Penyalaan

Zat yang mudah terbakar yang terdiri dari partikel halus, seperti tepung, gula, atau debu batubara, dapat berputar ke atas dan bercampur dengan udara. Sebuah awan debu yang mirip dengan kabut terbentuk yang dapat meledak. Terkadang juga ada campuran hibrida. Dalam hal ini, awan debu telah bercampur dengan gas yang mudah terbakar. Campuran hibrida lebih berbahaya. Mereka dapat meledak bahkan pada konsentrasi rendah. Campuran hibrida juga mudah menyala dan reaksinya sering kali sangat ganas. Contohnya adalah debu kedelai di mana zat kedelai tercampur dengan heksana yang dilepaskan dari kedelai.

Jika sebuah awan debu terbentuk, misalnya saat membuang barang curah, zat tersebut bercampur dengan udara. Campuran debu-udara ini dapat menyala dan menyebabkan ledakan debu. Gelombang tekanan yang muncul dari ledakan ini sering kali mengaduk lebih banyak debu, yang kemudian bercampur kembali dengan udara. Ini kemudian dapat menyebabkan gelombang tekanan “sekunder”. Gelombang tekanan sekunder seringkali bahkan lebih kuat daripada ledakan “primer”. Mekanisme ini bisa terjadi beberapa kali berturut-turut.

Ledakan debu juga dapat menyebabkan kebakaran pada debu yang tidak terlibat dalam ledakan atau pada material tempat debu tersebut berasal.

Setidaknya sejumlah energi tertentu diperlukan untuk menyalakan sebuah awan debu. Ini disebut energi penyalaan minimum. Awan debu dapat menyala jika bersentuhan dengan permukaan panas. Suhu terendah dari permukaan yang tegak untuk menyalakan awan debu disebut suhu penyalaan minimum.

Oksigen dibutuhkan untuk membakar zat mudah terbakar. Biasanya oksigen ini diperoleh dari udara. Di bawah jumlah debu tertentu, tidak mungkin menyalakan campuran debu-udara. Campuran ini terlalu lemah. Batas ini disebut sebagai “batas ledakan bawah”, juga dikenal sebagai Low Explosion Level (LEL), dengan satuan g/m3. Untuk sejumlah besar zat organik, batas ledakan bawah ini berada dalam kisaran 50 g/m3 hingga 100 g/m3. Jika nilai pastinya tidak diketahui, sering diasumsikan bahwa ada risiko ledakan di atas LEL 20 g/m3.

Jika lapisan debu terdeposit di permukaan yang hangat, penyalaan dapat terjadi pada suhu yang jauh lebih rendah dari LEL. Suhu terendah di mana ini bisa terjadi disebut suhu merokok. Suhu merokok ini ditentukan untuk lapisan debu setebal 5 mm di atas pelat yang hangat. Lapisan debu yang lebih tebal dapat menyala pada suhu yang lebih rendah lagi. Sebelum merokok, pemanasan juga dapat terjadi di lapisan debu. Ini memastikan bahwa suhu di dalam lapisan debu meningkat dan suhu merokok dan / atau LEL tercapai lebih cepat.

Secara teoritis juga mungkin bahwa campuran debu-udara mengandung terlalu banyak debu yang mudah terbakar. Dalam hal ini, campurannya terlalu kaya. Ini juga disebut sebagai Ultimate Explosion Level (UEL). Di atas UEL, sebenarnya tidak akan ada ledakan, tetapi karena campuran debu-udara umumnya tidak homogen, sering terjadi area di awan debu yang berada di bawah batas UEL. Ledakan masih bisa terjadi di area tersebut.

Kebakaran, merokok, dan pemanasan adalah penyebab tidak langsung dari penyalaan dan ledakan. Arus listrik, pengisian elektrostatik, dan mekanisme mekanis dapat menyebabkan percikan dan dengan demikian langsung meledakkan campuran debu-udara. Sumber penyalaan yang paling relevan untuk ledakan debu adalah permukaan panas, nyala api, pembakaran spontan, percikan mekanis, percikan las, instalasi listrik, dan listrik statis.

Dalam hal kemampuan meledak, campuran gas-udara memiliki sifat yang berbeda dengan campuran debu-udara. Campuran gas-udara lebih mudah bercampur dan lebih homogen daripada campuran debu-udara. Faktor penentu untuk pembakaran campuran gas-udara adalah laju aliran gas yang mudah terbakar, kerapatannya, dan ventilasi yang ada. Campuran debu-udara hanya bisa menjadi eksplosif jika bercampur dengan udara secara turbulen. Selain itu, lapisan debu adalah bahaya laten. Pada setiap "momentum acak", debu bisa terbangun dan membentuk awan debu yang eksplosif.