Các nghiên cứu khám phá rủi ro cháy của hỗn hợp trộn sẵn, thức ăn chăn nuôi thành phẩm

Bản chất của nguyên liệu thô và các quá trình liên quan đến sản xuất thức ăn chăn nuôi là nguyên nhân dẫn đến sự hình thành và tích tụ bụi trong các nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi. Điều đó làm tăng nguy cơ xuất hiện các vụ nổ.

Ở Châu Âu, quy định về bụi được thực hiện theo chỉ thị ATEX, bao gồm hai chỉ thị của EU: một cho thiết bị (94/9 / EC) và một cho môi trường làm việc (94/92 / EC). Theo chỉ thị này, người sử dụng lao động phải phân loại các khu vực có thể xảy ra môi trường dễ nổ nguy hiểm. Để giúp các nhà sản xuất thức ăn chăn nuôi quản lý rủi ro và tổ chức các khu vực của họ, các nhà nghiên cứu từ Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia  (CNRS), ở Nancy, Pháp, chuyên về các vụ nổ bụi đã thực hiện các nghiên cứu thực tế.

Một vụ nổ xảy ra rất nhanh khi nhiệt độ và áp suất tăng lên đến điều kiện phù hợp. Công tác phòng ngừa và bảo vệ các thiết bị để giảm nguy cơ cháy cần được thực hiện đúng quy trình.

Các nhà máy thức ăn chăn nuôi sử dụng nhiều loại nguyên liệu và sản xuất một số thành phẩm cũng phải được đánh giá về khả năng dễ cháy và nổ. Một số nghiên cứu đã được các nhà khoa học công bố đưa ra dữ liệu về khả năng bắt lửa của bụi và khả năng gây nổ của các sản phẩm “lý tưởng”. Nhưng trong ngành, sản phẩm hiếm khi đơn lẻ. Mức độ ẩm và kích thước hạt, cũng như đặc tính hóa học của sản phẩm và hỗn hợp, cũng khác nhau dẫn đến rủi ro khác nhau. Do đó, quản lý ngành hiệu quả đòi hỏi các thử nghiệm phải được tiến hành trên vật liệu “thực” và điều kiện “thực”. Hoặc tiến hành các thử nghiệm với các đặc điểm tình huống xấu nhất, tức là thử nghiệm với loại bụi tốt dễ cháy nổ nhất hiện có.

Để nâng cao kiến ​​thức của các nhà sản xuất thức ăn chăn nuôi về tính dễ cháy và khả năng nổ của sản phẩm của họ, trung tâm công nghệ Tecaliman của Pháp đã tiến hành bốn loạt thử nghiệm với Phòng thí nghiệm Khoa học Kỹ thuật Hóa học (LSGC), một phòng thí nghiệm nghiên cứu chuyên biệt thuộc CRNS.

Sự tích tụ của bụi làm tăng nguy cơ xảy ra các vụ nổ ở nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi

Mối liên hệ của các yếu tố nguyên nhân và hệ quả trong các vụ nổ được minh hoạ bởi một hình lục giác. Trong đó sự hiện diện của nguồn đánh lửa là một trong những yếu tố quan trong và sự cháy (oxy) và chất cháy (hạt) là hai yếu tố còn lại. 3 yếu tố này được gọi là ‘tam giác lửa”. Đi từ tam giác lửa đến lục giác nổ cần thêm ba yếu tố: một đám mây bụi lơ lửng; miền khả năng nổ, nghĩa là, nồng độ bụi phải cao hơn mức độ nổ tối thiểu, thay đổi tùy theo bản chất của bụ. Bất kỳ sự gia tăng nhiệt độ nào của bụi khi nó trộn lẫn với quá trình đốt cháy (không khí) đều làm tăng năng lượng của nó. Điều này giải thích tại sao một số quá trình đánh lửa có thể bắt đầu tự phát. Bất kỳ sự đốt cháy hạt ban đầu nào cũng sẽ gây ra sự bắt lửa của các vùng xung quanh.  Vụ nổ ban đầu sẽ kích hoạt sự lơ lửng của các hạt, do đó, gây ra các vụ nổ thứ cấp trong toàn bộ cơ sở, làm trầm trọng thêm thiệt hại. Chế độ nổ phổ biến nhất trong các nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi là xì hơi, trong đó luồng khí xuất hiện trước ngọn lửa với tốc độ vài chục mét / giây. Mức tăng áp suất sau đó sẽ đạt 4 đến 12,10. Khi quá trình khử cháy xảy ra trong một hợp chất gần, áp suất thường cao hơn từ bảy đến tám lần áp suất ban đầu. Một kiểu nổ khác có thể xảy ra trong các đường ống hoặc phòng dài nơi tỷ lệ chiều dài / đường kính lớn hơn năm. Khi đó, tốc độ ngọn lửa trở nên siêu âm và áp suất quá cao có thể vượt quá 30 lần áp suất ban đầu.

Hai vấn đề cần xác định khả năng bắt lửa và nổ của một sản phẩm gồm: độ bén lửa, và mức độ nghiêm trọng của vụ nổ. Điều này rất quan trọng để phòng ngừa nguy cơ chát bổ cũng như sử dụng các thiết bị cần thiết để giảm thiể rủi ro.

Độ bén lửa của một sản phẩm sẽ phụ thuộc vào một số yếu tố:

• Năng lượng đánh lửa tối thiểu (MIE) của hỗn hợp bụi / không khí
• Mức độ nổ thấp hơn (LEL) xác định nồng độ tối thiểu trong không khí mà một vụ nổ có thể xảy ra
• Nhiệt độ đánh lửa tối thiểu (MIT) có thể khác nhau nếu bụi có trong đám mây và theo lớp
• Giới hạn nổ thấp hơn (LEL)

Mức độ nghiêm trọng của vụ sẽ được xác định bởi hai đặc điểm:

• Áp suất tối đa khi nổ (Pmax)
• Vận tốc tối đa của độ cao áp suất (dP / dt) max, cơ sở cho tính toán Kst; Kst là một hằng số.

Các sản phẩm thức ăn chăn nuôi được nghiên cứu về tính nổ

Tuỳ thuộc vào thành phần có trong hỗn hợp sản xuất thức ăn chăn nuôi mà cháy nổ xảy ra ở các mức độ khác nhau

Các nghiên cứu mới nhất của Tecaliman về vụ nổ nhằm mục đích thu được kiến ​​thức hóa lý tốt hơn về bụi sinh ra trong quá trình sản xuất thức ăn chăn nuôi, được thu thập trên bộ lọc của máy xay, ba hỗn hợp trộn trước và năm loại thức ăn chăn nuôi cuối cùng.

Hàm lượng hỗn hợp trộn trước của nhà máy là 51 đến 53% đối với Premix 1; 2 đến 4 phần trăm cho Premix 2; và 20 đến 22 phần trăm đối với Premix 3. Ba loại sản phẩm cho thấy những phản ứng rất khác nhau. Ba hỗn hợp trộn thử nghiệm cho thấy gần như không nhạy cảm với cháy nổ. Không có gì ngạc nhiên khi các hạt bụi là vật liệu có độ nhạy nổ cao hơn trong máy nghiền. Các sản phẩm có hàm lượng tro cao hơn ít nhạy cảm với lửa hơn và mức độ nghiêm trọng của vụ nổ cũng thấp hơn. Với độ nhạy bắt lửa cao và khả năng tạo ra những vụ nổ mạnh nhất, lớp bụi tích tụ trên bộ lọc máy xay là sản phẩm có nguy cơ cao nhất trong máy xay.

Máy lọc tĩnh điện giảm thiểu nồng độ bụi, đảm bảo an toàn hơn cho các nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi