Welkom bij

---

Stofafzuig- en verzamelingsystemen (Stofbeheersing): een overzicht

Technische handleiding voor het ontwerp en de bediening van stofafscheiders voor efficiënte stofafzuiging

Volg ons op Twitter 
Vraag, opmerking? Neem contact met ons op via admin@powderprocess.net

---

Samenvatting van de pagina
1. Definitie van een stofafzuigsysteem
2. Enkelpunts-stofafzuiging
3. Gecentraliseerd stofafzuigsysteem
4. Veelvoorkomende problemen met stofafzuigsystemen
5. Monitoring van een stofafzuigsysteem

---

Industriële stofafscheiders zijn systemen die stof op één of meerdere locaties afzuigen, het met de luchtstroom transporteren en verzamelen in een ontvanger, vaak uitgerust met een filtratiesysteem, voordat schone lucht wordt afgegeven. Deze systemen zijn cruciaal om zowel een veilige werkomgeving te garanderen als ervoor te zorgen dat de lucht die in het milieu wordt afgegeven schoon is. De technische handleiding op deze pagina geeft gedetailleerde informatie over het ontwerp van stofafzuigsystemen, hun prestaties en hoe problemen op te lossen die fabrieken doorgaans ervaren met deze systemen.

1. Definitie van een stofafzuigsysteem

Typen stofafzuigsystemen / Wat is een stofafzuigsysteem?

Alle industrieën die met vaste stoffen werken, moeten ook omgaan met stof: poederverwerkende industrieën natuurlijk, maar ook kunststofindustrieën, houtindustrieën, mechanische werkplaatsen of zelfs nieuwe technologieën zoals additieve fabricage, die met polymeer- of metaalpoeders werken. Het is cruciaal om bij het hanteren van stof deze te kunnen beheersen, om redenen van netheid, hygiëne of veiligheid (het voorkomen dat de operator het stof inademt en/of dat stofexplosie (ATEX)-risico's ontstaan). Systemen voor stofafzuiging moeten daarom correct worden ontworpen, geïnstalleerd en bediend. Dergelijke systemen worden doorgaans aangeduid als Stofafzuigsystemen, Stofverzamelingsystemen of Stofafscheiders.

Stofafzuigsystemen kunnen verschillende ontwerpen en afmetingen hebben. Powderprocess.net onderscheidt doorgaans 2 categorieën:

• Lokaal stofafzuigsysteem: klein systeem dat lokaal is gemonteerd, direct op de apparatuur waar stofemissie kan optreden
• Gecentraliseerd stofafzuigsysteem: groter systeem dat het mogelijk maakt om poeder op verschillende locaties te verzamelen

Beide typen hebben gemeen dat ze een ventilator hebben om lucht aan te zuigen en stof weg te voeren van de werkzone, en een filter om het stof te verzamelen.

Gecentraliseerde stofafzuigsystemen hebben bovendien leidingen/kanalen om lucht en stof naar een verzameltrechter te transporteren. De verzameltrechter maakt doorgaans gebruik van een filter (zakkenfilterhuis of patroonfilter) om het stof af te vangen en ervoor te zorgen dat schone lucht wordt afgevoerd. Op te merken is dat andere processen kunnen worden gebruikt als stofafscheiders: cyclonen, wassers, elektrostatische precipitators. Deze zijn echter grotere systemen die buiten het bereik van deze pagina vallen, en die zich meer richten op het afvangen van kleine tot middelgrote lokale emissies, zoals bij een zakledigstation of wanneer poeder uit een vat wordt gegoten.

Op zoek naar andere stofafzuigsystemen of specifieke componenten? Bekijk deze andere pagina's: FILTERS, GAS-/VASTESTOF-SCHEIDING. Door PowderProcess.net

2. Enkelpunts-stofafzuiging

2.1 Hoe werkt het?

Een oplossing die bijzonder geschikt is voor stofemissies als gevolg van het hanteren van geopende zakken, zoals bij zakledigstations, is een stofafzuigsysteem dat direct op de apparatuur is gemonteerd waar de stofemissie zal plaatsvinden.

Een dergelijk systeem bestaat uit:

• Een filter dat het stof zal verzamelen
• Een ventilator die de drijvende kracht levert om lucht aan te zuigen op de plaats van stofemissie en het stof mee te voeren

Figuur 1: voorbeelden van zakledigstations met bovenop gemonteerde stofafzuiging

Als het mogelijk is om de apparatuur te sluiten zodra de stofgenererende bewerking is voltooid, dan is het gebruik van een pulse-jetfilter een goede keuze, omdat dit het mogelijk maakt om het filter schoon te blazen en het stof terug in het proces te laten vallen zodra de operator het ledigen heeft voltooid,en zo materiaalverspilling te voorkomen.

Net als bij alle stofafzuigsystemen is de dimensionering van de ventilator en het filter van groot belang voor de goede werking van het systeem, d.w.z. om ervoor te zorgen dat het stof correct wordt afgevangen.

In het geval van een zakledigstation moet de ventilator sterk genoeg zijn om ervoor te zorgen dat de luchtsnelheid door de opening minimaal ~0,5 m/s bedraagt, met een filter dat zo is gedimensioneerd dat het drukverlies minimaal is (enkele mbar).

2.2 Voor- en nadelen van een lokaal stofafzuigsysteem?

Tabel 1: voor- en nadelen van een lokaal stofafzuigsysteem

Voordelen	Nadelen
Compact systeem Geen leidingen nodig Past goed bij zakledigstations Mogelijkheid om het afgevangen stof direct te recyclen	Slechts 1 systeem per apparaat, wat kostbaar kan zijn bij meerdere emissiebronnen

3. Gecentraliseerd stofafzuigsysteem

3.1 Wat is een centraal stofafzuigsysteem?

Een centraal stofafzuigsysteem is op afstand geplaatst van de bron van stofemissie en ermee verbonden via leidingwerken die lucht en stof naar de centrale afscheider transporteren. Het is dan mogelijk om meerdere apparaten aan te sluiten op één gecentraliseerd afzuigsysteem. Dit is met name aantrekkelijk voor, bijvoorbeeld, mechanische werkplaatsen met meerdere machines die stof kunnen genereren, of als een fabrikant een groot aantal zakledigstations heeft die dicht bij elkaar zijn geïnstalleerd. Typische toepassingen van dit soort systemen zijn onder andere:

• Houtbewerking
• Metaalbewerking (zagen, slijpen)
• Materiaalhandling (zakledigstations)

Het systeem bestaat uit een stofafscheider, die een trechter is uitgerust met een filter en verbonden met een ventilator die de lucht vanaf de verschillende verzamelpunten naar de ontvangsttrechter zuigt. Voor het lokaal systeem, zoals hierboven beschreven, is het een goede praktijk om het filter uit te rusten met een automatisch reinigingssysteem, meestal een pulse-jet-systeem, om de levensduur van het filter te verlengen.

Als het centrale stofafzuigsysteem is aangesloten op meerdere apparaten, wat normaal gesproken het geval is omdat dit investeringsbesparingen mogelijk maakt in plaats van 1 systeem per 1 stofbron, is het ontwerp van het kanaalsysteem van primair belang. Inderdaad, hoe groter het aantal kanalen, des te moeilijker het is om te waarborgen dat het zuigvermogen gelijkmatig over alle apparaten wordt verdeeld.

Figuur 2: voorbeeld van een centraal stofafzuigsysteem

3.2 Hoe ontwerpt men een efficiënt stofafzuigsysteem?

Typische ontwerpeisen zijn als volgt:

• De luchtsnelheid op het afzuigpunt (opneemsnelheid) moet hoog genoeg zijn om het stof op te vangen
• De luchtsnelheid in de kanalen moet hoog genoeg zijn om het stof naar de ontvangsttrechter te transporteren
• Als gevolg hiervan moet de ventilator zodanig worden ontworpen dat deze snelheden worden gegarandeerd, en het filter moet dienaangaande worden gedimensioneerd op basis van de maximale capaciteit van de ventilator
• Het gehele kanaalsysteem moet goed in balans zijn om te voorkomen dat bepaalde emissiepunten onvoldoende luchtstroom hebben voor een juiste afzuiging. Kleppen of andere balanceringsystemen worden dan gebruikt.

Daarnaast kunnen de volgende ontwerpaanbevelingen in overweging worden genomen:

• Kanalen moeten zo kort en recht mogelijk zijn om de drukval te verminderen (en dus de grootte van de ventilator en het energieverbruik)
• De snelheid mag niet te hoog zijn (energieverspilling, risico op slijtage) noch te laag (stofafzetting leidend tot kanaalverstopping)
• Het systeem kan geautomatiseerd worden, met een ventilator op frequentiegestuurde aandrijving, zodat het zuigvermogen wordt aangepast aan de behoefte (energiebesparing), als slechts enkele afzuigpunten daadwerkelijk op een bepaald moment in gebruik zijn
• Het moet van tevoren worden overwogen hoe het stof zal worden verwerkt: is het mogelijk om het in zakken te verzamelen, of, beter nog, is het mogelijk om het direct terug te voeren naar het proces

3.3 Voor- en nadelen van een centrale stofafscheider?

Tabel 2: voor- en nadelen van een centraal stofafzuigsysteem

Voordelen	Nadelen
Goed geschikt voor meerdere bronnen van stofemissie	Onderhoud van het stof is vereist Balancering van de kanalen is soms moeilijk of wordt niet goed beheerd door operators ATEX-risico moet in de installatie en in de ontvanger in overweging worden genomen Het kan moeilijk zijn om het verzamelde stof te recyclen als verschillende materialen worden verzameld en vervolgens in de afscheider worden gemengd

3.4 Afzuigkap en opneemsnelheid

Dit is een basisprincipe van stofafzuiging, maar wordt in de praktijk niet altijd correct toegepast.

Het eerste is om een juist ontwerp van de afzuigkap te hebben voor een efficiënte afzuiging:

• Het is beter om een geprofieleerde kap te hebben, aangepast aan de toepassing, dan slechts een buis. Het kan nodig zijn om een omhulling te hebben voor een efficiënte opvang [SHAPA]
• De kap moet dicht bij de bron van stofemissie worden geplaatst: de hoogste snelheid is natuurlijk bij de ingang van het kanaal wanneer de diameter smaller is, maar men moet er rekening mee houden dat de snelheid 70% lager zal zijn op ~½ diameter van het opneempunt, terwijl deze 90% lager is op 1 diameter [Maynard]
• De kap moet zo worden geplaatst dat deze het stof niet in het gezicht van de operator trekt [Constance]

De opneemsnelheid moet vervolgens worden aangepast aan de toepassing, aangezien de vereisten variëren afhankelijk van de aard van het op te vangen stof, maar ook de dynamische omstandigheden van de opvang, d.w.z. of het stof bijna statisch is, of dat er luchtstromen zijn die het stof wegtrekken van het verzamelpunt. De volgende opneemsnelheden kunnen in de literatuur worden gevonden [SHAPA]

Tabel 3: aanbevolen stofopneemsnelheden

Emissietype	Opneemsnelheid	Voorbeelden
Geen snelheid	0,3–0,5 m/s	Dampen, lasrook
Lage snelheid	0,5–1 m/s	Poederweging, verpakking, lasersnijden
Hoge snelheid	1–2,5 m/s	Plasmasnijden, hogesnelheidstransportband
Hoge kracht	2,5–10 m/s	Slijpen

Het is mogelijk om de benodigde luchtstroom te schatten op basis van de geadviseerde opneemsnelheid en de afstand van de kapopening tot de stofemissiebron met behulp van de volgende formule [SHAPA]:

Q = V.(10X^² + A)

Met

Q = benodigde luchtstroom (m^³/min)
V = benodigde opneemsnelheid (m/min)
X = afstand tot stofemissie (m)
A = open oppervlakte van de kap (m^²)

3.5 Luchtsnelheid in kanalen

De luchtsnelheid in kanalen mag niet te hoog zijn (energieverspilling, risico op slijtage), noch te laag (stofophoping in de leidingen). Afhankelijk van het stoftype worden luchtsnelheden aanbevolen rond 10 m/s voor dampen en tussen 15 (licht stof) en 23 m/s (grove deeltjes) voor vaste stoffen ([SHAPA], [Maynard]).

3.6 Kanaalwerk

Leidingen die lucht en poeder transporteren, moeten gedetailleerd worden bestudeerd tijdens het ontwerp van het stofafzuigsysteem. Het is namelijk zeer belangrijk om ervoor te zorgen dat bepaalde ontwerpaspecten correct zijn meegenomen:

• De diameter van de leidingen moet zodanig zijn dat de vereiste luchtsnelheid wordt bereikt
• De drukval moet geminimaliseerd worden (dit maakt het mogelijk om de grootte van de ventilator te verkleinen en besparingen te realiseren, zowel bij de investering als in de elektriciteitskosten voor het draaien van het systeem)
• De constructie van het kanaal moet het risico op lekkage verminderen
• Het systeem moet goed gebalanceerd zijn, wat betekent dat alle afzuigpunten een optimale luchtstroom moeten hebben. [Maynard] stelt voor om het systeem via het ontwerp te balanceren, wat inhoudt dat de diameter van de verschillende takken wordt aangepast zodat aan de behoefte van elk afzuigpunt wordt voldaan, zonder dat handmatige aanpassingen door een operator nodig zijn. Hoewel dit mogelijk is, kan het minder flexibel zijn gedurende de levensduur van de installatie. Daarom maken veel systemen nog steeds gebruik van kleppen/afsluiters bij elk afzuigpunt om de luchtstroom aan te passen. Dit is flexibeler, maar moet zorgvuldig worden beheerd om ervoor te zorgen dat er geen ongecontroleerde systeemwijzigingen worden doorgevoerd die het systeem uit balans kunnen brengen. De afsluiters moeten ook regelmatig worden gereinigd
• Takken moeten met een schuine inlaat op de hoofdleiding worden aangesloten, niet loodrecht [Maynard]

3.7 Ventilator en filter

Het bereiken van de ontwerp-opneemsnelheden en transportsnelheden in kanalen vereist een correcte dimensionering van de ventilator en het filter volgens de luchtstroomvereisten en de drukval die door het systeem wordt gegenereerd.

• Een ventilator is een centrifugaal luchtverplaatser. Als zodanig moet men erop letten dat de gegenereerde luchtstroom niet constant is met de druk, wat normaal gesproken wel het geval is bij een verdringerblazer zoals een lobbenblazer. Dit betekent dat als de drukval in de kanalen niet correct wordt ingeschat, of als operators de kleppen te ver sluiten, de totale luchtstroom door de ventilator zal afnemen en daardoor een goede opvang en transport van het stof zal verhinderen.
• Om energiebesparingente realiseren, kan de ventilator worden uitgerust met een frequentiegestuurde aandrijving die de snelheid aanpast aan de daadwerkelijke vraag. Dit vereist echter enige mate van automatisering, maar de terugverdientijd is meestal de moeite waard.
• Een recht leidingsegment wordt aanbevolen aan de inlaat van de ventilator [Constance]. Als de inlaat van de ventilator uit een bocht bestaat, kan de luchtstroom onregelmatig zijn en kan de ventilator last hebben van pulsaties en een lagere luchtstroom dan verwacht.

3.8 Stofexplosiebeveiliging

Stof kan tot explosie leiden als een stofwolk wordt blootgesteld aan een ontstekingsbron. Stoffen hebben, afhankelijk van hun aard, verschillende MIE wat ze meer of minder gevoelig maakt voor explosies. Er moet echter rekening mee worden gehouden dat stof doorgaans fijn is, wat de MIE (Minimale Ontstekingsenergie) verlaagt, en het stofafvangsysteem een duidelijk potentieel gevaar vormt voor de fabriek.

Als gevolg hiervan:

• Een stofgevarenanalyse (DHA, DSEAR, ATEX-risicoanalyse) is verplicht.
• Alle goede praktijken, zoals elektrische aarding van elk onderdeel van het stofafvangsysteem zijn verplicht. Operators moeten bijzonder voorzichtig zijn met de kanalen, flexibele leidingen en de ondersteuning van de filters.
• Afhankelijk van het behandelde stof, de hoeveelheid en grootte die in de afscheider wordt vastgehouden, kan het nodig zijn om de stofafscheider te beschermen met een explosiepanel of een onderdrukkingsysteem,en ervoor te zorgen dat de explosie niet terug kan propageren in de kanalen.

Er zijn vele voorbeelden van explosies in stofafscheiders; dit onderwerp moet met de uiterste ernst worden benaderd door leveranciers en operators van deze systemen.

4. Veelvoorkomende problemen met stofafzuigsystemen

Tabel 4: veelvoorkomende problemen met gecentraliseerde stofafzuigsystemen

Probleem	Oorzaak en actie
Stof wordt niet goed afgezogen	De opneemsnelheid is te laag: controleer de luchtstroom, zorg ervoor dat het afzuigkanaal een kap/omhulling heeft en dicht genoeg bij de stofbron is geplaatst, controleer of een klep is gewijzigd
Ophoping in kanalen	De luchtsnelheid in de kanalen is te laag: controleer de ventilator- luchtstroom, verifieer het filter, controleer de geschiktheid van kanaaldiameter / ventilatorluchtstroom
Hoog energieverbruik	Ventilator draait altijd op hoge snelheid, zelfs als dit niet nodig is: automatiseer het systeem met een ventilator op VFD (Variable Frequency Drive)
Te hoge drukval over het filter	Filter is verstopt: controleer het filter, controleer de reinigings- druk en frequentie van het reinigingssysteem

5. Monitoring van een stofafzuigsysteem

Problemen kunnen worden voorzien en vermeden, of het oplossen van storingen kan worden vergemakkelijkt, als het stoffiltratie- en afzuigsysteem correct is geïnstrumenteerd en gemonitord. Bij de aankoop of upgrade van een stofafzuigsysteem moeten de volgende instrumenten worden overwogen:

• Drukvalmeting over het filter: dit is de essentiële gegeven om de prestaties van een stoffilter te volgen. Als de drukval boven een bepaalde drempel stijgt, betekent dit dat de filters waarschijnlijk verstopt zijn. Het bijhouden van de drukval over de filters is ook nuttig om specifieke incidenten te detecteren. Bijvoorbeeld, als de drukval lineair steeg en plots omhoog springt, kan dit betekenen dat het automatische reiniging- systeem niet werkt zoals verwacht. Omgekeerd, als de druk plots daalt, kan dit betekenen dat een filterzak gescheurd is, waardoor lucht en stof zonder weerstand passeren.
• Luchtstroommeting: het vermogen om lucht op de verschillende afzuigpunten aan te zuigen en naar het centrale filter te transporteren, is gebaseerd op de luchtsnelheid. Als de luchtstroom (en dus de snelheid) te laag is, zal de stofafzuiging niet efficiënt zijn en zal het nog wel afgezogen stof niet correct getransporteerd worden, wat leidt tot ophoping in de kanalen (potentieel explosiegevaar). Ervoor zorgen dat de luchtstroom altijd optimaal is, is dus een sleutelindicator voor de prestaties van het systeem.
• Drukmeting van perslucht: voor filters die een perslucht-pulse-jet-systeem gebruiken voor het reinigen van de filters, is het belangrijk om ervoor te zorgen dat de druk van de reinigingslucht correct is ingesteld. Als deze te laag is, zal de luchtstroom niet voldoende zijn om het op het filter opgehoopte stof te verwijderen. Als deze te hoog is, kan herhaaldelijk pulsen het filter beschadigen en leiden tot stoflekkage.
• Niveausensor in de verzameltrechter: het stof dat op de filters wordt verzameld, valt terug in de trechter tijdens de reinigingscyclus. Omdat het stof zeer fijn is, heeft het waarschijnlijk een slechte vloeibaarheid, wat kan leiden tot brugvorming of ratengaten in de trechters,wat een stijging van het niveau veroorzaakt, dat uiteindelijk het filter bereikt en een stilstand afdwingt. Het hebben van één of twee niveausensoren maakt het mogelijk om vroegtijdig te detecteren dat het stof zich ophoopt en onderhoud tijdig in te plannen.

6. Hoe koop je een stofafscheider?

Wie zijn de leveranciers van stofafscheiders? Wat moet je weten voordat je een stofafscheider koopt?

Het ontwerp van een goed presterende stofafscheider is niet eenvoudig; het vereist een zorgvuldig ontwerp dat door de leverancier van de stofafscheider moet worden uitgevoerd. Het is daarom cruciaal om een (of bij voorkeur meerdere, om offertes te kunnen vergelijken) stofafscheiderleverancier te contacteren en deze zoveel mogelijk informatie te geven over de toepassing: aard van het stof, PSD (Particle Size Distribution), één of meerdere emissiepunten, hoe het stof wordt geëmitteerd, explosie-eigenschappen/toxiciteit van het stof, enz. De fabrikant van de stofafscheider kan dan een onderbouwde voorstel doen voor een systeem dat aan de eisen van de gebruiker voldoet.

Hier zijn enkele voorbeelden van leveranciers van stofafscheiders:

• Aspi Ouest
• Nederman
• Donaldson
• ACT dust collectors
• Camfil
• Delfin (kleine systemen, gebaseerd op stofzuigers)

(PowderProcess.net heeft geen relatie met deze bedrijven)

Bron

[Maynard] Zes belangrijke overwegingen voor een correct ontwerp van stofafzuigsystemen, Maynard, PBE, 2018

[Constance] Het de volgende keer goed doen, Constance, PBE, 2019

[SHAPA] 10 Belangrijke stappen voor het vergelijken van voorstellen voor stofafzuigsystemen, Whitehead, SHAPA, 2002