| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |
Miljøoptimering af afvaskning ved tryk med vandfortyndbar flexotrykfarve
Målet med dette projekt er at beskrive renere teknologier ved afvaskning af
vandfortyndbare flexotrykfarver i emballageindustrien.
Projektet koncentrerer sig om miljøvurdering af processer og kemikalier i forhold til
spildevand. Det omfatter både afvaskning i forbindelse med tryk på sugende substrater
(f.eks. bølgepap) og ikke sugende substrater (f.eks. plastfilm). Branchemæssigt omfatter
projektet industrier, der ved brug af vandfortyndbar flexotrykfarve producerer emballager
i form af papkasser, papirsposer, kuverter, kartonnage og fleksibel emballage (f.eks.
plastposer).
De redskaber, der er brugt ved udredning af status for afvaskning af vandfortyndbare
flexotrykfarver, omfatter: udredningsundersøgelser på 6 emballagetrykkerier,
spørgeskemaundersøgelse (20 emballagetrykkerier), litteratursøgninger, deltagelse i
fagmesser mm. og oplysninger fra mere end 30 personer med branchekendskab. Anvendte
kemikalier, dvs. trykfarver og afvaskningsmidler, er farlighedsscreenet ved hjælp af
scoringssystemer for vandmiljø og sundhed.
Ved arbejdet med renere teknologier er der bl.a. anvendt laboratorieforsøg,
computersimuleringer, undersøgelser på forsøgsanlæg og på fungerende anlæg på et af
de deltagende trykkerier. Herudover er der angivet umiddelbare
kemikaliesubstitutionsmuligheder.
Afvaskning af vandfortyndbar flexotrykfarve foregår i dag i størst omfang på
bølgepapemballagetrykkerier (ca.15), men også kuverttrykkerier (ca. 3),
"papirsposetrykkerier" (ca. 2) og ét enkelt kartonnagetrykkeri samt 1-2
fleksibel emballagetrykkerier afvasker vandfortyndbar flexotrykfarve dog for sidstenævnte
kun i begrænset omfang (kun lak og hvid trykfarve). Egentligt tryk med én enkelt eller
flere farver på ikke sugende substrat (fleksibel emballage, plast) er stadig af
tryktekniske årsager ikke særligt udbredt og kun registreret på ét enkelt trykkeri,
som trykker på plastaffaldssække.
30% (svarende til ca. 75 produktionsenheder) af den samlede produktion ved
emballagetryk i Danmark vurderes at foregå ved flexografisk trykteknik. Heraf trykker
20-30 produktionsenheder med vandfortyndbar flexotrykfarve.
Til at transportere trykfarven fra farvespanden og frem til trykformen (klicheen), der
overfører farven til trykemnet (f.eks. bølgepap), sidder der på flexotrykpresserne
nogle farveværker (farvefremføringssystemer). Disse farveværker består bl.a. af
pumper, slanger og rør samt en åben farvebakke eller lukket kammerrakel, som sidder i
tæt kontakt med aniloxvalsen. Aniloxvalsen sørger for, at farven overføres til
klicheen. Farveværk (herunder aniloxvalse) samt kliché er de dele på flexotrykpressen,
der kommer i kontakt med trykfarve og derfor kræver afvaskning. Udover spild af farve ved
selve afvaskningen af farveværket forekommer der også spild af farve under drift på
grund af utætheder.
Det vurderes, at der i dagens Danmark er omkring 300 farveværker med åben farvebakke
(ældre system) og 150 med kammerrakler (nyere system).
Det vurderes, at der kun er installeret højtryksdyseafvaskningsanlæg på 40-50
farveværker og automatisk gennemskyl på 5-10 farveværker i branchen i dag. Hovedparten
af farveværkerne afvaskes derfor manuelt.
Det vurderes endvidere, at der samlet foretages i størrelsesordenen 150.000
afvaskninger af vandfortyndbar flexotrykfarve pr. år, og at mere end 90% af disse
foretages på bølgepapemballagetrykkerier.
Direkte farvespild under drift på farveværker med åben farvebakke anslås typisk at
udgøre 5-10 kg trykfarve beregnet pr. afvaskning i branchen i dag. Tilsvarende vurderes
direkte spild på kammerrakelsystemer at udgøre 0,2-2 kg pr. afvaskning. Direkte
farvespild på mindre værker (f.eks. til poser og kuverter) er dog formodentlig lavere.
Farvespildet ved selve afvaskningen vurderes at være omkring 3-6 kg pr. afvaskning for
åbne farvebakker og 2-4 kg pr. afvaskning for kammerrakelsystemer.
Samlet farvespild (direkte spild + spild ved afvaskning) i branchen i dag vurderes at
udgøre omkring 8 kg farve pr. afvaskning. Dette giver et totalt spild i branchen pr. år
på omkring 1.200 tons farve svarende til i størrelsesordenen 38 mill. kr.
Det årlige forbrug af vandfortyndbar flexotrykfarve vurderes til at andrage omkring
3.000 tons. Heraf udgør vandfortyndbar flexotrykfarve til tryk på ikke sugende substrat
under 1%. Det samlede farvespild på 1.200 tons pr. år udgør 40% af forbruget.
Forbruget årligt af afvaskningsmiddel og vand i branchen til afvaskning af
farveværker anslås at udgøre henholdsvis 20 tons og 50.000 m3.
Det vurderes, at omkring halvdelen af virksomhederne i branchen behandler deres
spildevand før afledning til kloak. Hyppigst anvendte teknik er flokkulering og enkelte
anvender membranfiltrering og inddampning. På den baggrund vurderes det, at i
størrelsesordenen 600 tons trykfarve årligt ender i kloakken.
De vandfortyndbare flexotrykfarver indeholder komponenter, der er farlighedsvurderet
til at være uønskede i kloaksystemet og visse uacceptable af sundhedsmæssige årsager.
Det kan dreje sig om visse bindemidler (kolophoniumforbindelser), et enkelt
opløsningsmiddel (ethylenglycolmonomethylether), organiske pigmenter, visse
dispergeringshjælpemidler (alkylphenolethoxylater, visse kvaternære
ammoniumforbindelser), visse tværbindere (aziridin) og befugtere samt stort set alle
anvendte konserveringsmidler.
Vaskevand fra afvaskning af vandfortyndbare flexotrykfarver kan karakteriseres ved en
svagt basisk pH-værdi, AOX-indhold på op til omkring 30 mg/L afhængig af
pigmenttyp(e)(er) herunder tilstedeværende mængde, COD/BOD5-forhold på
omkring 20-30 og svag til moderat nitrifikationshæmning.
Stort set al klichevask vurderes at foregå ved separat (off-press), manuel afvaskning
og i cirka halvdelen af tilfældene udelukkende med rent vand.
Samlet for branchen skønnes det, at der foretages i størrelsesordenen 500.000
klichevaske årligt med et forbrug af afvaskningsmiddel på ca. 15 tons. Størrelsen af
den farverest, der afvaskes, er ubetydelig i forhold til farverestmængden ved afvaskning
af farveværker. Forbruget af friskvand anslås til 2.500 m3, og vaskevandet
behandles typisk sammen med vaskevandet fra afvaskning af farveværker.
Det typiske indhold i afvaskningsmidler anvendt i branchen er domineret af stoffer, der
betragtes som forholdsvis uproblematiske, sålænge de afledes til offentligt renseanlæg
og ikke i meget store mængder. Der kan dog forekomme stoffer, som er uønskede i
kloaksystemet eller uacceptable af sundhedsmæssige årsager. Det drejer sig bl.a. om
visse kationiske detergenter og visse kompleksdannere (trinatriumnitriloacetat, og
nitriloacetat).
Vaskevand fra klichevask, hvor der er anvendt en alkalisk, detergentbaseret afvasker,
kan karakteriseres ved en svagt basisk pH-værdi, AOX-indhold på op til omkring 1,5 mg/L
afhængig af pigmenttype(r) herunder tilstedeværende mængde, COD/BOD5-forhold
på omkring 2 og moderat til uacceptabel nitrifikationshæmning (afhænger af
afvaskertype).
Den dominerende teknik ved separat (off-press) vask af aniloxvalser i dag er blæsning
med bagepulver. Dette foregår typisk højest et par gange om året.
Det vurderes samlet, at mængden af genereret kemikalieaffald og luftemission ved
afvaskning af vandfortyndbare flexotrykfarver er ubetydelig.
Det kan hermed som samlet status for afvaskning af vandfortyndbare flexotrykfarver
konkluderes, at den proces, der i dominerede grad er mest potentiel miljøbelastende, er
afvaskning af farveværker, og belastningen stammer primært fra den farverest, der
afvaskes.
Kandidater for substitution blandt komponenter i vandfortyndbare flexotrykfarver er
især at finde blandt bindemidler og emulgatorer. Det drejer sig bl.a. om
kolophoniumbaserede bindemidler, der af miljømæssige årsager bør substitueres med
miljømæssigt bedre alternativer som f.eks. polyakrylater med meget lavt monomerindhold
(«200 ppm). Af emulgatorer/dispergeringsmidler drejer det sig bl.a. om
alkylphenolethoxylater og traditionelle, kvaternære ammoniumforbindelser, der kunne
erstattes af henholdsvis lineære alkoholethoxylater og nyere, kvaternære
ammoniumforbindelser med indbyggede esterforbindelser (DEEDMAC, DEEDMAMS). Andre
funktionsgrupper, der indeholder trykfarvekomponenter, som af sundheds- eller
miljømæssige årsager bør substitueres, omfatter bl.a. skumdæmpere, befugtere,
konserveringsmidler og tværbindere. Hertil kommer pigmenter, hvoraf hovedparten savner
undersøgelser, der kan afklare især miljømæssige egenskaber. Kandidater for
substitution blandt komponenter i afvaskningsmidler er få. Det drejer sig kun om
traditionelle, kvaternære ammoniumforbindelser samt visse kompleksbindere (NTA).
Målinger udført under dette projekt på fungerende trykpresser på et
bølgepapemballagetrykkeri viser, at den første liter skyllevand fra to ikke optimerede
afvaskninger, dvs. manuel afvask af åben farvebakke og højtryksdyseafvaskning af
kammerrakel, kan indeholde henholdsvis ca. 25% og 40% af farveresten (farvedødvolumenet)
på værket. I begge tilfælde er farveindholdet i skyllevandet 70-80%, og ender denne
første liter i farvespanden med indhold af 15 liter farve, vil det kun medføre en
fortynding på omkring 1%. På optimerede højtryksdyseanlæg med meget lavt
farvedødvolumen (0,6 liter) kan der ved anvendelse af korte vandboost opnås
genvindingsprocenter på over 80 ved at tilføre den første liter skyllevand til
farvespanden med en resulterende fortynding på kun omkring 1%. Undersøgelser af, hvilken
betydning en mindre fortynding med vand har på typiske flexotrykfarvers tryktekniske
egenskaber, tyder kraftigt på, at i størrelsesordenen 1-8% fortynding ikke påvirker
farven afgørende. Det vurderes endvidere, at skyllevand med indhold af i hvert fald sort
trykfarverest vil kunne genbruges som trykfarve ved opspædning med koncentreret farve.
Dette er givetvis også gældende for andre farver.
Det vurderes samlet, at der med den eksisterende teknologi i branchen, blot ved at
opsamle den første liter skyllevand og genbruge den som farve, vil kunne spares mellem
25% og 50% af farvespildet ved afvaskning. Ved opmærksomhed på undgåelse af farvespild
under drift (tætte pakninger, optimale rakler, undgå overløb og længerevarende
"tomgangskørsel") vurderes det, at der som minimum vil kunne opnås en
tilsvarende, procentvis reduktion af det direkte farvespild. Det vurderes derfor, at der
med den eksisterende teknologi ved forholdsvis simple tiltag vil kunne opnås en
besparelse på minimum 25 til 50% af det nuværende totale farvespild, svarende til
300-600 tons trykfarve pr. år (10-20 mill. kr.). Ved at optimere disse tiltag vil der
kunne opnås højere genvindingsprocenter. Ved indføring af nyere teknologi, dvs.
optimerede dyseafvaskningssystemer med kammerrakler og farveopsamlingsbakker, vurderes
det, at der vil kunne opnås farvegenvindingsprocenter på over 80% og det vel at mærke
af en meget lille farverestmængde (ca. 0,6 liter). Det anslås på denne baggrund, at
farvespildet kan reduceres til i størrelsesordenen 1-2% af det vurderede nuværende
niveau.
Ved forholdsvis simple tiltag (opmærksomhed på undgåelse af unødigt
friskvandforbrug dvs. god husholdning) vurderes det, at vandforbruget i branchen med den
nuværende teknologi vil kunne reduceres med 70-80%. Indføres den nyeste, optimerede
teknologi, kan der opnås en reduktion på i størrelsesordenen 95% i forhold til det
skønnede nuværende niveau. Kombineres med modstrømsskyl vil der sandsynligvis kunne
opnås en reduktion på over 98%.
Hvis ovennævnte tiltag til minimering af farvespild kombineres med modstrømsskyl i
skylleprocesserne, og konceptet omkring opspædning af farveholdigt skyllevand med
koncentreret farve kombineres med indførelse af automatisk, løbende kontrol af
viskositet og pH, kan der opnås yderligere væsentlig reduktion i farvespildet.
Virksomheder, der indfører optimeret vandbehandling i form af ultrafiltrering (eventuelt
kombineret med efterpolering) eller inddampning, vil muligvis kunne opnå spildevandsfri
drift. Falder eventuelle undersøgelser af mulighederne for genbrug af koncentrat fra
ultrafiltrering heldigt ud, vil der kunne opnås næsten 100% genbrug af farveresten.
Af udviklingsbehov skal nævnes: udvikling af farveværker med meget lavt
farvedødvolumen (farverestmængde), afprøvning/udvikling af koncepter omkring genbrug af
skyllevand ved opspædning med koncentreret farve samt afprøvning/udvikling af konceptet
omkring genbrug af koncentrat fra vandbehandling. Hvad angår anvendte kemikalier og
afledning med spildevand til kloak, er især en afklaring af pigmenternes miljømæssige
egenskaber væsentlig.
| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |