těkavé organické látky v průmyslových procesech. Jaká je strategie zmírňování?

Těkavé organické sloučeniny (VOC) a zápach mohou vznikat při různých průmyslových procesech. Identifikace potenciálních zdrojů emisí těkavých organických látek z těchto procesů je zásadní pro vypracování účinných strategií zmírňování emisí.

Z látek používaných v průmyslu emitují těkavé organické látky zejména rozpouštědla. Používají se ve složení výrobků, které se spotřebovávají jako suroviny nebo zásoby v průmyslovém procesu; například: barvy, inkousty, laky, odstraňovače nátěrů, čisticí prostředky, rostlinolékařské výrobky, kosmetika atd.

Všechna průmyslová odvětví používají při různých operacích svých procesů rozpouštědla, která emitují těkavé organické látky. Například :

• Čištění a dezinfekce povrchů nebo výrobků: podlah, vybavení, oděvů atd.
• Odmašťování kovových a plastových dílů …
• Rozpouští a odstraňuje zbytky lepidla, barvy apod.
• Ředění produktu: tiskařské barvy, barvy používané malíři, zemědělské produkty atd.
• Extrahovat, oddělovat, syntetizovat a čistit chemické sloučeniny.

Zveme vás, abyste se seznámili s postupy pro minimalizaci těkavých organických látek v průmyslových procesech.

Obecné postupy pro snižování těkavých organických látek v průmyslových procesech

Pro snížení přítomnosti těkavých organických látek v průmyslovém procesu uvádíme několik běžných postupů v průmyslovém odvětví.

• Nainstalujte systém odsávání těkavých organických látek u zdroje a systém čištění. K minimalizaci rozptylu těkavých organických látek v okolním ovzduší lze například použít odsávací digestoře a filtr upravující vzduch adsorpcí na aktivním uhlí.
• Nahrazení výrobků obsahujících těkavé organické látky alternativními látkami s nižším obsahem těkavých organických látek, pokud to průmyslový proces umožňuje. Za tímto účelem je třeba nejprve identifikovat a posoudit konkrétní zdroje těkavých organických látek v průmyslovém areálu.
• Optimalizujte průmyslový proces s cílem minimalizovat emise VOC (úprava výrobních parametrů, optimalizace provozních podmínek atd.).
• Pravidelně kontrolujte průmyslová zařízení na únik těkavých organických látek.
• Zajistit, aby postupy nakládání s odpady snižovaly emise těkavých organických látek. To může zahrnovat používání uzavřených nádob, recyklaci rozpouštědel a vhodnou likvidaci odpadu.
• Zřízení systému monitorování kvality ovzduší pro zjišťování koncentrací VOC (např. elektronický nos).
• Zajistěte, abyprůmyslové zařízení splňovalo normy a limity stanovené předpisy pro emise VOC.
• Zvyšování povědomí zaměstnanců o rizicích spojených s těkavými organickými látkami.
• Přijetím těchto osvědčených postupů mohou společnosti přispět ke snížení emisí těkavých organických látek, kontrole průmyslových pachů a zlepšení kvality ovzduší uvnitř budov, což je prospěšné jak pro zdraví pracovníků, tak pro životní prostředí.

Přijetím těchto postupů budou výrobci vypouštět méně těkavých organických látek a zlepší kvalitu okolního ovzduší, což prospěje jak zdraví a bezpečnosti pracovníků, tak životnímu prostředí.

těkavé organické látky emitované při některých průmyslových procesech

Zde jsou uvedeny některé průmyslové procesy, které mohou produkovat těkavé organické látky a zápach, a související strategie pro jejich zmírnění.

Jaké těkavé organické látky se uvolňují při průmyslových tiskařských procesech a jaké lze použít strategie pro jejich zmírnění?

Těkavé organické látky emitované při hlubotisku

Při tomto velmi velkoobjemovém tisku katalogových periodik nebo hromadně vyráběných kartonových obalů (např. obalů na cigarety, cukrovinky, tekutiny atd.) se jako rozpouštědlo používá toluen. Jedná se o aromatickou těkavou organickou látku, která je součástí složení barev nebo se používá k ředění barev. Více než 95 % toluenu používaného při výrobě tiskovin se nachází v okolním ovzduší; méně než 5 % použitého toluenu se nachází v papírových vláknech (ANESM 2012). Při hlubotisku obalů se obvykle používají rozpouštědla, která emitují kyslíkaté těkavé organické látky (estery, alkoholy, ketony).

Kromě toho jsou těkavé organické látky emitovány na konci tiskařského a sušicího procesu: odpadní vody obsahující těkavé organické látky, rozpouštědla získaná zpět pro opětovné použití nebo prodej, těkavé organické látky emitované procesem nebo systémem zpětného získávání rozpouštědel.

Strategie snižování emisí těkavých organických látek pro hlubotisk

Použití retenčního inkoustu, který snižuje rychlost tvorby filmu ve srovnání s inkoustem na bázi fluenu. Emise těkavých organických látek se pak koncentrují v sušicí jednotce, kde se zachycují a zpracovávají.

Těkavé organické látky emitované při ofsetovém tisku

Tento proces tisku se používá pro velké náklady knih, časopisů a katalogů. Na začátku tiskového procesu jsou těkavé organické látky emitovány barvami, základním roztokem (obsahujícím isopropanol) a přísadami. Běhemtisku se izopropanol uvolňuje difúzně. Při sušení tisku se uvolňuje největší podíl těkavých organických látek. Kromě toho může inkoust v tisku mírně rozptylovat VOC. Na konci tiskového procesu, při čištění tiskových desek a válců, emitují použitá rozpouštědla velmi malé množství VOC (alifatické, cyklické a/nebo naftenické uhlovodíky (lakový benzín, nafta atd.).

Strategie snižování emisí těkavých organických látek u ofsetových tiskáren

Prvním preventivním opatřením je zachycování u zdroje v peci a čištění plynných výpustí obsahujících těkavé organické látky.

Přidáním glykoléterů (1 % až 5 %) do roztoku fountu lze snížit podíl isopropanolu na polovinu (z 10 % na 5 %), čímž se emise těkavých organických látek ze zařízení sníží až o 40 %. Glykolétery jsou však těkavé organické látky, z nichž některé jsou toxické.

Těkavá rozpouštědla lze také částečně nebo zcela nahradit v produktech používaných k čištění zařízení a spotřebního materiálu.

těkavé organické látky uvolňované při flexotiskovém procesu

Flexografie je reliéfní tisk, při kterém se používá pružná fotopolymerní deska na rotačním tiskovém stroji. Tento proces funguje jako kontinuální inkoustový polštářek a lze jej použít k potisku flexibilních obalů (vlnitá nebo plochá lepenka, plastové fólie, reklamní tašky), samolepicích etiket, kovových obalů atd. Rozpouštědla používaná ve flexografii, která uvolňují těkavé organické látky, jsou alkoholy, acetáty a glykolétery.

Strategie snižování emisí těkavých organických látek pro flexotisk

Použití inkoustů na vodní bázi (mohou obsahovat 5 až 20 % rozpouštědla) nebo UV inkoustů (je třeba vyměnit lisy). Veškerá zbývající rozpouštědla by měla být zachycena u zdroje a ošetřena aktivním uhlím.

Těkavé organické látky emitované při knihtisku

Letterpress je tiskařský proces, který spočívá v tisku reliéfních znaků tvořících text na papír.Letterpress se používá pro dokumenty s nákladem 20 000 až 30 000 výtisků, jako jsou letáky, prospekty a administrativní dokumenty. Mezi těkavé organické látky emitované rozpouštědly a ředidly patří: uhlovodíky (terpentýn, toluen, xylen atd.), chlorované sloučeniny a etylalkohol.

Strategie snižování emisí těkavých organických látek pro knihtisk

Používání barev s nízkým obsahem těkavých organických látek,instalace systému zachycování a filtracezdrojů a nakládání s tiskovým odpadem emitujícím těkavé organické látky jsou součástí strategií zmírňování dopadů procesu knihtisku.

Těkavé organické látky emitované při sítotisku

Sítotisk, proces tisku pomocí textilních sít napuštěných barvou, lze použít k tisku na papír, karton, látku, dřevo, kov, plast atd., vždy s použitím vhodné barvy. Hlavními uživateli jsou grafický průmysl (reklama, nápisy, výtvarné umění atd.), elektronika (tištěné obvody) a podlahové a nástěnné krytiny. Těkavé organické látky emitované při sítotisku jsou různé: aromatické těkavé organické látky (trimethylbenzen, toluen, xylen), alicyklické těkavé organické látky (cyklohexan), kyslíkaté těkavé organické látky (alkoholy, ketony, estery). Jsou způsobenyodpařováním rozpouštědla obsaženého v inkoustu (až 65 %), v čisticích prostředcích.

Strategie snižování emisí těkavých organických látek pro sítotisk

Použití inkoustů na vodní bázi a odstraňovačů inkoustu s nízkými emisemi VOC (např. sójový metylester) snižuje emise. Při přípravě sít a inkoustů, během tisku, přenosu a sušení výtisků a při čištění sít je nezbytné zachycovat těkavé organické látky u zdroje. Systém snižování emisí VOC doplňuje skladování odpadu emitujícího VOC ve větraných zásobnících.

Jaké těkavé organické látky se uvolňují při průmyslových procesech nanášení nátěrových hmot a jaké jsou strategie jejich omezování?

těkavé organické látky emitované při výrobě laků v automobilovém průmyslu

Při výrobě automobilů zahrnuje proces nanášení laku několik fází, při nichž dochází k emisím těkavých organických látek. Základní nátěry se nanášejí elektroforézou. Následné vrstvy základního nátěru (obsah rozpouštědel: 37 až 60 %), báze (75 %), laku (60 až 70 %) nebo laku (60 %) se obvykle nanáší stříkáním, po němž následuje čištění a sušení. Těkavé organické látky uvolňované v každé fázi rozpouštědly obsaženými v různých nátěrových hmotách jsou: lakový benzín (skupina alifatických uhlovodíků), isopropanol, benzylalkohol, etanol a aceton.

Strategie snižování emisí těkavých organických látek v procesech nanášení nátěrových hmot v automobilovém průmyslu

Základem prevence je čištění plynných odpadních vod jejich zachycováním u zdroje a filtrování těkavých organických látek, zejména pomocí aktivního uhlí. Používání technik nanášení nátěrů, které snižují spotřebu rozpouštědel při stříkání a čištění, organizace výroby s cílem snížit spotřebu a využití rozpouštědel, volba vodou ředitelných nebo práškových barev a používání čisticích prostředků bez rozpouštědel v případě vodou ředitelných barev jsou v tomto odvětví strategiemi zmírňování emisí.

těkavé organické látky emitované při jiných průmyslových procesech nanášení nátěrových hmot (kromě výroby automobilů)

Jedná se o těkavé organické látky, které se uvolňují při nanášení barev, laků nebo lazur na plasty, kovy, textil, keramiku, sklo atd. Výrobky obsahující rozpouštědla (30 až 80 %) se používají k čištění povrchu, nanášení nátěru a schnutí.

• Mezi těkavé organické látky emitované rozpouštědly používanými při nanášení nátěrů na kovy patří: butylacetát a xylen (pro ředění); methylethylketon, aceton, toluen (pro čištění) a také benzen, formaldehyd atd.
• U plastů se při nanášení nátěrových hmot a čištění uvolňují těkavé organické látky, jako je butylacetát, xylen, methylisobutylketon, isobutanol a formaldehyd.
• U textilií se uvolňují tyto těkavé organické látky: methylethylketon, toluen a perchlorethylen.
• U ostatních substrátů jsou hlavními emitovanými těkavými organickými látkami butyl-acetát a xylen.

Strategie snižování emisí těkavých organických látek v průmyslových procesech nanášení nátěrových hmot

Kromě zachycování těkavých organických látek u zdroje a jejich zpracování , což je hlavní zmírňující opatření, je doplňkovou strategií snižování těkavých organických látek u zdroje. To zahrnuje používání technik stříkání, které snižují emise VOC, používání výrobků obsahujících méně VOC (vysoce pevné, vodou ředitelné nebo práškové barvy) a techniky čištění, které používají méně rozpouštědel.

těkavé organické látky emitované v odvětví karoserií automobilů

Jedná se o těkavé organické látky uvolňované při nanášení barev a laků na karoserie, které mají být opraveny nebo přelakovány, a při čištění. Jedná se především o aromatické a alifatické uhlovodíkové těkavé organické látky a okysličené těkavé organické látky (alkoholy, ketony, estery).

Strategie snižování emisí těkavých organických látek při renovaci karoserie

Hlavním zmírňujícím opatřením zůstává zachycování u zdroje v lakovacích boxech a následné zpracování před vypouštěním do vnějšího prostředí tak, aby byly dodrženy mezní hodnoty emisí v závislosti na ploše dílny a množství použitého rozpouštědla. Používání technik stříkání, které snižují spotřebu barvy, a tím i emise VOC, používání výrobků s nižšími emisemi VOC (barva s vysokým obsahem pevných částic, barva nebo lak na vodní bázi, UV lak) a techniky čištění, které snižují emise VOC, jsou nejběžnějšími strategiemi zmírňování v karosářském odvětví.

Jaké těkavé organické látky se uvolňují při výrobě barev, laků, inkoustů a lepidel a jaké jsou strategie jejich omezování?

Složky těchto látek se připravují a skladují v kapalné formě z práškových materiálů a rozpouštědel. Složky se pak dávkují v požadovaných dávkách a míchají se, aby vznikl hotový výrobek. V tomto průmyslovém odvětví lze jako rozpouštědla použít přibližně 200 těkavých organických látek. Při výrobě barev, laků a inkoustů patří mezi emitované těkavé organické látky alifatické a aromatické uhlovodíky, xylen, toluen, dichlormethan, estery a alkoholy. Při výrobě lepidel a želatiny jsou hlavními těkavými organickými látkami methylethylketon, ethylacetát a uhlovodíky.

Strategie snižování emisí VOC při výrobě barev, laků, inkoustů a lepidel

Prvním opatřením je zachycování a čištění plynných odpadních vod obsahujících těkavé organické látky u zdroje. Například použití mobilních filtrů s aktivním uhlím je velmi dobře přizpůsobitelné změnám výrobních podmínek. Strategie snižování emisí VOC zahrnují používání náhradních produktů s nízkým obsahem rozpouštědel (produkty na bázi vody nebo s vysokým obsahem pevných látek) nebo produktů bez rozpouštědel. U čisticích prostředků mohou výrobci nahradit organická rozpouštědla vodnými roztoky sody a potaše zahřátými na 80 °C, které však vyžadují úpravu prací vody.

Jaké těkavé organické látky se uvolňují při výrobě nátěrových hmot a jaké jsou strategie jejich omezování?

Do procesu nanášení adhezivních nátěrů se těkavé organické látky dostávají prostřednictvím lepidel na bázi rozpouštědel, která pokrývají povrch nátěru, a prostřednictvím použitých ředidel. Emise VOC jsou významné během procesu schnutí. Hlavními typy jsou

• akrylátová lepidla pro výrobu lepidel (lepicí pásky, etikety atd.), lepení podlahových a stěnových krytin, lepení PVC fólií na dřevěné desky atd.
• vinylová lepidla používaná k lepení dílů z PVC v automobilovém průmyslu (čelní skla atd.), ve stavebnictví (drenážní trubky atd.) atd.
• polyuretanová lepidla pro obalový, textilní a obuvnický průmysl.
• neoprenová lepidla pro automobilový, obuvnický a stavební průmysl.

Při průmyslových procesech nanášení lepidel se uvolňují zejména tyto těkavé organické látky: methyl ethyl keton, dimethyl ethyl keton, butylacetát, ethyl acetát, ethyl benzen, toluen a xylen.

Strategie snižování emisí těkavých organických látek při výrobě adhezivních nátěrů

Během procesu sušení se emise těkavých organických látek zachycují u zdroje a poté se filtrují pomocí aktivního uhlí, čímž se výrazně snižují emise do atmosféry. Ostatní techniky snižování emisí VOC jsou shodné s technikami používanými při výrobě lepidla, jak je popsáno výše.

Jaké těkavé organické látky se uvolňují při průmyslové výrobě léčiv a jaké jsou strategie jejich omezování?

Průmyslové procesy sahají od výroby účinné farmaceutické látky (suroviny) až po výrobu lékové formy (tablety, tobolky, masti, sirupu, spreje atd.). Mnoho operací ve farmaceutických výrobních procesech zahrnuje rozpouštědla a vede k emisím těkavých organických látek: plnění míchačky, plnění odpadních skladovacích nádrží, vstřikování sterilního vzduchu do potrubí k odstranění produktu před čištěním, přečerpávání rozpouštědla z cisteren do skladovacích sudů, odběr vzorků pro kontrolu kvality atd. Farmaceutický průmysl používá přibližně padesát rozpouštědel, která emitují těkavé organické látky. Patří mezi ně přibližně deset specifických těkavých organických látek klasifikovaných jako CMR: dioxan, chloroform, dimethylformamid, dichlorethan, methylenchlorid, perchlorethylen, dimetylamin, diglym a triglym.

Strategie snižování emisí těkavých organických látek při výrobě léčiv

Každá operace, při níž se používají rozpouštědla a uvolňují se těkavé organické látky, vyžaduje zachycení u zdroje a zpracování. Často se používá adsorpce na aktivním uhlí spolu s tepelnou oxidací. Minimalizace emisí VOC zahrnuje izolaci zdrojů a sušení v uzavřeném okruhu, aby se snížily fugitivní emise, uzavřené operace čištění zařízení a recirkulaci procesních čističů, pokud je to možné, aby se zabránilo přímému vypouštění VOC otvory. Nahrazení rozpouštědel je složitější, protože se vybírají pro své fyzikálně-chemické vlastnosti, které přispívají k procesu. V jednotlivých případech může výrobce nahradit rozpouštědlo používané v procesu rozpouštědlem, které uvolňuje méně toxických VOC.

Jaké těkavé organické látky se uvolňují při strojírenských procesech a jaké jsou strategie jejich omezování?

Jedná se především o čištění kovových povrchů před obráběním nebo po něm, aby se odstranily tuky, řezné kapaliny, oleje a pevné částice. Cílem je buď příprava na další operaci, nebo zlepšení vzhledu povrchu. Čištění může kombinovat chemické působení na bázi rozpouštědel, mechanické působení (ultrazvuk, stříkání, ruční nebo mechanické míchání) a určitou úroveň teploty pro zvýšení účinnosti chemických látek. Často následuje oplachování a sušení. Při tomto typu operací se tradičně uvolňují tyto těkavé organické látky: halogenované těkavé organické látky (perchlorethylen, dichlormethan, trichlorethylen), uhlovodíkové těkavé organické látky a kyslíkaté těkavé organické látky (aceton, ethanol, isopropanol, glykolové ethery, glykolové estery, methyl ethyl keton).

Strategie snižování emisí těkavých organických látek ve strojírenství

Těkavé organické látky se zachycují u zdroje a přednostně se zachycují filtrací s aktivním uhlím. Ke snížení emisí VOC může přispět náhrada rozpouštědel detergenty (s přísadami, které emitují méně VOC), detergenty obsahující povrchově aktivní látky a bakterie (biogenní emise VOC), agrorozpouštědla; tepelné odstraňování; laserové nebo studené plazmové procesy (jaderný a letecký průmysl), tryskání ledem nebo suchým ledem (jednorázové aplikace), odstraňování CO₂ ( v současné době se průmyslově využívá).

Jaké těkavé organické látky se uvolňují při slévárenských procesech a jaké jsou strategie jejich omezování?

Odlévání spočívá v lití roztaveného kovu do formy, čímž se vyrobí kovový díl. Forma může být vyrobena procesem „sand-to-green“ (písek + hlína + uhlík) nebo procesem chemického vytvrzování (písek + pryskyřice). Použití chemických pojiv má za následek produkci různých těkavých organických látek během míchání, formování a korundování, skladování, lití a chlazení. Hlavní těkavé organické látky emitované během průmyslového procesu jsou: těkavý organický uhlík, aromatické uhlovodíkové těkavé organické látky: benzen, ethylbenzen, toluen, xylen (BTEX), kyslíkaté těkavé organické látky včetně aldehydů (formaldehyd, akrolein, acetaldehyd), fenol, alkohol, estery.

Strategie zmírňování emisí těkavých organických látek ve slévárenství

První strategií je zachycení emisí u zdroje pomocí odsavačů a jejich zpracování v různých fázích procesu. Ke snížení emisí u zdroje slouží použití grafitu v procesu zeleného písku, který snižuje množství těkavého uhlíku. Pokud jde o proces chemického nastavování, trendem je používání pryskyřic s menším množstvím složek emitujících těkavé organické látky.