Trockeneis: Kühlen ohne Risiko

Ob in der Lebensmittelverarbeitung, etwa in Bäckereien oder Fleischereibetrieben, im Lebensmitteltransport für eine ununterbrochene Kühlkette oder im Gastgewerbe – viele BGN-Mitgliedsbetriebe setzen Trockeneis zur Kühlung ein. Der Vorteil: Trockeneis geht direkt vom festen in den gasförmigen Zustand (Sublimation) über, nach der Verwendung müssen keine Rückstände entsorgt werden.

Denn Trockeneis ist festes Kohlendioxid (CO₂), das schon ab -78 Grad Celsius direkt in die Gasphase übergeht – aus einem Kilogramm Trockeneis werden so über 500 Liter beziehungsweise 0,5 Kubikmeter CO₂. Dieses Gas ist geruchlos, geschmacksneutral und nicht brennbar. Reines CO₂ ist 1,5-mal schwerer als Luft, sammelt sich in tiefer gelegenen Bereichen schnell an und hält sich dort beständig. Der beim Einsatz von Trockeneis oft zu beobachtende Nebel besteht aus kondensiertem Wasser aus der Umgebungsluft.

Für Kohlendioxid gilt ein Arbeitsplatzgrenzwert von 0,5 Volumenprozent und es kann unabhängig von der Sauerstoffkonzentration im schlimmsten Fall in der Atemluft tödlich wirken. So reichen bei Konzentrationen von etwa 8 bis 10 Volumenprozent wenige Atemzüge bis zum Eintreten des Todes.

Herstellung

In Anlagen zur Trockeneisproduktion wird zunächst CO₂ stark abgekühlt und gleichzeitig unter Druck gesetzt, wodurch es flüssig wird. Das flüssige CO₂ wird anschließend kontrolliert entspannt, also in einen niedrigeren Druck überführt, wodurch CO₂-Schnee entsteht. Dieser kann dann zu einer beliebigen Form verdichtet werden, beispielsweise zu Blöcken, Pellets oder in Tüten verpackt. Bei der Trockeneisherstellung beträgt die Umwandlungsrate von CO₂ in Trockeneis prozessbedingt nur circa 40 Prozent, somit entweicht ein erheblicher Teil als gasförmiges CO₂ in den Arbeitsbereich. Beispielsweise entweichen bei der Produktion von 100 Kilogramm Trockeneis pro Stunde rund 30 Kubikmeter CO₂ – das müssen Unternehmen in der Gefährdungsbeurteilung berücksichtigen.

Lagerung und Kühlen von Waren

Im Zusammenhang mit Lebensmitteln wird Trockeneis hauptsächlich dazu verwendet, die für den Verkauf oder Weiterverarbeitung bereitgestellte Tiefkühlware im gefrorenen Zustand zu lagern und zu transportieren. Die nahrungsmittelverarbeitende Industrie benutzt Trockeneis auch während spezieller Herstellungsprozesse, um durch vereinfachte Temperaturführung bei Brotteigen die gewünschte Konsistenz zu erreichen oder um bei Fleischwaren eine ununterbrochene Kühlkette zu gewährleisten. Aber auch der Einsatz von Trockeneis als Showeffekt in Küchenstudios und Restaurants hat in den vergangenen Jahren zugenommen.

Schutzmaßnahmen

Da bei Tätigkeiten mit Trockeneis beziehungsweise dessen Produktionsprozess Temperaturen von circa -80 Grad Celsius auftreten, ist vor Kälte schützende persönliche Schutzausrüstung – insbesondere Handschuhe – zu tragen. Ebenso sollte in Bereichen, in denen offen mit Trockeneis umgegangen wird, auch immer eine Schutzbrille getragen werden.

Neben den Gefährdungen wie Kälteverbrennungen, Berstgefahr von verschlossenen Behältern und Versprödung der Materialien stellt bei Tätigkeiten mit Trockeneis die Erstickungsgefahr das größte Risiko dar. Diese wird bei Tätigkeiten mit Trockeneis oftmals unterschätzt.

In jedem Fall müssen wirksame Absaugungen oder ausreichende Frischluftzufuhr gewährleistet werden, damit sich im Arbeitsbereich keine gefährlichen CO₂-Konzentrationen bilden können. Es muss sichergestellt werden, dass sich kein CO₂ in angrenzenden oder tiefer liegenden Bereichen sammeln kann.

Transport

Wird Trockeneis in Transportboxen im Kofferraum handelsüblicher Pkw transportiert, lässt sich das Eindringen von CO₂ in den Fahrgastraum nicht verhindern. Deshalb sind diese Fahrzeuge in der Regel nicht für den Transport von mit Trockeneis gekühlter Ware geeignet. In der Praxis ist jedoch zu beobachten, dass solche Transporte dennoch mit Fahrzeugen durchgeführt werden, bei denen keine Trennung zwischen Fahrerraum und Laderaum besteht.

In Zusammenarbeit mit der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische Industrie (BG RCI) sowie der Berufsgenossenschaft Handel und Warenlogistik (BGHW) konnte durch Expositionsmessungen gezeigt werden, wie sich der Verlauf der CO₂-Konzentration im Fahrzeuginnenraum handelsüblicher Pkw rechnerisch abschätzen lässt und welche Maßnahmen notwendig sind, damit unter Realbedingungen nicht von einer Gefährdung auszugehen ist. [ Quelle: Artikel Gefahrstoffe 84 (2024) Nr. 09-10, S. 217–228 ] 

Expositionsmessungen ergaben bei simulierten Catererfahrten, dass unter den untersuchten Randbedingungen (Raumvolumen, Anzahl und Größe der Transportboxen) bei kontrollierter Außenluftzufuhr – hier: 50 Prozent der Lüftungsleistung – keine inhalative Gefährdung durch entweichendes CO₂ besteht. Lediglich bei Fahrtunterbrechungen mit ausgeschalteter Lüftung steigt die CO₂-Konzentration in Abhängigkeit der Pausenzeit, Menge des freigesetzten CO₂ und Temperaturdifferenz zwischen dem Inneren der Box und der zur Temperatur im Auto.

Dabei wurde der Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) von CO₂ nach circa zehn Minuten teilweise deutlich überschritten. Dies muss bei der Gefährdungsbeurteilung berücksichtigt werden, während solcher Fahrtpausen darf sich folglich keine Person im Fahrzeug befinden.