaugeräte / Thrombozyten-Schaukeln

Wir bieten: • Anwenderspezifische Beratung • Transport, Inbetriebnahme sowie Instruktion der

Geräte ist inkludiert • Vollgarantie (inkl. Teile-, Anfahrts- und Arbeitskosten) • Eigenes Service-Team mit viel Know-How sowie rasche Reparaturausführung durch Ersatzteillager • ISO:13485 und ISO:9001 Zertifizierung

Wir freuen uns auf Ihren Besuch an der in Lausanne (07.-08.10.2020) an unserem Stand B38. www.hettich.ch

Hettich AG | Seestrasse 204a | 8806 Bäch SZ Succursale Suisse Romande | 1405 Pomy VD Tel. +41 44 786 80 20 | sales@hettich.ch

Ralf Mengwasser ist Berater für integrale Sicherheit und Umweltsicherheit beim Swiss Safety Center.

können gezielt eingesetzt werden. Die Lüftungskanäle müssen jedoch in brandsicherer Ausführung separat geführt werden und erfordern den Einsatz von Exgeschützten Ventilatoren. Kann eine explosionsfähige Atmosphäre nicht verhindert werden, so sind Massnahmen zur Verhinderung der Entzündung zu treffen. Wo wirksame Zündquellen verhindert werden müssen, ist eine Einteilung in Zonen ein gutes Hilfsmittel. Bereiche, in denen brennbare Gase, Dämpfe und/oder Nebel auftreten können, werden in die Zonen 0 (explosionsfähige Atmosphäre ständig/häufig), Zone 1 (gelegentlich) oder Zone 2 (normalerweise nicht oder nur kurzzeitig) eingeteilt. Bereiche, in denen brennbare Stäube in Form einer Wolke oder aufwirbelungsfähig vorhanden sind, werden in die Zonen 20, 21 oder 22 analog der Zonen 0, 1 oder 2 eingeteilt. Beispiele für Zoneneinteilungen sind im Suva-Merkblatt 2153 enthalten.

³Verordnung über Geräte und Schutzsysteme zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen, SR 734.6 4 Die untere Explosionsgrenze ist die niedrigste Konzentration, bei der eine Entzündung und eine selbstständige Flammenausbreitung beobachtet wird.

Organisatorische Massnahmen

Zum betrieblichen Explosionsschutz gehören organisatorische Massnahmen: Zum Beispiel die Erstellung eines Explosions schutzdokumentes, die Kennzeichnung der Ex-Zonen, die Erarbeitung und nachweisliche Instruktion von Arbeitsanweisungen, ein Arbeitsfreigabesystem für gefährliche Tätigkeiten wie zum Beispiel Schweissen, Schneiden oder Schleifen in Ex-Zonen. Eine regelmässige Instandhaltung ist in Ex-Zonen besonders wichtig. Dazu gehören Inspektion und Wartung, aber auch eine qualifizierte Instandset zung. TT-188_render_1-2

Fazit Unsere Temperier Lösungen für Sie

Universale Temperiergeräte bis 150°C Wasser Temperiergeräte bis 90°C Druckwasser Temperiergeräte bis 160°C Öl Temperiergeräte bis 360°C Kühlgeräte von -25°C bis +40°C

tool-temp.ch

TT-1398_render_1-2

Betrieblicher Explosionsschutz erfordert neben den Kenntnissen der eingesetzten Stoffe ein gutes Theorie- und Praxiswissen. Die Suva-Checkliste Explosionsrisiken (Explosionsschutzdokument für KMU, 67132) ist ein Instrument zur Veranlas sung geeigneter Explosionsschutzmassnahmen und kann für die Erstellung eines einfachen Explosionsschutzdokumentes verwendet werden. Für grössere Lager und Betriebe, in denen offen mit brennbaren Gasen oder Flüssigkeiten sowie fein verteilten Stäuben umgegangen wird, ist der Zuzug einer fachkompetenten Stelle, wie den Experten des Swiss Safety Centers, ratsam. In den Seminaren des Unternehmens lernen Interessierte nicht nur die Grundlagen zum Explosionsschutz kennen, sondern erleben in Experimentalvorträgen TT-DW160_9kW_render_1-2 die Praxis zum Explosionsschutz.

TT-1398

TT-142_render_1-2

P 0

5

50 100 Pressure Druckentlastung Décharge de pression Pressure release -1 0 -15 0 bar psi 0 15 150 200 10

TT-142

Kontakt Ralf Mengwasser Swiss Safety Center AG Richtistrasse 15 CH-8304 Wallisellen +41 44 877 61 99 ralf.mengwasser@safetycenter.ch www.safetycenter.ch