VOC’er i industrielle processer. Hvilken afhjælpningsstrategi?

Flygtige organiske forbindelser (VOC’er) og lugt kan genereres af forskellige industrielle processer. At identificere potentielle kilder til VOC-emissioner fra disse processer er afgørende for at udvikle effektive afhjælpningsstrategier.

Blandt de stoffer, der bruges i industrien, er det især opløsningsmidler, der udleder VOC’er. De bruges i sammensætningen af produkter, der forbruges som råmaterialer eller forsyninger i en industriel proces, f.eks. maling, blæk, lak, malingfjerner, rengøringsprodukter, plantesundhedsprodukter, kosmetik osv.

Alle industrisektorer bruger opløsningsmidler, der udleder VOC ‘er i de forskellige processer. For eksempel :

• Rengøring og desinficering af overflader eller produkter: gulve, udstyr, tøj osv.
• Affedtning af metal- og plastdele …
• Opløser og fjerner rester af lim, maling osv.
• Fortynding af et produkt: blæk, der bruges af printere, maling, der bruges af malere, landbrugsprodukter osv.
• Udvinde, adskille, syntetisere og oprense kemiske forbindelser

Vi inviterer dig til at se på metoder til at minimere VOC ‘er i industrielle processer.

Generel praksis for reduktion af VOC’er i industrielle processer

For at reducere forekomsten af VOC’er i en industriel proces er her nogle almindelige fremgangsmåder i industrisektoren

• Installer et VOC-udsugningssystem ved kilden og et behandlingssystem. F.eks. kan emhætter og et filter, der behandler luften ved hjælp af adsorption på aktivt kul, bruges til at minimere spredningen af VOC’er i den omgivende luft.
• Erstat produkter, der indeholder VOC, med alternative stoffer med et lavere VOC-indhold, når den industrielle proces tillader det. For at gøre dette er det først nødvendigt at identificere og vurdere de specifikke kilder til VOC’er på industriområdet
• Optimer den industrielle proces for at minimere VOC-emissioner (juster produktionsparametre, optimer driftsforhold osv.).
• Tjek regelmæssigt industrielt udstyr for VOC-lækager.
• Sørg for, at affaldshåndteringspraksis reducerer VOC-emissioner. Det kan indebære brug af lukkede beholdere, genbrug af opløsningsmidler og korrekt bortskaffelse af affald.
• Opsæt et luftkvalitetsovervågningssystem til at registrere VOC-koncentrationer (f.eks. elektronisk næse)
• Sørg for, at detindustrielle anlæg overholder de standarder og grænser, der er fastsat i lovgivningen om VOC-emissioner.
• Øge personalets bevidsthed om de risici, der er forbundet med VOC’er.
• Ved at indføre disse bedste praksisser kan virksomheder hjælpe med at reducere VOC-udledningen, kontrollere industrielle lugte og forbedre den indendørs luftkvalitet til gavn for både medarbejdernes sundhed og miljøet.

Ved at indføre denne praksis vil producenterne udlede færre VOC’er og forbedre den omgivende luftkvalitet, hvilket vil gavne både medarbejdernes sundhed og sikkerhed og miljøet.

VOC’er udledt af visse industrielle processer

Her er nogle industrielle processer, der kan producere VOC og lugt, og de tilhørende afhjælpningsstrategier.

Hvilke VOC’er udledes i industrielle printprocesser, og hvilke afværgestrategier kan anvendes?

VOC’er udledt af dybtryksprocessen

Denne trykproces i meget store mængder til katalogtidsskrifter eller til masseproduceret papemballage (f.eks. cigaretemballage, konfekture, væsker osv.) bruger toluen som opløsningsmiddel. Det er en aromatisk VOC, der indgår i formuleringen af trykfarver eller bruges til at fortynde trykfarver. Mere end 95 % af den toluen, der bruges i trykprocessen, findes i den omgivende luft, og mindre end 5 % af den toluen, der bruges, findes i papirfibre (ANESM 2012). Ved emballagetryk anvendes ofte opløsningsmidler, der udleder iltede VOC ‘er (ester, alkohol, keton).

Derudover udledes der VOC’er ved afslutningen af tryk- og tørreprocesserne: spildevand, der indeholder VOC’er, opløsningsmidler, der genvindes til genbrug eller salg, VOC’er, der udledes af processen eller systemet til genvinding af opløsningsmidler.

Strategi for begrænsning af VOC i dybtryk

Brugen af en retentionsfarve, som reducerer hastigheden af filmdannelsen sammenlignet med toluenfarve. VOC-emissioner koncentreres derefter i tørreenheden, hvor de opfanges og behandles.

VOC’er udledt af offsettrykprocessen

Denne trykproces bruges til store oplag af bøger, magasiner og kataloger. I starten af trykprocessen afgives VOC’er fra trykfarverne, fountopløsningen (som indeholder isopropanol) og tilsætningsstofferne. Undertrykningen afgivesisopropanol diffust. Tørring af printet udleder den største andel af VOC’er. Desuden kan blækket i printet afgive en smule VOC. I slutningen af trykprocessen, når pladerne og cylindrene rengøres, afgiver de anvendte opløsningsmidler meget små mængder VOC’er (alifatiske, cykliske og/eller nafteniske kulbrinter (mineralsk terpentin, nafta osv.)).

VOC-begrænsningsstrategi for offsettrykkerier

Indfangning ved kilden i ovnen og behandling af gasformige udledninger, der indeholder VOC’er, er den første forebyggende foranstaltning.

Hvis man tilsætter glycolethere (1 % til 5 %) til fontæneopløsningen, kan man halvere andelen af isopropanol (fra 10 % til 5 %) og dermed reducere VOC-udledningen fra anlægget med op til 40 %. Glykolether er dog VOC’er, hvoraf nogle er giftige.

Flygtige opløsningsmidler kan også helt eller delvist erstattes i produkter, der bruges til at rengøre udstyr og forsyninger.

VOC’er udledt af den flexografiske trykproces

Flexografi er en relieftrykproces, der bruger en fleksibel fotopolymerplade på en rotationspresse. Denne proces fungerer som en kontinuerlig farvepude og kan bruges til at trykke fleksibel emballage (bølgepap eller fladt pap, plastfilm, reklameposer), selvklæbende etiketter, metalemballage osv. De opløsningsmidler, der bruges i flexografi, og som udleder VOC’er, er alkoholer, acetater og glycolethere.

VOC-begrænsningsstrategi for flexografi

Brug af vandbaserede trykfarver (som kan indeholde mellem 5 og 20 % opløsningsmiddel) eller UV-farver (presserne skal skiftes). Eventuelle resterende opløsningsmidler skal opsamles ved kilden og behandles med aktivt kul.

VOC’er udledt ved bogtryk

Bogtryk er en trykproces, der består i at trykke de ophøjede tegn, der udgør en tekst, på papir.Bogtryk bruges til dokumenter med et oplag på mellem 20.000 og 30.000 eksemplarer, f.eks. foldere, flyers og administrative dokumenter. De VOC’er, der udledes af opløsningsmidler og fortyndere, er: kulbrinter (terpentin, toluen, xylen osv.), klorerede forbindelser og ethylalkohol.

Strategi for begrænsning af VOC i bogtryk

Brug af trykfarver med lavt VOC-indhold,installation af et kildeopsamlings- ogfiltreringssystem og håndtering af VOC-emitterende trykaffald er alle en del af afbødningsstrategierne for bogtryksprocessen.

VOC’er udledt ved serigrafi

Serigrafi er en trykproces, hvor man bruger farveimprægnerede tekstilduge til at trykke på papir, pap, stof, træ, metal, plast osv. med en passende farve hver gang. De vigtigste brugere er den grafiske industri (reklame, skiltning, kunst osv.), elektronik (trykte kredsløb) og gulv- og vægbeklædning. De VOC’er, der udledes ved serigrafi, er forskellige: aromatiske VOC’er (trimethylbenzen, toluen, xylen), alicykliske VOC’er (cyclohexan), iltede VOC’er (alkoholer, ketoner, estere). De skyldesfordampning af opløsningsmidlet i blækket (op til 65 %) i rengøringsprodukter.

Strategi for begrænsning af VOC i serigrafi

Brug af vandbaseret trykfarve og trykfarvefjernere med lav VOC-udledning (f.eks. sojamethylester) reducerer udledningen. Det er vigtigt at opfange VOC’er ved kilden, når man forbereder skærme og farver, under printning, overførsel og tørring af print og ved rengøring af skærme. Opbevaring af VOC-emitterende affald i ventilerede beholdere fuldender VOC-begrænsningssystemet.

Hvilke VOC’er udledes i industrielle overfladebehandlingsprocesser, og hvad er afværgestrategierne?

VOC’er udledt af malingsprocesser i bilproduktion

I bilproduktionen involverer påføringsprocessen af maling flere trin, der udleder VOC’er. “Primer”-lagene påføres ved hjælp af elektroforese. Efterfølgende lag af primer (opløsningsmiddelindhold: 37 til 60 %), base (75 %), lak (60 til 70 %) eller fernis (60 %) påføres normalt ved sprøjtning, efterfulgt af rengøring og tørring. De VOC’er, der udledes på hvert trin af opløsningsmidlerne i de forskellige belægninger , er: mineralsk terpentin (en gruppe alifatiske kulbrinter), isopropanol, benzylalkohol, ethanol og acetone.

VOC-begrænsningsstrategi for overfladebehandlingsprocesser i bilproduktion

Behandlingen af gasformige udledninger ved at opfange dem ved kilden og filtrere VOC’er, især ved hjælp af aktivt kul, udgør grundlaget for forebyggelse. Brugen af belægningsteknikker, der reducerer forbruget af opløsningsmidler under sprøjtning og rengøring, organiseringen af produktionen for at reducere forbruget og genvindingen af opløsningsmidler, valget af vandbaserede malinger eller pulvermalinger og brugen af opløsningsmiddelfrie rengøringsprodukter i tilfælde af vandbaserede malinger er alle strategier til afhjælpning i denne sektor.

VOC’er udledt i andre industrielle overfladebehandlingsprocesser (undtagen bilproduktion)

Det er de VOC’er, der udledes, når maling, lak eller fernis påføres plast, metal, tekstiler, keramik, glas osv. Produkter, der indeholder opløsningsmidler (30-80 %), bruges til at rengøre overfladen, påføre belægningen og tørre.

• De VOC’er, der udledes af opløsningsmidler, der bruges til metalbelægning, omfatter: butylacetat og xylen (til fortynding); methylethylketon, acetone, toluen (til rengøring) og også benzen, formaldehyd osv.
• På plast afgiver overfladebehandling og rengøring VOC’er som butylacetat, xylen, methylisobutylketon, isobutanol og formaldehyd.
• På tekstiler er de VOC’er, der udledes, methylethylketon, toluen og perchlorethylen.
• På andre substrater er de vigtigste VOC’er, der udledes, butylacetat og xylen.

Strategi for begrænsning af VOC i industrielle overfladebehandlingsprocesser

Ud over at opfange VOC’er ved kilden og behandle dem , som er den vigtigste afhjælpende foranstaltning, er reduktion af VOC’er ved kilden en supplerende strategi. Det indebærer brug af sprøjteteknikker, der reducerer VOC-emissioner, brug af produkter, der indeholder færre VOC’er (vandbaseret maling med højt faststofindhold eller pulvermaling), og rengøringsteknikker, der bruger færre opløsningsmidler.

VOC’er udledt i karrosserisektoren

Det er VOC’er, der udledes under påføring af maling og lak på karosserier, der skal udbedres eller omlakeres, og fra rengøringsprodukter. Det er hovedsageligt aromatiske og alifatiske kulbrinte-VOC’er og iltede VOC’er (alkoholer, ketoner, estere).

VOC-begrænsningsstrategi for karrosserilakering

Opsamling ved kilden i malekabiner og derefter behandling før ekstern udledning for at overholde emissionsgrænseværdierne afhængigt af værkstedets overfladeareal og mængden af anvendt opløsningsmiddel er fortsat den vigtigste afhjælpende foranstaltning. Brug af sprøjteteknikker, der reducerer forbruget af maling og dermed VOC-emissioner, brug af produkter med lavere VOC-emissioner (maling med højt faststofindhold, vandbaseret maling eller lak, UV-lak) og rengøringsteknikker, der reducerer VOC-emissioner, er de mest almindelige afhjælpningsstrategier i karrosserisektoren.

Hvilke VOC’er udledes ved fremstilling af maling, lak, trykfarver og klæbemidler, og hvad er afværgestrategierne?

Formuleringskomponenterne i disse stoffer fremstilles og opbevares i flydende form ud fra pulveriserede materialer og opløsningsmidler. Komponenterne doseres derefter i de nødvendige doser og blandes for at danne det færdige produkt. Omkring 200 VOC’er kan bruges som opløsningsmidler i denne industrisektor. Ved fremstilling af maling, lak og blæk omfatter de udledte VOC’er alifatiske og aromatiske kulbrinter, xylen, toluen, dichlormethan, estere og alkoholer. Ved fremstilling af lim og gelatine er de vigtigste VOC’er methylethylketon, ethylacetat og kulbrinter.

VOC-begrænsningsstrategi for fremstilling af maling, lak, trykfarver og klæbemidler

Den første foranstaltning er opsamling ved kilden og behandling af gasformige udledninger, der indeholder VOC’er. For eksempel kan brugen af mobile aktive kulfiltre i høj grad tilpasses variationer i produktionsforholdene. Strategier til at reducere VOC-emissioner omfatter brug af erstatningsprodukter med et lavt indhold af opløsningsmidler (vandbaserede produkter eller produkter med højt faststofindhold) eller opløsningsmiddelfrie produkter. For rengøringsprodukter kan producenterne erstatte organiske opløsningsmidler med vandige opløsninger af soda og kaliumchlorid, der opvarmes til 80 °C, men som kræver behandling af vaskevandet.

Hvilke VOC’er udledes i produktionsprocesser for klæbende overfladebehandling, og hvad er afbødningsstrategierne?

VOC’er kommer ind i en limbelægningsproces via de opløsningsmiddelbaserede lime, der dækker overfladen på belægningen, og via de anvendte fortyndere. VOC-emissionerne er betydelige under tørreprocessen. De vigtigste typer er

• Akryllim til fremstilling af klæbemidler (klæbebånd, etiketter osv.), limning af gulv- og vægbeklædning, påsætning af PVC-plader på træpaneler osv.
• vinyllim, der bruges til at lime PVC-dele i bilindustrien (forruder osv.), byggeindustrien (drænrør osv.) osv.
• polyuretanklæbemidler til emballage-, tekstil- og fodtøjsindustrien
• neoprenklæbemidler til bil-, fodtøjs- og byggeindustrien.

Industrielle klæbeprocesser udleder hovedsageligt følgende VOC’er: methylethylketon, dimethylethylketon, butylacetat, ethylacetat, ethylbenzen, toluen og xylen.

VOC-begrænsningsstrategi ved fremstilling af klæbende belægninger

Under tørringsprocessen opfanges VOC-emissioner ved kilden og filtreres derefter ved hjælp af aktivt kul, hvilket reducerer emissionerne til atmosfæren betydeligt. De andre teknikker til reduktion af VOC-emissioner er identiske med dem, der bruges til limfremstilling, som beskrevet ovenfor.

Hvilke VOC’er udledes i industrielle farmaceutiske fremstillingsprocesser, og hvilke reduktionsstrategier kan anvendes?

Industrielle processer spænder fra produktion af den aktive farmaceutiske ingrediens (råmateriale) til produktion af en farmaceutisk form (tablet, kapsel, salve, sirup, spray osv.). Mange operationer i farmaceutiske fremstillingsprocesser involverer opløsningsmidler og fører til udledning af VOC’er: påfyldning af en mixer, fyldning af spildevandstanke, indblæsning af steril luft i rør for at fjerne produktet før rengøring, overførsel af opløsningsmidler fra tankbiler til opbevaringstromler, prøveudtagning til kvalitetskontrol osv. Medicinalindustrien bruger omkring 50 opløsningsmidler, der udleder VOC’er. Disse omfatter omkring ti specifikke VOC’er, der er klassificeret som CMR: dioxan, chloroform, dimethylformamid, dichlorethan, methylenchlorid, perchlorethylen, dimethylamin, diglyme og triglyme.

Strategi for begrænsning af VOC i lægemiddelproduktion

Alle processer, der bruger opløsningsmidler og udleder VOC’er, kræver opsamling ved kilden og behandling. Den anvendte proces er ofte adsorption på aktivt kul sammen med termisk oxidation. Minimering af VOC-emissioner indebærer isolering af kilder og tørring i et lukket kredsløb for at reducere flygtige emissioner, rengøring af lukket udstyr og recirkulering af procesrensninger, hvor det er muligt, for at undgå direkte frigivelse af VOC’er gennem åbninger. Det er sværere at erstatte opløsningsmidler, fordi de vælges på grund af deres fysisk-kemiske egenskaber , som bidrager til processen. Fra sag til sag kan producenten erstatte det opløsningsmiddel, der bruges i processen, med et opløsningsmiddel, der udleder mindre giftige VOC’er.

Hvilke VOC’er udledes i maskintekniske processer, og hvad er afværgestrategierne?

Dette indebærer hovedsageligt rengøring af metaloverflader før eller efter bearbejdning for at fjerne fedt, skærevæsker, olier og faste partikler. Formålet er enten at forberede den næste operation eller at forbedre overfladens udseende. Rengøring kan kombinere opløsningsmiddelbaseret kemisk virkning, mekanisk virkning (ultralyd, sprøjtning, manuel eller mekanisk omrøring) og et vist temperaturniveau for at øge den kemiske effektivitet. Skylning og tørring følger ofte efter. De VOC’er, der traditionelt udledes ved denne type arbejde, er: halogenerede VOC’er (perchlorethylen, dichlormethan, trichlorethylen), kulbrinte-VOC’er og oxygenerede VOC’er (acetone, ethanol, isopropanol, glycolethere, glycolestere, methylethylketon).

Strategi for begrænsning af VOC i maskinindustrien

VOC’er opfanges ved kilden og genvindes først og fremmest ved hjælp af filtrering med aktivt kul. Følgende kan bidrage til at reducere VOC’er: udskiftning af opløsningsmidler med rengøringsmidler (med tilsætningsstoffer, der udleder færre VOC’er), rengøringsmidler, der indeholder overfladeaktive stoffer og bakterier (biogene VOC-emissioner), agro-opløsningsmidler; termisk stripning; laser- eller koldplasmaprocesser (atom- og luftfartsindustrien), is- eller tørisblæsning (specifikke anvendelser), CO₂ ( i øjeblikket ved at blive industrialiseret).

Hvilke VOC’er udledes i støberiprocesser, og hvad er afværgestrategierne?

Støbning indebærer, at man hælder smeltet metal i en form for at fremstille en metaldel. Formen kan laves ved hjælp af sand-til-grøn-processen (sand + ler + kulstof) eller en kemisk hærdningsproces (sand + harpiks). Brugen af kemiske bindemidler resulterer i produktion af forskellige VOC’er under blanding, formning og kernefremstilling, opbevaring, støbning og afkøling. De vigtigste VOC’er, der udledes under den industrielle proces, er: flygtigt organisk kulstof , aromatiske kulbrinte-VOC ‘er: benzen, ethylbenzen, toluen, xylen (BTEX), iltede VOC’er, herunder aldehyder (formaldehyd, acrolein, acetaldehyd), phenol, alkohol, estere.

Strategi for begrænsning af VOC i støberiindustrien

Den første strategi er at opfange emissioner ved kilden ved hjælp af udsugningshætter og behandle dem i de forskellige faser af processen. For at reducere emissionerne ved kilden reducerer brugen af grafit i green sand-processen flygtigt kulstof. Hvad angår den kemiske hærdningsproces, går tendensen i retning af at bruge harpiks med færre VOC-udledende komponenter.