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食品および農産物加工業における可燃性粉塵の軽減

食品および農産物加工業者は、可燃性粉塵リスクの軽減で製造業をリードしてきました。 全米防火協会(NFPA)が可燃性粉塵のリスクに関する規格の改訂版を発行しました。この機会に、緩和戦略を見直し、場合によっては修正を加えていくことができます。

規制の背景

NFPA規格は、連邦法には含まれていないものの業界のベストプラクティスと見なされています。 多くの自治体はNFPA規格を条例で採用しています。OSHAの検査官も、安全でない労働条件を挙げる際に、NFPA規格の一般義務条項を参照することがあります。

食品および農産物の加工に最も関連する規格は、NFPA 61「農業および食品加工施設における火災および粉塵爆発防止規格」です。 NFPA 61の最新版では、可燃性または爆発性の粉塵が発生する既存の農業および食品加工施設は、2022年1月1日までに粉塵危険分析(DHA)を完了するよう義務付けています。 DHAの策定をガイドするため、この規格には、危険の特定方法に関する章とDHAプロセスのチェックリストの例も含まれています。

可燃性の粉塵とプロセスのリスクを特定したら、次は戦略と設備を評価し、リスクを最適に軽減する方法を決定する必要があります。 火災や爆発の初期段階で燃焼を防ぎ、施設を保護するための6つの戦略と機器のオプションを次に示します。

予防戦略と設備

施設の清掃 壊滅的な火災や爆発のリスクを減らすには、適切な清掃が不可欠です。 最初の爆燃によって、壁、天井、パイプ、桁などに蓄積した粉塵が舞い上がると、これが2回目の、場合によってはより大きな爆発の燃料になる可能性があります。 床から天井まで定期的に点検と清掃を行えば、危険を抑えることができます。

集塵機 集塵システムは空気をフィルターし、粉塵の蓄積を防ぎます。 また、気流を生み出し、指定箇所で粉塵を捕捉して集塵機に送り込みます。

技術の進歩により、さまざまなサイズの集塵機システムが登場し、屋外用も屋内用も選べるようになりました。 屋外に設置することで、追加の軽減戦略を取ることができます。 たとえば、屋外集塵機の場合、適切に隔離されていれば、集塵機自体の燃焼を許容できる場合もあります。 ただし食品メーカーには、屋内用の局所集塵機を検討すべき3つの正当な理由があります。

相互汚染の制限 — 発生した飛散粉塵を発生箇所で回収することで、製品ライン間の相互汚染を防ぐことができます。 また、揮発性で燃焼リスクの高くなる粉塵の混合を防ぎます。

クリーナー設備 — 発生箇所付近で粉塵を除去することで、粉塵の蓄積を最小限に抑え、他の対策を使った場合に必要となる長いダクトの設置を回避できます。 ダクトが少なければ、爆燃が施設全体に広がる可能性も低くなり、 システムの導入費用の削減やメンテナンスの簡素化につながることもあります。

ダウンタイムの削減 — 単一のポイントで使われる集塵機は必要に応じて電源を切ることができ、生産ライン全体に影響が出ることもありません。 そのためダウンタイムを減らし、場合によってはエネルギーコストも節約できます。

保護戦略と設備

予防の取り組みに加え、燃焼発生時の被害を抑えるための保護戦略と設備も用意する必要があります。 食品加工業における保護方法では、隔離、通気、抑制に重点が置かれています。

隔離装置 隔離装置は、燃焼の初期段階で圧力上昇を検知し、爆燃がダクト経由で伝播するのを防ぎます。

パッシブ装置 — フロー作動式遮断弁は、圧力波によって作動し、集塵システムの指定領域内に爆発を封じ込めます。

アクティブ装置 — アクティブ装置(インレットとアウトレット)は火災・爆発の両方に対応しており、センサーと信号で事前設定の応答を発動します。 防爆弁は、炎がダクト内に広がるのを防ぎます。 防火ダンパーは、検出システムが火災を検知すると、煙と炎を迂回させます。 

爆発ベント 爆発性粉塵は通常、爆発ベントによって軽減されます。爆発ベントは指定圧力で意図的に開口され、指定された安全な場所にガスを放出します。 この種のベントは安価で効果的な管理手段ですが、排出先は屋外にする必要があります。

フレームレス爆発ベント — フレームレス爆発ベントは爆発ベントの従属カテゴリーです。ステンレス鋼の金属メッシュが取り付けられており、圧力を解放しながら火炎面を封じ込めます。 従来の爆発ベントとは異なり、フレームレスベントは外壁や屋根から排気を行う必要はありませんが、 従来の爆発ベントとは性能が異なります。 お客様の施設に最適なベントについては、ベンダーにご確認ください。

防爆システム — 防爆システムは、センサーを使って圧力変化を検出し、爆燃から数ミリ秒内に、火炎抑制剤(多くの場合は重曹)を集塵機に注入します。 防爆システムを使うことで二次火災や二次爆発のリスクを減らし、事後清掃の時間を短縮できます。 屋内に設置する場合や、粉塵を集塵機内部に留めておきたい場合にも推奨されます。 防爆システムは、隔離戦略として入口ダクトや出口ダクトにも設置できます。

運用の最適化

粉塵危険分析の策定プロセスでは、検討事項が多数存在します。 NFPA 61のチェックリストは、既存の可燃性粉塵のリスクに対処する際の手引きとして利用できます。 (NFPA 61の付録F 「粉塵危険分析チェックリスト — 既存施設の例」を参照してください)。

大規模な変更や新しいプロセスにもDHAは必要なため、近い将来実施予定の改修や拡張について確認することも有益です。 プロセスや設備を更新する一般的な理由には、食品安全強化法(FSMA)への適合、技術の進歩、生産率の向上などがあります。 リスク軽減計画を運用のアップグレードに統合すると、コストの削減や、DHAプロセスのスムーズな実行につながります。

最後に、リスク軽減策を検討する際には、燃焼の総コストを必ず確認しましょう。 最新技術は初期費用が高くつきますが、ダウンタイム、事後清掃の手間、損害などを抑えるオプションは、総合的に見ればそれほど高額ではない場合もあります。

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