飼料、食品作業場の爆発性粉塵濃度測定ソリューション

近年、各地の工場の生産能力の上昇に伴い、可燃性粉塵による燃焼、爆発事故が何度も発生し、深刻な死傷者と財産損失をもたらし、社会各界の注目を集めている。

一般的な粉塵爆発には、小麦粉工場の粉塵爆発、乳製品の冷凍庫爆発、食糧粉塵爆発、プラスチック粉塵爆発、チーズ工場の噴霧乾燥器爆発、砂糖爆発、セメント工場の粉塵爆発、研磨研磨粉塵爆発などがあり、特に小麦粉工場と食糧業界の粉塵爆発性の危険が高い。危険プロセスセグメントの粉塵含有量をどのように全面的に測定するかは、粉塵関連企業ごとに考慮しなければならない問題である。

粉塵爆発とは

粉塵爆発は、空気中に懸濁した可燃粉塵の燃焼による高気圧によるものである。粉塵は固体物質の微小粒子であり、その表面積は同じ重量の塊状物質に比べてはるかに大きいため、発火しやすい。空気中に懸濁し、一定の濃度に達すると、爆発性混合物が形成される。

粉塵爆発は非常に危険である。熱源（火または温度）に遭遇すると、炎は瞬時に混合粉塵空間全体に伝播し、化学反応速度は極めて速く、同時に大量の熱を放出し、非常に高い温度と大きな圧力を形成し、システムのエネルギーは機械的な仕事及び光と熱の放射に転化し、強い破壊力を持っているからである。

現在、7種類の物質粉塵は爆発性を持っている：金属（例えばマグネシウムアルミニウム粉）、石炭、食糧（小麦、澱粉など）、飼料（例えば血粉、魚粉）、農業副産物（綿、タバコなど）、林産物（例えば紙粉、木粉）、プラスチック、染料などの合成材料。

粉塵の火災爆発事故は炭鉱、小麦粉工場、砂糖工場、紡績工場、硫黄工場、飼料、プラスチック、金属加工工場及び食糧倉庫などの鉱山企業で発生することが多い。これは粉塵爆発に必要な条件と関係がある。粉塵爆発自体は特殊な燃焼現象であり、可燃物、助燃物、点火源の3つの条件も必要である。

粉塵爆発が発生しやすい条件は一般的に3種類ある：（1）可燃性粉塵が適切な濃度で空気中に浮遊し、人々がよく言う粉塵雲を形成する、（2）十分な空気と酸化剤がある、（3）火元または強い振動と摩擦がある。

一般的に、爆発性粉塵は条件（1）と条件（2）を満たせば、事故の可能性がある兆しを備えていることを意味すると考えられている。

粉塵爆発の主な危害

（1）極めて強力な破壊性を有すること

粉塵爆発は広範囲にわたり、石炭、化学工業、医薬加工、木材加工、食糧と飼料加工などの部門でしばしば発生している。ここ数年来、我が国で毎年発生する粉塵爆発の頻度は：局所爆発150-300回システム爆発1-3回、しかも増加傾向を呈している。我が国で発生したこれらの粉塵爆発、特にシステム爆発は、深刻な損失をもたらし、1987年のハルビン亜麻工場の亜麻塵爆発事故だけで、58人が死亡し、177人が重軽傷を負い、直接経済損失は882万元だった。

（2）二次爆発が発生しやすい

第1次爆発気波は設備や地面に堆積した粉塵を吹き上げ、爆発後の短時間で爆発中心部に負圧を形成し、周囲の新鮮な空気は外向内から埋め込まれ、いわゆる「戻り風」を形成し、舞い上がった粉塵と混合し、第1次爆発の余火引火下で第2次爆発を引き起こす。二次爆発時、粉塵濃度は一般に一次爆発時よりずっと高いため、二次爆発の威力は第一次よりずっと大きい。

（3）有毒ガスを発生させることができる

1つは一酸化炭素、もう1つは、プラスチックなどの爆発物が自ら分解した毒性ガスである。毒ガスの発生はしばしば爆発後の大量の人畜中毒死傷をもたらし、十分に重視しなければならない。

粉塵測定器の選択

（1）粉塵検出器の原理の選択

現在の粉塵検出原理は主に：秤量法、β線法とレーザー後方散乱法がある。秤量法はフィルター濾過による秤量であり、携帯型検出器のために選択されることが多い。ベータ線法は粉塵の吸収作用を利用し、体積が巨大で放射線の危害が大きいため、一般的に検査機構に採用されている。レーザー後方散乱は粉塵の光源に対する後方散乱に対して検出するものであり、その検出が速く、精度が高いため、工場の職場環境に最適な検出原理である。

（2）ダストメーターの選択

市場における製品は主にポータブルポンプ吸込式とレーザーオンライン検査である。携帯ポンプ吸入式は鉱山労働者の下井での携帯に多く用いられ、職場環境の連続検査には適さず、レーザーオンライン検査は現場の需要に最適な検査法である。

（3）粉塵検出器機能の選択

生産現場は防爆場所が多いため、粉塵検査システムの選択はまず防爆型を考慮しなければならず、安全の観点から、気爆と粉塵防爆のダブル認証を要求することが望ましい。

場所によって粉塵媒体が異なり、その爆発下限も異なり、具体的な媒体に応じて適切な距離を選択しなければならない。例えば飼料工場、小麦粉工場、ビール工場は食糧類の粉塵が多く、量程0-3000ミリグラム毎立方を選ぶことを提案した。

完全で安全な粉塵監視システムは粉塵濃度を測定できるほか、他にも多くの機能を考慮する必要がある。例えば、粉塵が基準を超えた場合、音響光学警報、自動排風、多点をホストにまとめて監視することができるなど。

アイテクノロジー・ソリューション

アイエテクノロジーは飼料、食品業界の粉塵状況に対して、各種企業に適したソリューションを専門に設計している。この方案は粉塵検出ユニット（レーザー粉塵検出器）、表示ユニット（防爆表示コントローラ、音響光学警報器）、連動ユニット（工業制御機、連動システム）から構成され、しかも方案は顧客の工場の規模、機能要求に応じて柔軟に変更することができる。

粉塵検出ユニットはAGA 6050防爆型レーザー粉塵計を選択し、レーザー後方散乱原理を用いて検出し、5-10 m程度の空間内粉塵含有量を測定することができ、測定距離は100 ~ 40000 mg/m 3の間から選択することができる。ポンプ吸引式粉塵測定器に比べて、測定範囲が広く、測定精度が高く、メンテナンスが免除されるなどの利点がある。

粉塵測定器には窓付き防爆箱が備え付けられており、現場の粉塵濃度値をリアルタイムで見ることができ、粉塵濃度値が予め設定された警報値を超えた場合、自動音響光学警報は現場スタッフに注意するとともに、コントローラは自動的に職場の排風システムを制御して排風置換を行う。

多作業場の多地点に対して集中制御が必要な場合、艾伊科技は工業制御機を配置して集中表示を行うことができ、工業制御機は濃度表示、データ曲線、履歴記録などの機能を有する。