DGUV Information 213-026 - Sicherheit und Gesundheit im chemischen Hochschulprak...

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Abschnitt 3.4, 3.4 Beheizen von Apparaturen
Abschnitt 3.4
Sicherheit und Gesundheit im chemischen Hochschulpraktikum Grundwissen für Studierende (DGUV Information 213-026)
Titel: Sicherheit und Gesundheit im chemischen Hochschulpraktikum Grundwissen für Studierende (DGUV Information 213-026)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: DGUV Information 213-026
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Satzung

Abschnitt 3.4 – 3.4 Beheizen von Apparaturen

Grundregel: Vorsichtig erhitzen!

Wenn bei erhöhter Temperatur gearbeitet wird, bilden chemische Reaktionen ein besonderes Gefahrenpotenzial, insbesondere beim Erhitzen entzündbarer Lösemittel. Die folgenden Hinweise sollen helfen, die sich daraus ergebenden Risiken zu vermeiden.

Alle beheizten Apparaturen mit brennbarem Inhalt müssen mit Kühlern zur Rückhaltung flüchtiger, brennbarer Stoffe versehen sein, siehe Kapitel 3.5 "Sicheres Arbeiten mit Kühlern".

Heizquellen müssen stets so angebracht werden, dass sie leicht und ohne Veränderung an der Apparatur entfernt werden können. Am besten sind hierzu Laborhebebühnen geeignet (siehe Abbildung 13).

Apparaturen, die entzündbare oder thermisch instabile Substanzen enthalten, dürfen niemals direkt mit einer offenen Flamme erhitzt werden, auch nicht über einem Drahtnetz oder Sandbad. Andernfalls kommt es im Havariefall zu einem schwer beherrschbaren Brandereignis!

Eine sichere Methode des Heizens ist die Verwendung von Flüssigkeits-Heizbädern, mit denen eine Wärmeübertragung bei geringer Temperaturdifferenz unter Einsatz eines Kontaktthermometers möglich ist.

Sandbäder dürfen nur verwendet werden, wenn die bei ihnen insbesondere beim Nachheizen auftretende ungleichmäßige Temperaturverteilung zu keiner Gefährdung führt. Verunreinigter Sand ist sofort zu entsorgen. Als Füllung geeignet ist geglühter See- oder Flusssand, der durch seine runde Körnung Glasflächen nicht anschneidet. Andere Sandarten, z. B. Spielplatzsand, Löschsand oder Sandarten aus dem Baustoffhandel, sind ungeeignet!

Stand der Labortechnik und allgemein geeignet als Heizquelle sind stufenlos regelbare elektrische Heizbäder (siehe Abbildung 15) und Magnetheizrührer mit geeigneten Badaufsätzen. Diese Bäder erlauben eine gleichmäßige Erwärmung ohne lokale Überhitzung - im Gegensatz zu Gewebeheizhauben - verbunden mit mechanischer Stabilität. Auf Magnetrührer aufgesetzte ölgefüllte Kristallisierschalen sind nicht geeignet. Empfehlenswert sind

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Abb. 15
Standardheizquelle im Labor für ein sicheres Heizen ist ein regelbares Heizbad

Heat-On-Aufsätze für Magnetheizrührer. Die Wärme wird gleichmäßig abgegeben und der Kolben sitzt fest in der Schale. Diese kühlen - im Gegensatz zum Sandbad - auch schnell wieder ab.

Gasbrenner dürfen nicht für die Erwärmung von Heizbädern, die entzündbare Flüssigkeiten erhitzen sollen, verwendet werden. Gasbrenner dürfen nur unter ständiger Aufsicht verwendet werden.

Gleichmäßiges Sieden von Flüssigkeiten muss durch Zugabe von Siedesteinchen, Siedeperlen (kleine Glaskugeln) oder kontinuierliches Rühren gewährleistet sein, da sonst mit Siedeverzügen zu rechnen ist. Die Siedesteine oder Siedeperlen sind in die kalte Flüssigkeit zu geben und können nur einmal benutzt werden.

Für unbeaufsichtigte Apparaturen, z. B. im Nachtlabor, sind selbstregelnde Systeme mit thermostatischer Kontrolle des Heizbades unerlässlich. Gegen die Folgen eines Ausfalls der Regeleinheit muss mit einem Übertemperaturschutz gesichert werden, z. B. durch ein zusätzliches Kontaktthermometer (siehe Kapitel 4.2).

Heizbadflüssigkeiten haben eine maximale Betriebstemperatur, oberhalb derer eine Zersetzung unter Bildung gesundheitsschädlicher Dämpfe oder auch Entflammung möglich ist. Wasserlösliche Heizbadflüssigkeiten sind zu bevorzugen.

Die Heizbadflüssigkeit ist immer dem beabsichtigten Zieltemperaturbereich anzupassen:

  • bis ca. 80 C → Wasser

  • ab ca. 80 bis ca. 140 C → Polyglycol

  • ab ca. 140 bis ca. 200 C → Silikonöl

Werden Heizbäder erhitzt, kann eine erhebliche Volumenausdehnung der Badflüssigkeit zum Überlaufen führen. Deshalb ist beim Aufbau darauf zu achten, dass bei eingetauchter Apparatur ausreichend Platz für die thermische Ausdehnung der Badflüssigkeit zur Verfügung steht (Füllgrad des Bads maximal 80 %). Zudem besteht erhebliche Gefahr der Hautverbrennung und beim Überhitzen Pyrolyse- und Entzündungsgefahr.

string Silikonölbrände dürfen nie mit Wasser gelöscht werden!
Für Brände von Silikonölbädern sind insbesondere Fettbrandlöscher (Kennbuchstabe F) bereitzuhalten. Fettbrandlöscher enthalten eine hochkonzentrierte Salzlösung, die beim Aufsprühen auf das brennende Öl zu einer Verseifung führt.

Kühlmittel (i.d.R. Wasser) dürfen nicht in heiße Silikonölbäder gelangen, Schläuche müssen mit Schlauchschellen gegen Abrutschen gesichert werden. Das Herabtropfen von Kondenswasser kann z. B. durch Anbringen einer Papiermanschette verhindert werden.

Flüssigkeitsheizbäder müssen kippsicher aufgestellt (standfest) und ihre Höhe muss gefahrlos eingestellt werden können. Stativringe sind zur Höheneinstellung ungeeignet. Besonders beim Einstellen der Höhe unter der Apparatur haben sich - gegebenenfalls fernsteuerbare - Labor-Hebebühnen bewährt. Distanzklötze und Ähnliches sind in der Regel nicht standfest genug, um bei einem versehentlichen Anstoßen zu verhindern, dass sich die heiße Badflüssigkeit über den Tisch und möglicherweise auch über Körperteile ergießt.

Bei Verwendung von Wasserbädern ist der Wasserstand regelmäßig zu kontrollieren und ggf. Wasser nachzufüllen. Wasserbäder dürfen nicht verwendet werden, wenn die Apparatur Substanzen enthält, die mit Wasser heftig reagieren (z. B. Alkalimetalle und deren Hydride).

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Abb. 16 und 16a
Halterungen für Haushalts- und Profiföhn (Heatgun)

Beheizen mit Heißluftgebläse

Beim Ausheizen von Apparaturen ist darauf zu achten, dass sich keine brennbaren Gegenstände, Flüssigkeiten oder Dämpfe im Gefahrenbereich befinden.

Ein Heißluftgebläse kann auch nach dem Ausschalten noch als Zündquelle wirken. Heißluftgebläse (Heißluftföhn/Heatgun) erreichen mit bis zu 550 C annähernd gleiche Temperaturen wie Bunsenbrenner. Dies gilt nicht nur für die Heizdrähte im Innern der Geräte, sondern auch für die Luftaustrittsdüse am vorderen Ende. Daher darf das Heißluftgebläse nur an sicherer Stelle (möglichst außerhalb des Abzugs) abgestellt werden (siehe Abbildung 16 und 16a).

Heißluftgebläse können durch die starke Luftströmung das Rückhaltevermögen von Abzügen empfindlich stören. Die Luftströmung des Gebläses kann Gase und Dämpfe aus dem Abzug befördern, dieser muss daher weitgehend geschlossen sein (Verwendung der horizontalen Fenster des Frontschiebers).

  • Siehe auch DGUV Information 213-850 "Sicheres Arbeiten in Laboratorien" (DGUV Information 213-851 "Working Safely in Laboratories"), Abschnitt 5.2.7