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BGN Berufsgenossenschaft Nahrungs­mittel und Gastgewerbe
Ein Forscher und eine Forscherin sitzen am Schreibtisch im Labor und arbeiten an Messgeräten.

Forschung, Mess- und Analyseservice

Mess- und Analyseservice

Wir beraten und unterstützen Sie

Mitarbeiter der Forschung bei der Arbeit

Ab sofort gibt es das BGN-Branchenwissen online! Der Einstieg ist einfach und für die einzelnen Branchen optimiert. 

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Forschung

Wir forschen für Sie

Ein Mann sitzt in einem Labor und schaut auf ein Tablet.

Hier finden Sie unsere Arbeitsmaterialien zum Thema Unterweisung

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Mess- und Analyseservice

Das Zentrallabor der BGN bietet Ihnen verschiedene Dienstleistungen an: Neben dem Mess- und Analyseservice können Sie sich von unseren Expertinnen und Experten beraten lassen oder eine unserer Schulungen besuchen.

Die Dienstleistungen befinden sich dabei in ständigem Austausch mit der anwendungsorientierten Forschung. Nur so können branchenspezifischen Erfahrungen in die Forschung bzw. Forschungsergebnisse in den Dienstleistungssektor einfließen. Alle Dienstleistungen können von den Mitgliedsbetrieben über die jeweiligen Aufsichtspersonen in Anspruch genommen werden.

Kanister_Gefahrstoffe

Gefahrstoffmessungen können vorgenommen werden, wenn an bestimmten Arbeitsplätzen oder in bestimmten Bereichen gesundheitliche Beschwerden oder Geruchsbelästigungen auftreten.

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In zwei Petrischalen werden Wasserproben aus einer Verdunstungskühlanlage auf Legionellen untersucht.

Eine Belastung durch Biostoffe am Arbeitsplatz könnte zu gesundheitlichen Beschwerden führen. Der Fachbereich Mikrobiologie / Betriebshygiene des Zentrallabors bietet umfangreiche Hilfen und Angebote zum Messen und Bewerten von Biostoffen an.

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Heinzelmann

Wird in einem Arbeitsbereich subjektiv ein zu hoher Lärmpegel oder eine unzureichende Akustik festgestellt, kann als erste Maßnahme eine orientierende Messung vorgenommen werden.

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Frau schaut aus weit geöffnetem Fenster.

Bestehen im Betrieb Probleme mit dem Klima (Hitze, Kälte) oder gibt es Klagen im sogenannten Komfortbereich (z. B. Zugerscheinungen im Büro) so bietet das Zentrallabor Messungen an, mit deren Hilfe das Problem analysiert werden kann. 

Wir beurteilen die klimatischen Verhältnisse anhand einschlägiger Normen und schlagen Maßnahmen zur Verbesserung dieser Verhältnisse vor. Auch die qualitative und quantitative Beurteilung von Lüftungs- und Klimaanlagen kann das Zentrallabor durchführen. Hierfür steht neben Lufttemperatur- und Geschwindigkeitsmessungen ein Tracergasmesssystem zur Verfügung. Mit Hilfe von Tracergas können Volumenströme, Luftausbreitungen, unerwünschte Verschleppungen, Absaugwirkungsgrade u. a. recht genau bestimmt werden. Einen qualitativen Überblick über Luftströmungen geben Nebelgeneratoren.

In den letzten Jahren sind verschiedene innovative Lüftungstechniken aus anderen Branchen auf die Lebensmittelindustrie übertragen und für sie speziell angepasst worden. Beispiele hierfür sind die Schichtenströmung und die Düsenplatte, die die Lufttechnik in Küchen revolutionieren konnten. 

Self employed business person working from home

Dass es einen Zusammenhang zwischen der Beleuchtung von Arbeitsplätzen und der Leistungsfähigkeit von Beschäftigten gibt, ist wissenschaftlich belegt. Das Zentrallabor bietet deshalb Beleuchtungsstärkemessungen und Beurteilungen nach der Arbeitsstättenregel ASR A3.4 „Beleuchtung“ an.

Explosion

Das Zentrallabor bietet im Bereich Brand- und Explosionsschutz ein umfassendes Spektrum von Dienstleistungen an: Von der Quantifizierung der stofflichen Eigenschaften über die Beratung zum sicheren Anlagenbetrieb bis hin zur Prüfung von Geräten und Schutzsystemen können Sie mit kompetenter Unterstützung rechnen. 

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Simulierte Temperaturverteilung in zwei aneinanderreibenden Stahlscheiben (1 Minute nach Reibungsbeginn)

Im Fachbereich Physik und Technik stehen Ihnen Physiker, Elektroniker, Konstrukteure, Softwareingenieure und Techniker zur Verfügung, die Ihnen ganz verschiedene Fragen aus physikalisch-technischen Fachrichtungen (z. B. Mechanik, Elektrotechnik/Elektronik, Optik) zum Arbeitsschutz beantworten können.

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Forschung

Technologischer Wandel, gesellschaftliche Veränderungen und eine sich ändernde Gesetzgebung stellen die Betriebe stetig vor neue Herausforderungen. Auch der Arbeits- und Gesundheitsschutz ist hiervon betroffen. Neue potenzielle Gefährdungen müssen frühzeitig erkannt und unter Berücksichtigung realer Betriebsbedingungen analysiert werden. Vorrangiges Ziel ist die Entwicklung von praktikablen Lösungen, die dem branchenspezifischen Risiko angemessen und wirtschaftlich vertretbar sind.

Im Geschäftsbereich Prävention unterstützen wir sowohl durch unsere Expertinnen und Experten, Laboratorien als auch durch die Zusammenarbeit mit externen Instituten die anwendungsorientierte Forschung. Sie leistet einen wichtigen Beitrag, um die Risiken von Arbeitsunfällen und Berufskrankheiten zu reduzieren. Fundiertes Branchenwissen und Kenntnis des Stands von Wissenschaft und Technik sind unsere Grundlage, um mit interdisziplinärer Vorgehensweise praktikable Lösungen zu entwickeln. Ungewollte Problemverlagerungen werden vermieden.

Zahlreiche Forschungsprojekte werden in Kooperation mit der Forschungsgesellschaft für angewandte Systemsicherheit und Arbeitsmedizin e.V. (FSA e.V.) durchgeführt, die von der BGN mitgegründet wurde. Sie kann bereits auf eine 30-jährige Erfolgsgeschichte zurückblicken.

Beispiele aus Forschungsprojekten und Entwicklungen:

Staubkonzentrationsmessgerät SKG7 Typ 18

Die BGN hat in Kooperation mit der Forschungsgesellschaft für angewandte Systemsicherheit und Arbeitsmedizin e.V. (FSA e.V.) ein optoelektronisches Staubkonzentrationsmessgerät entwickelt, das die Messung von Staubkonzentrationen im Bereich von 1 g/m³ bis ca. 1000 g/m³ in Echtzeit ermöglicht. Es handelt sich bis heute um das einzige verfügbare Messgerät für explosionsfähige Staubkonzentrationen. Die neueste Entwicklungsstufe erfüllt die Anforderungen der europäischen „ATEX“-Richtlinie 2014/34/EU (siehe Foto). Es kann somit auch in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden, die Zone 20 entsprechend der Gefahrstoffverordnung angehören.       

Mit Hilfe des Messgerätes kann in Räumen, Anlagen oder Maschinen festgestellt werden, ob und unter welchen Betriebsbedingungen tatsächlich explosionsgefährliche Staub-Luft-Gemische auftreten können. Messungen wurden bereits in Silozellen, Filteranlagen, Rohrleitungen, Mischern, Mühlen und in zahlreichen anderen Anlagenbereichen erfolgreich durchgeführt.

Computersimulation einer Staubwolke bei pneumatischer Silobefüllung

Auf der Grundlage umfangreicher Messdaten wird ein Modell entwickelt, das die Berechnung der räumlichen und zeitlichen Verteilung der Staubkonzentration und der Turbulenzintensität in Silos und Behältern während der Befüllung ermöglicht. Die resultierenden Staubwolken lassen sich mit Hilfe dieses Modells für verschiedene Befüllungsverfahren und Silogeometrien computergestützt simulieren und auswerten (Siehe Grafik, die eine Momentaufnahme aus der Computersimulation einer entstehenden Staubwolke (Maisstärke) unmittelbar nach Beginn der pneumatischen Silobefüllung zeigt.).

Hierdurch wird eine risikobezogene Auslegung konstruktiver Schutzmaßnahmen ermöglicht, um die gefährlichen Auswirkungen einer möglichen Staubexplosion auf ein akzeptables Maß zu begrenzen. Gegenüber einer konservativen Worst-Case-Betrachtung lassen sich im Anlagenbau dadurch erhebliche Kosten aufgrund zu hoher Anforderungen einsparen.

Eingabefenster aus ExProtect

Das Programm-Paket „ExProtect“ bietet die Möglichkeit, verschiedene sicherheitsrelevante Berechnungen für den Staubexplosionsschutz durchzuführen. Dabei geht es zum Beispiel um die Fragestellungen, wie stark Scharniere von Explosionsklappen auszulegen sind, welche Entlastungsfähigkeit eine Explosionsklappe besitzt, wie groß Entlastungsflächen von Behältern und Silos bei verschiedenen Betriebszuständen sein müssen, wie Entlastungsflächen an Elevatoren auszulegen sind oder welchem Explosionsdruck ein Behälter standhalten kann (Siehe Grafik, die ein Eingabefenster der Software ExProtect® am Beispiel der Berechnung von Druck-entlastungsflächen für Becherelevatoren zeigt.).

Messergebnisse für Auslegung von Schutzmaßnahmen gegen Staubexplisionen

Bei der Befüllung von Silos mit feinstaubhaltigen stückigen Schüttgütern, z. B. Pellets oder Getreide, muss mit dem Auftreten explosionsfähiger Staub-Luft-Gemische gerechnet werden. Im Rahmen einer Gefährdungsbeurteilung wird in diesem Fall im Allgemeinen die konservative Annahme getroffen, dass eine explosionsgefährliche Atmosphäre während der Befüllung im gesamten Silo oder Behälter vorliegt. Die Zielsetzung des Projekts besteht darin auf der Grundlage von Messdaten belastbare Erkenntnisse über die realen Verhältnisse zu erhalten (siehe Grafik). Hierfür werden sowohl auf dem Versuchsfeld als auch in realen Industrieanlagen Messungen mit einem eigens entwickelten Messverfahren durchgeführt.

Die Messergebnisse ermöglich eine risikobezogene Auslegung der Schutzmaßnahmen gegen Staubexplosionen. Überzogene Anforderungen mit entsprechend hohen Kosten können vermieden werden. In vielen Fällen wird es sogar möglich sein, auf konstruktive Schutzmaßnahmen verzichten zu können.

Grafik: Maximale gemessene Staubkonzentrationen in einem Silo bei Befüllung mit

  • a) Holzpellets mit 1% Feinstaubanteil (linke Bildhälfte) 

  • b) Holzpellets mit 30 % Feinstaubanteil (rechte Bildhälfte)

Grafik zeigt das Funktionsprinzip einer Rohrförderschnecke zur Explosionsentkopplung

Bei Transport, Lagerung und Verarbeitung brennbarer Schüttgüter besteht die Gefahr von Staubexplosionen. Um in diesem Falle die Flammenübertragung in angeschlossene Anlagenbereiche mit dem Risiko schwerer Sekundärexplosionen zu verhindern, müssen explosionstechnische Entkopplungsmaßnahmen ergriffen werden. Hierfür werden zum Beispiel Schnellschlussschieber, Explosionsschutzventile oder Löschmittelsperren in die verbindenden Rohrleitungen eingebaut, die durch Detektionssysteme aktiviert werden.

Die BGN / FSA hat als kostengünstige Alternative eine verfahrenstechnische Schutzmaßnahme entwickelt. Hierfür wurde eine häufig verwendete mechanische Fördereinrichtung technisch so modifiziert, dass sie im Zusammenwirken mit dem geförderten Schüttgut gleichzeitig als explosionstechnische Entkopplungsmaßnahme dient. Der Einbau zusätzlicher Explosions-Entkopplungseinrichtungen ist in diesem Falle nicht mehr erforderlich.

Das Prinzip beruht auf der Verwendung eines Rohrschneckenförderers, bei dem mittig 1,5 bis 2 Wendelgänge aus der Förderschnecke entfernt werden. Im normalen Förderzustand wirft sich das Schüttgut an dieser Stelle derart auf, dass der gesamte Rohrquerschnitt wie durch einen Pfropfen verschlossen wird. Da die Pfropfenlänge jedoch nur 1,5 bis 2 Wendelgänge beträgt, wird die normale Förderung dadurch nicht beeinträchtigt. Das Funktionsprinzip ist in der Grafik dargestellt. 

Diese verfahrenstechnische Explosionsschutzmaßnahme kann angewandt werden, wenn es sich um tendenziell schwer fließende Schüttgüter handelt. Dies ist in vorliegender Anwendung dann der Fall, wenn der dimensionslose Fließfähigkeitsfaktor ffc < 5 beträgt. Zu solchen Schüttgütern zählen zum Beispiel Puderzucker, Mehle, Cellulose oder Milchpulver.

Weitere technische Anforderungen an derart modifizierte Rohrschneckenförderer, die sich für die Explosions-Entkopplung eignen, können dem Abschlussbericht des Forschungsprojekts entnommen werden (Link zum Abschlussbericht auf der FSA-Homepage). Ein „Technical Report“ befindet sich im europäischen Normungskommittee CEN TC 305 WG 3 in Vorbereitung.

zur Video-Animation

Zentrallabor

0621 4456-3495

Franziska Engelhart

zl_praevention@bgn.de zl_praevention@bgn.de

Ansprechpartner

Forschung

Dr. Albrecht Vogl 
0621 4456-3606 
albrecht.vogl@bgn.de

E-Mail
Ansprechpartner

Messtechnischer Dienst

Dr. Peter Rietschel 
0621 4456-3450 
peter.rietschel@bgn.de

E-Mail
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Forschung fürs Gastgewerbe

INDIGHO

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