Некоторые сотрудники ресторанов при просеивании муки всерьёз боятся, что если зажечь спичку, то здание взлетит на воздух и они вместе с ним. Байки о том, что мука может взорваться, известны ещё с советских времён. Но правда ли это? Могут ли частички муки, парящие в воздухе, образовать взрыв при взаимодействии с огнём? Какая концентрация для этого нужна, неужели это возможно в ресторане, или всё же речь идёт о масштабах хлебобулочного завода? С помощью специалистов выясняем, как дела обстоят на самом деле.

Владимир Пигорь

главный инженер Усть-Лабинского элеватора, который входит в агрохолдинг «Кубань » («Базовый элемент»)

Мука может взорваться. Однако, чтобы произошёл взрыв, необходимо наличие кислорода, открытого огня и взвеси муки. При этом взрыв может произойти только при концентрации муки 50 граммов на кубический метр в замкнутом пространстве. Если концентрация муки будет превышать указанную, то мука будет гореть.

Официальные требования к хранению и переработке зерна и муки закреплены в Федеральном законе «Правила безопасности взрывопожароопасных производственных объектов хранения и переработки растительного сырья». Естественно, мы их неукоснительно соблюдаем, средства взрывопредупреждения и взрывозащиты проходят еженедельный контроль.

При хранении муки в домашних условиях взрыв исключён.

Байки на производстве о взрывах не ходят. Все хорошо понимают, насколько страшны могут быть последствия взрыва. На мельницах холдинга на специальных стендах размещены фотографии, на которых запечатлены последствия взрывов на производствах по хранению и переработке зерна.

Я помню, как во время обучения на курсах повышения квалификации в лабораторных условиях нам продемонстрировали мини-взрыв муки. В пластиковую квадратную коробку, на дне которой расположена спираль нагревания, насыпали муку. Крышку поменяли на бумажный лист, который играл роль разрядительного клапана (иначе бы разорвало коробку). Спираль нагрели до красного цвета, затем отключили и сразу через специально расположенную трубку нагнали воздух, чтобы образовать взвесь муки. Тут же произошёл взрыв, бумажный листок полностью сгорел.

Борис Булгаков

старший научный сотрудник кафедры химической технологии и новых материалов МГУ имени М. В. Ломоносова

Мука действительно может быть взрывоопасной, если мелкие фракции образуют в воздухе густую взвесь (например, при просеивании на вибросите) и будет искра.

Взрыв - это по сути очень быстрое горение. Для горения нужен окислитель, в роли которого выступает кислород, а восстановителем может быть мука в том числе. Так как процесс гетерофазный, то есть взаимодействуют твёрдое вещество и газ, то от площади соприкосновения зависит скорость реакции. Чем меньше частицы, тем больше площадь и быстрее реакция, поэтому происходит взрыв.

Но взорваться может не только мука, но и угольная или древесная пыль, сахарная пудра. В советское время велись исследования на эту тему, не знаю уж, с какой целью. Но патенты, которые выходили в последние годы, посвящены в основном безопасности в угольных шахтах.

Иллюстрация: Настя Григорьева

Недостатком пневмотранспорта муки является возникновение статического электричества при работе установки. Электрические заряды накапливаются и находятся в покое на телах. В узлах установки и на поверхности муки возникают потенциалы статического электричества, доходящие до нескольких тысяч вольт. Искровые заряды статического электричества в мучной пыли определенной критической концентрации могут служить причиной взрывов и пожаров.
Электризация дисперсных систем происходит при механических воздействиях твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в воздушном потоке при большой скорости движения аэрозолей, при изоляции материалопроводов от земли и низкой относительной влажности окружающей среды. На количественную сторону процесса электризации влияют физико-химические свойства частиц взвешенного вещества, их размеры, форма, концентрация, состояние их поверхности, скорость передвижения, температура, давление воздуха и пр.
Поверхность более мелких частиц пыли легче поглощает кислород, и они легче загораются. При определенной концентрации смеси пыли разных веществ с воздухом становятся взрывоопасными. Минимальная опасная концентрация для мучной пыли 20,3 г/м3. Эта смесь может воспламениться от электрической искры, которая может возникнуть в результате ударов, при приближении заземленного предмета к заряженному или по другим причинам. Само явление электризации аэрозолей, материалопроводов, образование взрывчатых смесей, минимальная величина энергии, необходимой для взрыва, еще недостаточно изучены.
Взрывоопасная концентрация мучной пыли в воздухе, большая разность потенциалов в муке и на деталях установки представляют опасность для персонала, обслуживающего оборудование для хранения и транспортирования муки.

Рис. 1. Схема размещения контактирующей поверхности в емкости для хранения муки: 1- контактирующая поверхность; 2 -тяги крепления; 3 - крышка емкости.

Для предупреждения взрывов и пожаров при эксплуатации систем аэрозольтранспорта складов бестарного хранения муки разработан ряд мероприятий. Нейтрализация зарядов статического электричества может быть достигнута путем обеспечения контакта всей проходящей муки с токопроводящими плоскостями и надежного заземления их, что осуществляется присоединением их к контурному заземлению. Сопротивление перемычки между любой точкой пневмотранспортной установки и контуром защитного заземления на должно превышать 0,1-0,2 Ом. В емкости для муки рекомендуется устанавливать наклонные металлические контактирующие плоскости (рис. 1). Они должны быть расположены так, чтобы обеспечивался свободный вход муки в емкость, не уменьшался полезный объем емкости, исключалась возможность искрообразования при попадании металлических примесей. Контактирующие плоскости необходимо выполнять из цветных токопроводящих металлов (бронзы, латуни, алюминия и пр.). Их крепят в верхней крышке металлической емкости для хранения муки, которая должна быть соединена с защитным заземлением. Конусообразные конструкции контактирующей поверхности крепят к верхней крышке металлической емкости при помощи крепежных болтов.
Мукопроводы должны присоединяться к защитному заземлению, а приемный щиток должен иметь самостоятельное заземление. Опорные металлические конструкции, на которых покоятся емкости для хранения муки, должны иметь надежное крепление к защитному заземлению. Для надежного заземления корпусов емкостей необходима токопроводящая цепь между емкостью и контуром защитного заземления. Эта цепь достигается глухим соединением контура защитного заземления с опорными конструкциями или другими токопроводящими конструкциями, которые имеют жесткий контакт с емкостями для хранения муки.
При установке емкостей на тензометрические датчики каждая емкость должна иметь самостоятельное соединение с контуром защитного заземления при помощи эластичного проводника.
Для повышения токопроводности стенок железобетонных емкостей для хранения муки их рекомендуется покрывать винилацетапными эмульсиями или окрашивать токоправодящими кражами. Каждый участок мукопровода или заземляемая группа оборудования должны иметь не менее двух присоединений к контуру защитного заземления.
Матерчатые филыры, устанавливаемые на емкостях, на шнеках, роторных питателях или на другом оборудовании, должны быть прошиты медной проволокой и соединены с защитным заземлением.
Для соединения мукопроводов на фланцах в качестве резиновых прокладок необходимо применять токопроводящую резину. При использовании прокладок из обыкновенной резины в местах фланцевых соединений должны быть перемычки. Перемычки между трубами должны быть в местах установки арматуры, резиновых или других вставок, прерывающих токопроводящую сеть. Применяя вставки из токопроводящей резины, перемычки можно не делать.
Необходимо следить за температурой в шлюзовых и шнековых питателях в период их работы. При нормальной их работе температура трущихся частей не повышается до температуры самовоспламенения муки (200°С). При сильной затяжке крышек шлюзовых питателей возникает усиленное трение между крышками и вращающимися роторами, что способствует их нагреванию. В шнековых питателях чрезмерное повышение температуры наблюдается при большом давлении аэросмеси в камере смешивания и установке электродвигателя мощностью, превышающей расчетную. Давление в камере смешивания бывает высоким в начальный период эксплуатации, при недостаточно прочищенной линии мукопровода, пробкообразовамии в мукопроводах, удлинении линии подачи муки по сравнению с расчетной.
При продвижении Масляных паров и маслоконденсата на стенках труб образуется диэлектрическая корка, па которой возможно
накапливание статического электричества. Необходимо своевременно прочищать и промывать трубопроводы и принимать меры к уменьшению попадания масляных примесей в воздуховоды.
Запрещается производить сварочные работы в емкостях до полной очистки их от мучной пыли. Нельзя производить сварочные работы в складских помещениях в период работы системы аэрозольтранспорта муки.
Перед пуском в эксплуатацию склада бестарного хранения муки необходимо выявить и устранить дефекты в системе заземления аэрозольтранспортной установки и емкостей для хранения муки. Замерить все переходные сопротивления между оборудованием, трубопроводами и контуром защитного заземления, при выявлении недостатков их необходимо устранить.

Мнение о превышении мощности взрыва муки/сахарной пудры над мощностью взрыва, скажем гранаты - за и против.
Фактически, под мощностью взрыва можно понимать количество выделенной при взрыве энергии. Должен признать, что энергия сгорания бризантных веществ (тротил и так далее) несколько ниже, чем у просто горючих материалов. Это объясняется тем, что бризантные вещества содержат в своем составе окислитель, а горючие получают окислитель из воздуха.
Но есть маленькое но. Скорость распространения горения (взрыва) и динамика давления в зоне взрыва. Для взрыва (детонации) бризантных ВВ скорость распространения реакции равна скорости звука в среде и может превышать 1000 м/с. Тут важно понимать, что инициатором реакции в этом случае как раз таки и является ударная волна.
В случае с пыле-воздушными смесями это фактически не взрыв, а горение. Здесь есть ограничение - нижний концентрационный предел распространения пламени (то есть если пыли в воздухе недостаточно, то горение не будет распространяться. Верхнего концентрационного предела для пылей нет, это тоже важный момент. При этом скорость распространения пламени (то есть реакции) значительно ниже, чем при детонации, поскольку даже при возникновении турбулентных потоков (занчительно ускоряющих распространение фронта пламени по сравению с первоначальным моментом реакции, при котором распространение пламени идет ровным фронтом, ламинарно) скорость распространения пламени составляет не более метры, максимум десятки метров в секунду.
Все это объясняет разную динамику давления. При детонации (взрыв гранаты) давление во фронте ударной волны очень высокое, но время воздействия высокого давления невелико, поэтому импульс получается не очень большой. При объемном взрыве давление значительно ниже, но зато время воздействия его значительно больше. А это означает большой импульс. По воздействию на строительные конструкции это можно сравнить с ударом кувалды и медленно наехавшим бульдозером. В первом случае мы получаем дырку и трещины, во втором нам неспешно разваливают весь дом. (Сравнение очень и очень условное, на самом деле все несколько сложнее). Кроме того, при объемном взрыве значительно повышается температура в объеме, где этот взрыв произошел.
Еще одной особенностью взывов пылей является то, что при первом взрыве ударной волной поднимается (переводится в состояние аэрогеля) пыль, скопившаяся на поверхностях и это приводит к повторному, зачастую более сильному взрыву. Разница по времени малоуловима без инструментов, но всетаки есть.
Alexandera Это так... раньше, слышала, то ли во время войны то ли просто от бандитов мешки с мукой взрывали)
Не соглашусь. Мешок муки взорвать невозможно.
Я слышал, в каком-то производственном помещении вентиляционную щахту забило тополиным пухом. И кто-то в недобрый час предложил его поджечь. Рвануло так, что разворотило две несущие стены.
Крайне мне это сомнительно, чтоб вот так зверски. Можно полюбопытствовать, откуда такие сведения? (профессиональный интерес, знаете ли).
Если интересно, можно ради эксперимента бросить в костер горстку мелких опилок - магический "пых" обеспечен
Бугога. Взрыва не будет точно.

Если в воздух большого помещения высыпать мельчайшую муку — то она взорвется от малейшей искры. Именно так была разрушена самая крупная мельница в мире.

С трого говоря, взрываться воздухе может любая горючая пыль — мучная, угольная, сахарная… Из-за этой особенности в 1878 году на мельнице Washburn A Mill произошел взрыв, унесший жизни 22 человек. Мельница Washburn A Mill располагалась в Миннеаполисе, штат Миннесота и по заявлениям своего владельца, была самой крупной в мире.

2 мая 1878 года в заполненном мучной пылью воздухе мельницы проскочила искра и произошел мощный взрыв. Здание мельницы было полностью разрушено. 18 рабочих погибли, еще четверо скончались в результате возникшего пожара. При этом взрывная волна разрушила пять других мельниц. Инцидент получил название «Великая Мельничная Катастрофа».

Похожая катастрофа случилась в 1998 году на элеваторе в городе Уичита, штат Канзас. Пыль от хранящегося там зерна взорвалась и унесла жизни семерых работников элеватора. За 1987-1997 годы в США произошло 129 взрывов, связанных с мучной пылью. Чтобы избежать подобных катастроф, на современных мельницах используют системы фильтрации воздуха и избегают применять устройства, которые могут искрить.

Это всего лишь мука …

А ведь бывают случаи, когда взрывается, детонирует, например, угольная пыль или даже обыкновенная мука. Это случается тогда, когда они распылены в воздухе.

В обычных условиях уголь зажечь совсем не легко, а муку и того труднее. Но когда частицы угля и муки распылены в воздухе, они перемешиваются с воздухом. Каждая частица угля или муки окружена кислородом. Поэтому они так легко соединяются с кислородом, сгорают с огромной скоростью - детонируют.

Когда пыль взрывается? То, что мука взрывоопасна, люди знали очень давно. Достаточно уронить пакет с мукой так, чтобы концентрация муки в воздухе составила более 50 г/м 3 , а потом «случайно» зажечь спичку - и неминуемо раздастся взрыв. Такие взрывы довольно часто происходят на элеваторах и нередко сопровождаются жертвами. Происходит это из-за того, что в муке много крахмала, а крахмал - это много-много соединённых между собой молекул сахара. Каждая же из молекул сахара «хорошо» сгорает в воздухе, превращаясь в углекислый газ и воду и выделяя при этом большое количество теплоты. В обычных условиях муку зажечь совсем не легко. Это случается лишь тогда, когда частички муки распылены в воздухе, и каждая окружена кислородом.

В этих условиях частичкам размером менее 0,1 мм легко соединиться с кислородом, и они горят с огромной скоростью - детонируют. Взрывоопасной оказывается мелкодисперсная пудра очень многих веществ, окисляющихся в присутствии кислорода.

А вот например как взрывается сухое молоко:

Смеси некоторых видов пыли с воздухом взрывоопасны. По степени взрывной опасности всю пыль делят на четыре класса:

I — наиболее взрывоопасные пыли с нижним пределом воспламенения (взрывоопасности) до 15 г/м3 (пыли крахмала, пшеничной муки, серы, торфа и др.) ;

II — взрывоопасные пыли с нижним пределом воспламенения от 16 до 65 г/м3 (пыли алюминия, древесной муки, каменного угля, сахара, сена, сланца и др.) ;

III и IV — пожароопасные пыли с нижним пределом воспламенения выше 65 г/м3 и температурой воспламенения соответственно до 250 °С и более 250 «С.

А вот взрыв на мельнице:

Так может ли сахар взорваться? И да, и нет. Сахар-песок, рафинад, коричневый сахар, сахарный сироп не представляют такой опасности ни при каких обстоятельствах. Горит, конечно, всё. Но настоящего, громкого «бабаха» вы от этой сладкой продукции не дождетесь. Есть, однако коварный «пятый элемент» - сахарная пудра. От неё и только от неё ожидают на заводах всяких бед… И не напрасно. Сахарное производство - пыльное. Мельчайшие частицы сахарной пудры висят в воздухе, сопровождая разные этапы готовности продукта. Казалось бы - висят и никого не трогают. Но это до поры до времени. Представьте, что где-нибудь в таком пыльном цехе искрит неисправная электропроводка.

Пылинки вокруг неё загораются. Мельчайший размер крупиц сахарной пудры (не более 0,1 мм) обеспечивает им максимальную площадь поверхности, которой такая пылинка реагирует с кислородом. Она окисляется. Сгорает очень быстро. А рядом во взвеси - мириады таких же пылинок, которые в один момент передают друг другу огненную эстафету. Они сгорают дружно и практически одномоментно. Выглядит это именно как взрыв большой мощности. Такой взрыв может даже и завод снести с лица земли. Вот такие «невинные» сласти. И если мы слышим, что где-нибудь взорвался цех сахарного завода, это значит, что там имели место нарушения техники пожарной безопасности: большая концентрация сахарной пыли в воздухе, и, конечно, источник искры. С сахарной пылью на заводах успешно борются. Во-первых, с помощью вентиляции. Чтобы пыль не выбрасывать в атмосферу, её улавливают с помощью различных фильтров: шерстяных, тканевых и даже смоляных. Применяют также специальные аппараты - циклоны. В воздушных завихрениях, которые создаёт такой аппарат, начинает действовать центробежная сила.

Она отбрасывает твёрдые частицы к стенкам аппарата, они теряют при этом скорость и оседают в специальный бункер. Надо заметить, что не только сахарная пыль представляет опасность. В схожих условиях (концентрированная пыльная взвесь и источник искры) с практически стопроцентной гарантией взорвётся любое органическое вещество: мука, угольная пыль. Однако, это отнюдь не повод пугаться фасованной муки и отказывать себе в удовольствии лепить домашние пирожки. Нет, бояться всё-таки не стоит. Не бойтесь мешков с сахаром, вагонов с сахаром, составов с сахаром. Бойтесь наплевательского отношения к технике пожарной безопасности на производстве. Надеюсь, вам никогда в жизни не придётся с этим столкнуться: жить-то все хотят, и явного безобразия специальные службы не допускают. ]

А вот наша первая гифка подробнее: