Welche Rolle spielen innovative physikalische Messsysteme in der chemischen Industrie?

Verschlauchung verschiedener Raumluftmesspunkte in einer chemischen Großanlage mit dem Detektorsystem
19-Zoll-Rack mit verschiedenen Systemen und Prüfgaserzeugern zur Überwachung der Umgebungsluft in einer chemischen Großanlage

Die chemische Industrie belegt heute den 3. Platz hinter der Automobil- und Maschinenbaubranche, wenn es um den wirtschaftlichen Umsatz in Deutschland geht (Verband der Chemischen Industrie e.V.). Eine Industrielandschaft ohne den chemischen Sektor ist mittlerweile unvorstellbar.

Gerade der pharmazeutische Bereich wächst stetig in Asien, West- und Osteuropa. Die Branche vermerkt in den genannten Regionen pro Jahr ein wirtschaftliches Wachstum von ca 4-5% (World Chemistry Report April 2019). Neben der Pharmazie spielt auch die Pestidizherstellung, Erforschung von Biokraftstoffen und die Kunststoffherstellung eine große Rolle (Fachverband der Chemischen Industrie).

Oft hört man von dem großen Risiko, welches mit der Arbeit in der chemischen Industrie verbunden sein soll. Doch tatsächlich liegt, dank hohen Sicherheitsbestimmungen, die Anzahl der Arbeitsunfälle in Chemieanlagen nur im letzten Drittel im Vergleich mit den Arbeitsunfällen aller Wirtschaftsklassen. 2017 wurden insgesamt 1.904 Schäden in Deutschland gemeldet. Dazu gehören Arbeitsunfälle, Wegunfälle und Berufskrankheiten. Dennoch gelten chemische Arbeitsmittel als verbreitetste Ursache für eine Berufskrankheit, wie z. Bsp. „Allergie der Haut oder der Atemwege durch Berufs– und Gefahrenstoffe“. (Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische Industrie).

Um Krankheiten wie diesen vorzubeugen, wurde es zu einem Teil des Arbeitsschutzes auch die Umgebungsluft in chemischen Anlagen auf Gefahrenstoffe hin zu überwachen. Durch Leckagen oder Fehlfunktionen der Geräte kann es zum Austritt von gesundheitsgefährdenden Substanzen kommen, welche sich oftmals in der Atemluft anreichern. Bereits kleinste Stoffmengen im unteren ppb (parts per Billion – sehr kleine Einheit für Stoffmengenkonzentrationen) können bereits zu ernsthaften Erkrankungen führen. Dies stellt eine direkte Bedrohung der Mitarbeiter dar, welche oft erst viele Stunden nach Austritt der Giftstoffe bemerkbar wird. Deshalb wurden im Arbeitsschutz Mindestmengen für gefährdende Substanzen festgelegt, die maximal austreten dürfen, ohne dass sie einen gesundheitlichen Schaden verursachen.

Damit frühzeitig der Konzentrationsanstieg giftiger Substanzen alarmiert werden kann, entwickelt das IUT Technologies (Institut für Umwelttechnologie), unter anderem Gasanalysesysteme für chemische Anlagen. Mit Hilfe von modernster physikalischer Messtechnik werden Geräte entwickelt, die kleinste Stoffmengen detektieren und einen Alarm abgeben können. Dabei werden Verfahren wie die „Ionen-Mobilitäts-Spektroskopie“ oder ein „Photo-Ionisations-Detektor“ an den Anwendungszweck genau angepasst und zu einem Überwachungssystem geleitet. Das Berliner Unternehmen führt sowohl die Entwicklung, Fertigung als auch die Installation Vorort durch. Dabei werden mehrere Messpunkte, welche die Umgebungsluft analysieren, aufgebaut. Die Überwachung der Messungen erfolgt gebündelt im Kontrollraum wo auch die Detektoren stehen. Sobald ein Grenzwert in einem bestimmten Teil der Anlage überschritten wird, detektiert das System den Konzentrationsanstieg und gibt einen Alarm für den entsprechenden Bereich aus. Daraufhin können die nötigen Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden.

Im Zuge des Praktikums, habe ich einen Einblick in die Tätigkeiten des IUT Technologies gewinnen dürfen und wurde unterstützend in verschiedenen Aufgabenbereichen tätig. Hauptsächlich habe ich an der Kalibrierung der Messsysteme mitwirken dürfen. Eine weiterer wichtiger Aspekt bei sehr präzisen Messaufgaben, ist die stetige Betriebsmittelprüfung, denn nur dann kann ein exakter Messprozess gewährleistet werden. Deshalb werden stets verschiedenste Messgeräte geprüft und gegebenenfalls nachkalibriert, auch an diesen Prozessen durfte ich teilhaben. Abschließen ist festzuhalten, dass in der vorgestellten Branche stets ein hoher Anspruch an innovative physikalische Messsysteme bestehen wird, da sich sowohl die chemische Industrie als auch die Anforderungen an den Arbeitsschutz allgemein in Großanlagen stetig weiter entwickeln. Verschiedenste Messverfahren die auf physikalischer Technik basieren, werden stets optimiert um für den Schutz der Mitarbeiter zu sorgen.