Waterbased cleaning of mixing vessels

Sammenfatning og konklusioner

Som resumé gengives tekstdele fra projektets artikel i publikationen "Ny Viden", der udgives af Miljøstyrelsen.

Vandbaseret rengøring – et reelt alternativ

Lak- og farveindustrien kan anvende vandbaseret rengøring for en række lak- og malingstyper. Herved vil nuværende brug af opløsningsmidler kunne reduceres eller eventuelt helt undgås med klare fordele for arbejdsmiljøet og det ydre miljø. For mange lak- og malingstyper vil en vandbaseret alkalisk rengøring være konkurrencedygtig med den opløsningsmiddel baserede. Specielle lak- og malingstyper kan naturligt udløse højere udgifter.

Muligheder og begrænsninger er beskrevet i en rapport, der redegør for en række forsøg i laboratorieskala og i fuldskala. Rapporten kan give inspiration til virksomheder, som ønsker at opstille eget beslutningsgrundlag.

Brancheprojekt i lak- og farveindustrien

Baggrund og formål

Lak- og farveindustrien i Danmark består af i alt ca. 20 malevareproducenter samt ca. 10 lim- og fugemasseproducenter.

Branchen har de senere år arbejdet med muligheder for begrænsning af VOC emissioner. Dette er foregået dels gennem produktudvikling for at reducere VOC indholdet i produktet og dels ved begrænsende tiltag i produktionsleddet på branchens virksomheder.

Foreningen for Danmarks Lak- og Farveindustri (FDLF) har i 1994-1995 gennemført en kortlægning af mulighederne for anvendelse af renere teknologi i lak- og farveindustrien. Rapport om denne kortlægning er tidligere udsendt som Brancheorientering for lak- og farveindustrien nr. 5, 1996 fra Miljøstyrelsen.

I fortsættelse af kortlægningen i 1994-1995 har FDLF gennemført et projekt med det formål at verificere mulighederne for at anvende vandbaseret rengøring af blandekar og andet udstyr.

To leverandører af rengøringsudstyr Renzmann i Tyskland og Riobeer i Schweiz har velvilligt deltaget i laboratorieforsøg. Firmaet Renzmann har endvidere stillet udstyr til rådighed for en række forsøg i fuldskala. Akzo Nobel Coatings GmbH i Berlin har stillet et etableret anlæg med vandbaseret rengøring (natriumhydroxid) til rådighed for besigtigelse samt velvilligt fortalt om driftserfaringer.

Den danske virksomhed, Teknos Technology A/S, har deltaget i en teknikergruppe, som har fulgt projektet.

Miljøstyrelsen, Direktoratet for Arbejdstilsynet, SiD, Amtsrådsforeningen og FDLF har været repræsenteret i en styregruppe.

Medarbejdere fra Fichtner GmbH & Co. KG i Tyskland og Carl Bro as i Danmark har været konsulenter på projektet.

Projektets målgruppe er branchens virksomheder samt miljømyndighederne. Muligheden for at gennemføre projektet er skabt af økonomisk støtte fra Miljøstyrelsen.

Forløbet

Projektet

Der er indledningsvist gennemført laboratorieforsøg tilrettelagt udfra erfaringer med rengøringsprocesser hos leverandører af vaskeanlæg. I forsøgene indgår en række udvalgte lak- og malingstyper fra Teknos Technology A/S. Laboratorieforsøgene har efterfølgende været basis for tilrettelæggelse af forsøg i fuldskala med henblik verificere de reelle muligheder for at indføre den vandbaserede rengøring hos branchens virksomheder.

Omkring 10 virksomheder og leverandører er interviewet omkring deres erfaringer med vandbaseret rengøring ligesom erfaringer fra en afholdt workshop (hos Renzmann i Tyskland) indgår i projektet.

Vandbaseret rengøring er mulig – men med begrænsninger

Hovedkonklusioner

Erfaringsopsamling og gennemførte forsøg viser, at vandbaseret rengøring kan være et reelt alternativ til den traditionelle rengøring med opløsningsmidler. Der er således umiddelbart muligheder for forbedringer i arbejdsmiljøet og begrænsning af VOC emissioner til det ydre miljø.

Den enkelte virksomhed skal imidlertid ind og vurdere relevante rengøringsmetoder og -medier ud fra aktuelle lak- og malingstyper. Eventuelt kan det være nødvendigt at vælge flere metoder og medier, såfremt virksomhedens produktmix er meget forskelligartet og varieret. Det vil også være relevant at lade eksisterende kartyper, -materialer og -størrelser indgå i en samlet vurdering. Aftapningshaner kan kræve supplerende rengøring. En generel udskiftning af kar vil være meget bekostelig.

Fra erfaringsopsamling ved interviews kan der resuméres følgende:
Vandbaseret rengøring sker med en varm alkalisk opløsning (natriumhydroxid eller specialprodukt)
Rengøring kan være vanskelig ved indtørring af produktet. Mekanisk påvirkning kan være nødvendig eventuelt suppleret med manuel slutrengøring
Alle firmaer har gennemført forsøgsprogrammer inden implementering i fuldskala
Leverandører af vaskeanlæg anbefaler normalt både laboratorieforsøg og fuldskalaforsøg med de konkrete produkter forud for en etablering af anlæg.

Procedure, metode og undersøgelsesprogram

Projektet

I forbindelse med projektet "Renere teknologi i lak- og farveindustrien" undersøgte Teknos Technology A/S i 1997 muligheder for at anvende vandbaseret rengøring. Mulighederne så lovende ud i laboratoriet, men der opstod problemer med at verificere mulighederne i fuldskala.

Det tidligere grundlag danner basis for nye forsøg, hvor erfaringer fra bl.a. Tyskland indgår.

Metode og procedure fremgår af Figur 1.

Figur 1
Procedure og metode.

Da opstilling af anlæg til fuldskalaforsøg hos Teknos Technology A/S ville blive bekostelig og tidskrævende er forsøgene gennemført på firmaet Renzmanns eget testanlæg på udviklingscenter i Tyskland. Forsøgene er gennemført under realistiske forudsætninger og med en række lak- og malingstyper fra Teknos Technology’s produktsortiment. Forsøgene er fulgt af en medarbejder fra Teknos Technology A/S samt en repræsentant fra Fichtner × Carl Bro as. Der er gennemført forsøg med 17 vådlakker (hurtigt lufttørrende) til industriel formål. Både vandbaserede og opløsningsmiddelbaserede lakker er repræsenteret.

Forsøgene er gennemført på kar af henholdsvis rustfrit stål og almindelig stål samt med såvel våd maling som maling efter 5 dages tørring.

Forsøgene er gennemført med 3 typer af udstyr:

Vaskeanlæg af typen "SKM"

Der er tale om et lukket system til rengøring af kar af varierende diameter. Der rengøres ved hjælp af roterende spraysystem på både inder- og yderside af karret. Mulige vaskemedier er vand, alkaliske midler (eks. Natriumhydroxid) og opløsningsmidler.

Anlægget har integreret tank for rengøringsmiddel (800 l) og udblæsning af rest-rengøringsmiddel, således at karret efterlades tørt. Rengøringen finder sted under tryk (8-80 bar) og ved forhøjet temperatur (ca. 60-80°C) for vand og kaustiske rengøringsmidler.

Ved rengøring af kar med aptapningshane kan supplerende manuel rengøring af denne være nødvendig.

Systemet vil kræve efterfølgende behandling af spild. Ved anvendelse af opløsningsmidler kræves der destillationsudstyr. Spildevandsrensning/fældning vil komme på tale ved anvendelse af vand og kaustiske rengøringsmidler.

"Robus" vaskeudstyr med børster

Systemet er til rengøring af inderside af kar og beholdere med aftapningshane. Rengøringen foregår med roterende børster, som kan varieres afhængig af kar og beholder type.

En tætsluttende adapter fungerer som låg under rengøringsprocessen. Systemet er til trykløs rengøring med solvent (eller vand) og foregår normalt ved rumtemperatur. En efterfølgende tørring af karret er muligt. Rengøringsmediet recirkulerer og vil på et tidspunkt kræve destillationsudstyr for behandling af spild (opløsningsmidler) eller spildevandsrensning/fældning (vandbaseret).

Trykspulingsudstyr - type "SP50 / SP80"

Systemet er til rengøring af inderside af containere og transporttanke med aftapningshane.

Rengøringen foregår ved højtryksspuling ved 50 bars tryk ved brug af solvent og 80 bar ved brug af vand som rengøringsmedie. Der kræves en tætsluttende adapter som låg tilpasset hver enkel beholder container/ tanktype. Rengøringsmediet recirkulerer og vil på et tidspunkt kræve destillationsudstyr for behandling af spild (opløsningsmidler) eller spildevandsrensning/fældning (vandbaseret).

Til forsøg i fuldskala er anvendt er følgende 3 rensemedier:
Stripper 303 G/E (fra Foster Chemicals GmbH)
Alkalisk blanding af glycolethere og kaliumhydroxid i koncentration 5-6%
Natriumhydroxid-opløsning, 12%
Teknosolv 601(fra Teknos Technology A/S)
Blandingsfortynder til rensning

Der er for de enkelte anlæg valgt faste parametre ud fra Renzmann’s erfaringer. Derudover er forsøgene gennemført med kombinationer af kar i rustfrit/alm. sort stål, lakfilm tør/våd, vaskemedie og vasketid. Tør lakfilm er efter tørring/hærdning i 5 dage. De talrige kombinationer kan grupperes efter anlægstype i forsøgsrække a, b og c.

De enkelte kombinationer er afprøvet på en række lak- og malingstyper udvalgt af Teknos Technology A/S. De valgte typer er angivet sammen med forsøgsresultaterne i Tabel 2.

Vandbaseret rengøring (Stripper 303 G/E og NaOH-opløsning) er gennemført i vaskeanlæg SKM. Til brug for sammenligning er de samme lak- og malingstyper rengjort i udstyr med børster eller trykspuling ved brug af blandingsfortynder.

Udover anvendelse som sammenligningsgrundlag til vandbaseret rengøring kan forsøgene med blandingsfortynder sige noget om effekt af forskellige tryk og rengøringstider.

Forsøgskombinationerne er angivet i Tabel 1.

Tabel 1 Se her!
Forsøgsparametre og varianter.

Tabel 2 Se her!
Forsøgsresultater

Vurdering

Projektets resultater

Vandbaseret rengøring med alkalisk specialprodukt (Stripper 303 G/E) er generelt egnet. For isocyanat er den ikke ubetinget egnet, men det skal dog bemærkes, at isocyanat generelt er vanskelig at rengøre, hvilket også gør sig gældende med blandingsfortynder jf. forsøgsresultaterne.

NaOH-opløsning er for et stort antal af de undersøgte laktyper egnet. Der er dog behov for længere vasketid end med Stripper 303 G/E. For de laktyper, hvor der er begrænset effektivitet kan der ses tilsvarende eller andre problemer også ved anvendelse af blandingsfortynder. For nogle af disse laktyper kræver opløsningsmiddelbaseret rengøring en mekanisk påvirkning for eksempel højt tryk (50 bar) for at være effektiv/delvis effektiv.

NaOH-opløsningen er en del billigere end Stripper 303 G/E både ved køb og ved efterfølgende behandling/bortskaffelse af spild.

Såfremt der helt eller delvist vælges rengøring med opløsningsmiddel viser forsøgene, at den bedste effektivitet opnås med en mekanisk påvirkning med børster frem for trykspuling. Et anlæg som "Robus" vil ikke give væsentlig reduktion i emission af VOC i forhold til kendte mere manuelle rengøringsmetoder, men der vil afhængig af anlæggets udformning kunne ske forbedring af arbejdsmiljøet.

I Tabel 3 er der angivet hovedresultater af en omkostningssammenligning foretaget i rapporten. For nærmere oplysninger om forudsætninger m.v. må der henvises til projektrapporten.

Tabel 3
Sammenligning af omkostninger ved opløsningsmiddel - og vandbaseret rengøring. Vaskeanlæg af typen SKM (Renzmann, Tyskland) med 20 vaskeoperationer pr. dag er forudsat. For vandbaseret rengøring er forudsat system for recirkulering af skyllevand.

 

Anlægsudgift

 

Opløsningsmiddel
(blandingsfortynder)

Natriumhydroxid
12%

Stripper 303 G/E

Anlægsudgift inkl. installationer mv.
(SKM 15/16), kr. ekskl. moms

952.000 kr.

1.276.000 kr.

1.276.000 kr.

Årlige omkostninger

Afskrivning (10 år)

95.200 kr.

127.600 kr.

127.600 kr.

Forrentning (6% p.a. af den halve investering)

28.560 kr.

38.280 kr.

38.280 kr.

Driftsudgifter

433.293 kr.

331.776 kr.

472.320 kr.

Totale årlige omkostninger

557.053 kr.

497.656 kr.

638.200 kr.

Omkostninger pr. vask

116 kr.

104 kr.

133 kr.