Why Breweries CO - Michigan ... Why Breweries and CO2 ¢â‚¬¢Craft Breweries are growing exponentially 1999

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Why Breweries CO - Michigan ... Why Breweries and CO2 ¢â‚¬¢Craft Breweries...

  • 4/16/2018

    1

    Combined Risk of CO2 Exposure,  Workload Demand, and Ergonomic 

    Stress on Brewers* *Or how to obtain free beer in the course of worthy scientific pursuits

    Michigan Safety Conference March 22, 2018

    Dave Huizen, CIH* and James McGlothlin PhD**

    *Professor Grand Valley State University

    Grand Rapids, Michigan

    **Professor Emeritus Purdue University

    Grand Rapids, Michigan

    Why Breweries and CO2 • Craft Breweries are growing exponentially

    1999 ‐ ~ 1000 Craft Breweries 2012 – 2420 Craft Breweries 2016 – 5234 Craft Breweries

    • Carbon Dioxide Exposure Issue 2013 – Seven Deaths Grupo Modelo 2013 – AB cited $88,000 for CO2 Exposure

  • 4/16/2018

    2

    The Brewing Process and CO2 Exposure

    CO2 Exposure

    Carbon Dioxide Health Effects Concentration of CO2 (ppm) Effects

    300‐400 Normal concentration of air

    350 – 1,000 Concentrations typical of occupied indoor spaces with good air exchange

    1,000 – 2,000 Complaints of drowsiness and poor air

    2,000‐5,000 Headaches, sleepiness, and stagnant, stale, stuffy air.  Poor concentration, loss of attention, increased heart  rate and slight nausea may also be present

    5,000 Lung ventilation increases by 5%

    10,000 Symptoms such as fatigue, anxiety, loss of energy & weakness in the knees begin to occur

    20,000 Lung ventilation increases by 50%, severe headache after several hours of exposure

    >50,000

    Violent panting and fatigue to the point of exhaustion  merely from respiration & severe headache.  Prolonged exposure at this level could result in  irreversible health effects

  • 4/16/2018

    3

    Carbon Dioxide Health Effects • Some Studies

    – Additional Effects At Low Levels (3000 PPM) • Cognitive Impairment

    • Other Studies – Only above when CO2 is accompanied with bio‐effluents

    • Metabolically produced • Current Exposure Levels

    Methodology

    • Video Exposure Monitoring Basis – Video Feed 

    • Wired Camera • Garman Virb

    – Toxic Censor Feed • NDIR CO2 Sensor • 0‐50,000 PPM (5%), Resolution 10 PPM

    – Heartrate Sensor • Garmin vivosmart HR Activity Tracker

  • 4/16/2018

    4

    Methodology – VEM Version 1

    Methodology – VEM Version 1

  • 4/16/2018

    5

    VEM Changes • Increased Miniaturization (Shrinking Platform)

    – Making use more portable and affordable • Able to be used with Other Types of Sensors

    – Dust – Noise – Radiation – Photo Ionization Detector

    • Integrated Video and Basic Sensors – With Data capture and Data Playback features

    • Wrist Mounted Physiological Sensors – More user friendly compared to chest mount heart rate sensor

    Methodology

  • 4/16/2018

    6

    Methodology • Affordable Systems – Total $350.00

    – Processor ‐ $150.00 – Camera – $15.00 – Heart Rate/Activity Tracker ‐ $70.00 – CO2 Sensor ‐ $200.00 – Cabling ‐ $15.00

    • Comparison Single Gas CO2 sensor Toxirae Pro  ‐ $850.00

    Methodology

    • Workload Demand – NASA TLX (Task Load Index)

    • Index to measure and weighted on 6 components – Mental Demand – Physical Demand – Temporal Demand – Performance – Effort – Frustration

    • Demonstration

  • 4/16/2018

    7

    Methodology

    • Ergonomic Stress – Biomechanical – UoM 3D Static Strength Predication Program

    Case Study #1 – VEM Version 1 Dry Hopping Preparation Task

    • Task Description

    • Biomechanical

    • Carbon Dioxide Exposure

    • Heart Rate

  • 4/16/2018

    8

    Biomechanical Analyses – using U.Michigan 3DSSPP – when lifting  22 lb. bags of hops (1,059 lbs. compressive force on the back).

    Biomechanical Analyses – using U.Michigan 3DSSPP – when lifting  22 lb. bags of hops (428 lbs. compressive force on the back).

  • 4/16/2018

    9

    Biomechanical Analyses – using U.Michigan 3DSSPP  when lifting 22 lb. bags of hops and 

    when lifting a box of 2 hop bags 45 lbs.

    0

    200

    400

    600

    800

    1000

    1200

    1400

    1 2 3 4

    Ba ck  C om

    pr es siv

    e  Fo rc e

    Lift position

    Back Compressive Force Vs. Box Weight and Lift Position

    45 lbs

    22 lbs

    45 lbs

    Standing Lift 22 lbs 428

    Standing Lift 45 lbs 527

    Squat Lift 22 lbs 1059

    Squat Lift 45 lbs 1317

    22 lbs

    Results of VEM Analysis for CO2 and  Heartrate

  • 4/16/2018

    10

    Results of VEM Analysis for CO2 and  Heartrate

    Results of VEM Analysis for CO2 and  Heartrate

  • 4/16/2018

    11

    Results of VEM Analysis for CO2 and  Heartrate

    Data Analysis VEM Version 2

    • Demonstration VEM Analytics

  • 4/16/2018

    12

    Case Study #2 – Adjunct Addition

    What Was Going On?

  • 4/16/2018

    13

    Case Study #3 – Advanced Cellar  Operations

    Intersection of CO2, Work Station  Layout and Manual Material Handling

    • Work station layout and material handling task are  important biomechanical and cardiovascular risk  factors

    • CO2 is a significant occupational hazard • CO2 combined with: 

    – poor workstation layout,  – awkward work postures, and  – high physical demand adding more stress on the  cardiovascular system

    Can lead to further risk for occupational injuries and  illnesses.

  • 4/16/2018

    14

    Intersection of CO2, Biomechanical Forces,  Heartrate and Task Physical Demands

    Heartrate

    CO2 ExposureBiomechanical Stress

    Job Task Demand

    Workstation Design

    Acknowledgments

    • MIOSHA SET Mini‐Grant

    • Founders Brewing Company – Grand Rapids

    • Cody Green – EHS Specialist, Founders

    • Kyle Fischer –Purdue University 

  • 4/16/2018

    15

    Questions??