Welkom bij

---

Minimale Ontstekingsenergie van stof

Fysische betekenis en gebruik in risicobeoordeling van poeder-MIE

Volg ons op Twitter 
Vraag, opmerking? Neem contact met ons op via admin@powderprocess.net

---

Sectie samenvatting
1. Definitie van MIE
2. Bepaling van MIE
3. Typische MIE-waarden
4. Gebruik in risicobeoordeling
5. MIE van veelvoorkomende stoffen

---

1. Definitie van MIE

Wat is de MIE van een poeder?

De Minimale Ontstekingsenergie (MIE) is zeer belangrijk voor stofexplosierisico-analyses, het zal aantonen hoe gemakkelijk een stofwolk kan worden ontstoken. De MIE is gelijk aan de minimale energie die moet worden toegevoerd door een vonk aan een stofwolk met een specifieke concentratie om deze te ontsteken volgens een specifieke experimentele procedure [Laurent].

2. Experimentele bepaling van MIE

Hoe meet je de Minimale Ontstekingsenergie van een stofwolk?

De MIE wordt experimenteel gemeten. Het experiment bestaat uit het in suspensie brengen van het te testen poeder in een wolk die een concentratie heeft tussen de minimale explosieconcentratie en maximale explosieconcentratie (het bepalen van deze concentratie kan aanvullende experimenten vereisen) en vervolgens proberen deze te ontsteken. Het kan nodig zijn om de deeltjesgrootteverdeling te standaardiseren voordat het poeder wordt getest [Glor]: stof met een grootte kleiner dan 63 micron wordt genoemd in de Europese norm en in verschillende onderzoeksartikelen. Dit is belangrijk omdat de MIE afneemt met de deeltjesgrootte en zelfs als het product groter is dan 63 micron, kunnen bulk-solids-handelingsoperaties zoals pneumatische transport leiden tot de generatie van fijn stof [Glor]. Het vochtgehalte, een belangrijke bijdragende factor bij stofexplosies, moet ook worden gestandaardiseerd voor de test [EN13821].

Vonken worden vervolgens gegenereerd met behulp van elektroden. Afhankelijk van de betrokken energie, kunnen de vonken al dan niet een explosie veroorzaken.

De MIE is de kleinste energie waargenomen op de elektroden die een explosie van het poeder bij de geteste concentratie veroorzaakt. Kleinere energieën veroorzaken geen explosie.

Om representatief te zijn, moeten dergelijke experimenten worden uitgevoerd door gerenommeerde testinstituten met een duidelijk protocol (bijvoorbeeld: ASTM E2019 in de VS, IEC 1241-2-3 of EN 13821 in Europa). Het testapparaat vermeld in de norm is ook belangrijk, aangezien waarden licht kunnen verschillen tussen verschillende apparaten (bijv. MIKE 3 en HARTMANN-buizen [Janes]). Veel parameters kunnen de resultaten van de MIE-meting beïnvloeden, vandaar de noodzaak om contact op te nemen met professionele instituten.

Het moet ook worden opgemerkt dat MIE kan worden getest met en zonder inductantie in het testapparaat [Janes]. Testen met inductantie is conservatief en zou de laagst mogelijke MIE-waarde moeten opleveren. Als de procesomstandigheden echter goed gedefinieerd zijn en de risico's alleen betrekking hebben op vonken door statische elektriciteit, kan het interessant zijn om met het testinstituut te bespreken of MIE zonder inductantie relevanter zou zijn. Als andere ontstekingsbronnen in overweging moeten worden genomen of als de procesomstandigheden niet goed bekend zijn, zullen tests met inductantie meer veiligheidsmarges bieden.

3. Typische MIE-waarden

Wat zijn de MIE-waarden die een significant stofexplosierisico creëren?

MIE-waarden liggen doorgaans tussen 1 mJ en 1000 mJ [Janes]. Hoe lager de MIE, hoe hoger het explosierisico, aangezien een zeer kleine energie-inbreng een stofwolkexplosie kan veroorzaken.

MIE < 3 mJ moet worden verwerkt met specifieke maatregelen, het stof is extreem gevoelig voor ontsteking. Sommige apparatuursuppliers weigeren zelfs projecten met dergelijke lage MIE-waarden, omdat ze extreem gevoelig zijn, zelfs voor kleine vonken.

MIE ≥ 3 mJ vereist speciale aandacht en maatregelen bij het verwerken van het poeder, rekening houdend met risico's zoals statische elektriciteit, mechanische vonken, enz.

Elke verwerker moet een stofexplosierisico-analyse uitvoeren om het risico met betrekking tot een specifiek materiaal in een specifiek proces te beoordelen en de nodige voorzorgs- en mitigatiemaatregelen te nemen.

Welke parameters beïnvloeden de MIE?

De aard van het materiaal is natuurlijk een van de parameters die de MIE verhoogt of verlaagt; sommige materialen zijn eenvoudigweg gemakkelijker te verbranden dan andere en hebben een lagere MIE. Het vochtgehalte is ook belangrijk, evenals de temperatuur. Ten slotte is een cruciale parameter eigenlijk de grootte van het poeder. Inderdaad, de MIE varieert met de derde macht van de diameter van het stofdeeltje:

MIE = f(d^³)

Dit betekent dat hoe kleiner de deeltjes zijn, hoe lager de MIE zal zijn en hoe gevoeliger het stof zal zijn voor een ontstekingsbron. Deze afhankelijkheid is belangrijk om de variaties in MIE te interpreteren en begrijpen die kunnen optreden tussen tests van hetzelfde materiaal: ingenieurs die met explosierisico's te maken hebben, zullen waarschijnlijk hebben opgemerkt dat verschillende bronnen verschillende MIE-waarden kunnen geven voor hetzelfde materiaal.

Dit is vaak te wijten aan de grootte van de deeltjes die zijn getest. Testinstituten zullen proberen het poeder onder de 63 micron te brengen voor testdoeleinden, maar ze zullen niet exact op deze waarde zitten en de werkelijke gemiddelde deeltjesdiameter van het geteste monster zal variëren. Omdat MIE = f(d^³) betekent dit dat zelfs kleine variaties in deeltjesgrootte een sterk effect zullen hebben op de MIE. Het wordt daarom aangeraden, bij het uitvoeren van tests of het vergelijken van tests, om de daadwerkelijke d50- en d90-waarden van het geteste monster te verkrijgen zodat de resultaten correct kunnen worden geïnterpreteerd en de juiste MIE kan worden geselecteerd.

4. Gebruik in risicobeoordeling

Hoe stofexplosierisico's beoordelen met behulp van de MIE?

De MIE is een sleutelgegeven om te overwegen voor elke ontstekingsbron, aangezien de energie die de ontstekingsbron kan genereren al dan niet een explosie kan veroorzaken, afhankelijk van of deze lager of hoger is dan de MIE.

Het is noodzakelijk om de energie die door de ontstekingsbron wordt gegenereerd te berekenen tijdens een risicobeoordeling, bijvoorbeeld voor de volgende ontstekingsbronnen:

• Vonkontlading
• Borstelontlading
• Korona-ontlading
• Voortplantende borstelontlading
• Kegelontladingen
• Mechanische vonken
• enz...

Het is ook ZEER belangrijk om te verifiëren of het gas in het stof/gasmengsel enkel lucht is, of dat er mogelijk brandbaar gas of oplosmiddel aanwezig kan zijn. Een brandbaar gas kan namelijk de **MIE (Minimum Ontstekingsenergie)** van het mengsel drastisch verlagen en de situatie extreem gevaarlijk maken. [Glor]. Dit moet worden bepaald in de risicoanalyse.

5. MIE van veelvoorkomende stoffen

Hieronder vindt u enkele MIE-gegevens uit de literatuur.

WAARSCHUWING: dit zijn algemene waarden zonder garantie. Een risicobeoordeling en ontwerp MOETEN ALTIJD verwijzen naar het **Veiligheidsinformatieblad (MSDS)** van het **DAADWERKELIJKE** product, met tests uitgevoerd op het **DAADWERKELIJKE** materiaal door een gerenommeerd instituut.

Resultaten uit verschillende bronnen kunnen verschillen, aangezien de testprocedures zeer gevoelig zijn voor vele parameters (zie hierboven). Daarom is extra voorzichtigheid geboden: controleer onder welke omstandigheden de stoffen zijn getest en voer indien nodig aanvullende tests uit..

Tabel 1: **Minimale Ontstekingsenergie (MIE)** van veelvoorkomende materialen in mJ, in lucht

Een veelgestelde vraag is: wat is de MIE van een **poedermengsel**? Veel industrieën verwerken mengsels als eindproduct (farma, voedingsmiddelenindustrie), dus het is noodzakelijk om de MIE van het mengsel te bepalen.

Het berekenen van de MIE van een mengsel is in werkelijkheid niet eenvoudig,hoewel er in de literatuur modellen zijn voorgesteld [Bisel]. Uit deze studie blijkt dat de MIE van het mengsel lijkt te worden bepaald door de component met de **laagste MIE**, tot minimaal 50 gewichts% van een "inerte" component (of een component met een hogere MIE), en in sommige gevallen tot 80% inert in het mengsel. De studie toont aan dat dit mogelijk te wijten is aan het **fijnstofgehalte**: als het mengsel een hoog aandeel kleine deeltjes bevat, zullen deze de MIE van het mengsel bepalen. Behoren deze fijnstoffen tot de component met de laagste MIE, dan zal de resulterende MIE voor het mengsel laag zijn.

Bent u op zoek naar bronnen om uw **DHA (Dust Hazard Analysis)** of **ATEX-risicoanalyse** uit te voeren? Raadpleeg onze **gratis online Poederveiligheidsgids (Powder Safety Handbook)**!

Waardeert u PowderProcess.net? Ja? Dan kunt u hier een kleine donatie overwegen: https://www.patreon.com/powderprocess PowderProcess.net is gratis, maar het maken van content, het onderhouden van de website en hosting kosten geld. Ondersteun ons om de website online te houden! Hartelijk dank!

---

Bronnen
# [Laurent] Veiligheid van chemische processen, André Laurent, Tec et Doc, 2003, pagina 241
# [Glor] Ontstekingsgevaar door statische elektriciteit in procesinstallaties met poeders, Martin Glor, *Powder Technology*, 135-136 (2003)
# [EN13821] Europese norm **EN13821:2002** – Potentieel explosieve atmosferen – Explosiepreventie en -beveiliging – Bepaling van de minimale ontstekingsenergie van stof/luchtmengsels

# [Janes] MIKE 3 versus HARTMANN-apparaat: vergelijking van gemeten minimale ontstekingsenergie (MIE), *Journal of Hazardous Materials*, Elsevier, 2008, 152 (1), pp. 32-39.
# [Mills] *Pneumatic Conveying Design Guide*, David Mills, Butterworth Heinemann, 2004, pagina 577

# [Bisel] *The Minimum Ignition Energy of Powder Mixtures*, Bisel et al, *Chemical Engineering Transactions*, 2016