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Spezifischer Widerstand von Stäuben

Physikalische Bedeutung und Anwendung des spezifischen Widerstands von Pulvern in der **Explosionsrisikobewertung** von Stäuben

Frage oder Anmerkung? Bitte kontaktieren Sie uns unter admin@powderprocess.net

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Zusammenfassung des Abschnitts
1. Definition des **spezifischen Widerstands**
2. Bestimmung des **spezifischen Widerstands**
3. Typische Werte des **Staubwiderstands**
4. Anwendung in der **Risikobewertung**
5. Spezifischer Widerstand gängiger Stäube

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1. Definition des **spezifischen Pulverwiderstands**

Was ist der **spezifische Widerstand von Pulvern / Stäuben**?

Wie alle Materialien leiten Pulver Elektrizität in einem bestimmten Maß.Während der Verarbeitung erzeugt die Bewegung der Partikel – z. B. beim **pneumatischen Transport** oder in **Schwerkraft-Rutschen** – **elektrostatische Aufladungen** auf den Partikeln.Wie gut der Staub diese Ladungen abgeben kann, hängt von seinem **spezifischen Widerstand** ab.

Der spezifische Widerstand (in Ω·m) ist definiert als das Verhältnis einer elektrischen Spannung über eine Pulverschicht zur resultierenden Stromdichte [Mastropietro]. Je höher die benötigte Spannung für einen bestimmten Strom, desto höher ist der spezifische Widerstand.

2. Experimentelle Bestimmung des **spezifischen Pulverwiderstands**

Wie misst man den spezifischen Widerstand eines Pulvers?

Die experimentelle Messung des Staubwiderstands erfolgt durch Anlegen einer Spannungsdifferenz an eine Pulverschicht bekannter Dicke und Messung des resultierenden Stroms. Je höher der Strom, desto **geringer** ist der Widerstand und desto **besser** leitet das Pulver elektrische Ladungen ab.

ρ = (V/I) * (A/L) [Mastropietro]

Mit:

ρ = spezifischer Widerstand in Ω·m
V = angelegte Spannung in Volt
I = gemessener Strom in A
L = Pulverschichtdicke in m
A = Fläche der Strommesselektrode in m²

Zu beachten ist, dass der spezifische Widerstand von Pulvern stark von **Porosität, Feuchtigkeit oder Temperatur** abhängt.

Widerstandswerte sollten daher immer unter Berücksichtigung der **Bedingungen**, unter denen sie ermittelt wurden, bewertet werden.

3. Typischer **Bereich des Pulverwiderstands**

Laut [Glor] weisen Kunststoffe wie Polyethylen einen **hohen spezifischen Widerstand** auf und leiten elektrische Ladungen schlecht ab. Allerdings wird in der Studie ebenfalls erwähnt, dass die meisten **Pigmente, Farbstoffe, Additive, Arzneimittel oder Lebensmittel** Widerstandswerte von **über 10¹⁰ Ω·m** aufweisen, was sie anfällig für Risiken wie **Kegelentladungen in Silos** macht.¹⁰ Ω·m.

Jeder Verarbeiter muss eine **Staubexplosions-Risikoanalyse** durchführen, um die Gefahren eines spezifischen Materials in einem bestimmten Prozess zu bewerten und **notwendige Vorsichts- und Schutzmaßnahmen** zu ergreifen.

4. Anwendung in der **Risikobewertung**

Der spezifische Pulverwiderstand muss insbesondere bei Risiken durch **Kegelentladungen in Trichtern oder Behältern** berücksichtigt werden, die während des Befüllens auftreten können. [Glor] weist darauf hin, dass ein solches Risiko bereits ab einem Widerstand von **10¹⁰ Ω·m** – was, wie oben gezeigt, sehr häufig vorkommt – zu berücksichtigen ist.¹⁰ Ω·m.

Alle Entscheidungen in der Risikoanalyse sollten jedoch durch **dokumentierte Bewertungen** der im Prozess beobachteten Konzentrationen gestützt werden.

5. Spezifischer Widerstand gängiger Stäube

Nachfolgend finden Sie Widerstandsdaten aus der Literatur.

WARNUNG: Dies sind allgemeine Richtwerte ohne Gewähr. Eine **Risikobewertung und Auslegung MUSS IMMER** auf dem **Sicherheitsdatenblatt (SDB)** des **tatsächlich verwendeten Produkts** basieren und durch **spezifische Tests** an dem **tatsächlich eingesetzten Material** von einem **anerkannten Institut** bestätigt werden.

Wie oben erwähnt, hängt die Bestimmung des Werts von vielen Parametern ab, einschließlich der Temperatur. Wenn keine Testbedingungen definiert sind, sollten **neue, anwendungsrelevante Versuche** geplant werden.

Tabelle 1: **Spezifischer Widerstand ausgewählter Pulver**

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Quellen
# [Glor] Zündgefahr durch statische Elektrizität in partikelbasierten Prozessen, Martin Glor, *Powder Technology*, 135–136 (2003)
# [Dahn] Bewertung der elektrostatischen Gefährdung durch Schüttgüter, Dahn und Reyes, *Safety Consulting Engineers*
# [Mastropietro] Messung des Staubwiderstands für industrielle Prozesse, Robert Mastropietro, *International Conference on Electrostatic Precipitation* (2013)