VOC’s in industriële processen. Welke mitigatiestrategie?

Vluchtige organische stoffen (VOS ) en geuren kunnen worden gegenereerd door verschillende industriële processen. Het identificeren van potentiële bronnen van VOC-emissies uit deze processen is essentieel voor het ontwikkelen van effectieve strategieën om de emissies te verminderen.

Van de stoffen die in de industrie worden gebruikt, stoten vooral oplosmiddelen VOS uit. Ze worden gebruikt bij de samenstelling van producten die worden verbruikt als grond- of hulpstof in een industrieel proces; bijvoorbeeld: verf, inkt, vernis, verfafbijtmiddelen, schoonmaakproducten, fytosanitaire producten, cosmetica, enz.

Alle industriële sectoren gebruiken oplosmiddelen die VOC’s uitstoten bij de verschillende bewerkingen van hun processen. Bijvoorbeeld :

• Oppervlakken of producten reinigen en ontsmetten: vloeren, apparatuur, kleding, enz.
• Ontvetten van metalen en kunststof onderdelen …
• Lost lijm- en verfresten op en verwijdert ze.
• Een product verdunnen: inkt gebruikt door drukkers, verf gebruikt door schilders, landbouwproducten, enz.
• Chemische verbindingen extraheren, scheiden, synthetiseren en zuiveren

We nodigen je uit om de praktijken voor het minimaliseren van VOC’s in industriële processen te bekijken.

Algemene praktijken voor het verminderen van VOC’s in industriële processen

Om de aanwezigheid van VOC’s in een industrieel proces te verminderen, zijn hier enkele gangbare praktijken in de industriële sector

• Installeer een VOS-afzuigsysteem aan de bron en een behandelingssysteem. Er kunnen bijvoorbeeld afzuigkappen en een filter die de lucht behandelt door adsorptie op actieve kool worden gebruikt om de verspreiding van VOC’s in de omgevingslucht tot een minimum te beperken.
• Vervang producten die VOS bevatten door alternatieve stoffen met een lager VOS-gehalte, wanneer het industriële proces dit toelaat. Om dit te kunnen doen, moeten eerst de specifieke bronnen van VOS op de industriële locatie worden geïdentificeerd en beoordeeld.
• Optimaliseer het industriële proces om VOC-emissies tot een minimum te beperken (productieparameters aanpassen, bedrijfsomstandigheden optimaliseren, enz.)
• Controleer industriële apparatuur regelmatig op VOC-lekken.
• Zorg ervoor dat afvalbeheerpraktijken de VOC-emissies verminderen. Dit kan het gebruik van gesloten containers, de recycling van oplosmiddelen en de juiste verwijdering van afval inhouden.
• Een luchtkwaliteitscontrolesysteem opzetten om VOC-concentraties te detecteren (bijv. elektronische neus)
• Zorg ervoor dat deindustriële installatie voldoet aan de normen en limieten die worden opgelegd door regelgeving over VOC-emissies.
• Personeel bewust maken van de risico’s van VOC’s.
• Door deze best practices toe te passen, kunnen bedrijven helpen om VOC-emissies te verminderen, industriële geuren onder controle te houden en de luchtkwaliteit binnenshuis te verbeteren, wat zowel de gezondheid van werknemers als het milieu ten goede komt.

Door deze praktijken toe te passen, zullen fabrikanten minder VOC’s uitstoten en de luchtkwaliteit verbeteren, wat zowel de gezondheid en veiligheid van werknemers als het milieu ten goede zal komen.

VOC’s uitgestoten door bepaalde industriële processen

Hier volgen enkele industriële processen die VOC’s en geuren kunnen produceren, en de bijbehorende strategieën om deze te beperken.

Welke VOC’s worden uitgestoten in industriële drukprocessen en welke strategieën kunnen worden gebruikt?

VOC’s die vrijkomen bij het diepdrukproces

Dit drukproces met zeer hoge volumes voor catalogustijdschriften of voor kartonnen verpakkingen in massaproductie (bv. sigarettenverpakkingen, snoepgoed, vloeistoffen, enz.) gebruikt tolueen als oplosmiddel. Het is een aromatische VOS die wordt opgenomen in de formulering van inkten of wordt gebruikt om inkten te verdunnen. Meer dan 95% van de tolueen die in het drukproductieproces wordt gebruikt, wordt aangetroffen in de omgevingslucht; en minder dan 5% van de gebruikte tolueen wordt aangetroffen in papiervezels (ANESM 2012). Verpakkingsdiepdruk gebruikt meestal oplosmiddelen die zuurstofhoudende VOS uitstoten (ester, alcohol, keton).

Daarnaast worden VOC’s uitgestoten aan het einde van het druk- en droogproces: afvalwater dat VOC’s bevat, oplosmiddel dat wordt teruggewonnen voor hergebruik of verkoop, VOC’s die worden uitgestoten door het proces of het systeem voor het terugwinnen van oplosmiddelen.

VOC-beperkingsstrategie voor diepdruk

Het gebruik van een retentie-inkt die de snelheid van filmvorming vermindert in vergelijking met tolueeninkt. VOC-emissies worden dan geconcentreerd in de droogeenheid, waar ze worden opgevangen en behandeld.

VOC’s uitgestoten door het offsetdrukproces

Dit drukproces wordt gebruikt voor grote oplages boeken, tijdschriften en catalogi. Aan het begin van het drukproces worden VOC’s uitgestoten door de inkten, de gietoplossing (die isopropanol bevat) en de additieven. Tijdens hetdrukken wordt isopropanol diffuus uitgestoten. Bij het drogen van de print wordt het grootste deel van de VOC’s uitgestoten. Daarnaast kan de inkt in de print VOC’s licht verspreiden. Op het einde van het drukproces, wanneer de platen en cilinders worden gereinigd, stoten de gebruikte solventen zeer kleine hoeveelheden VOS uit (alifatische, cyclische en/of naftenische koolwaterstoffen (white spirit, nafta, enz.).

VOC-beperkingsstrategie voor offsetdrukkers

Afvang aan de bron bij de oven en behandeling van gasvormige effluenten die VOS bevatten, is de eerste preventieve maatregel.

Door glycolethers (1% tot 5%) toe te voegen aan de aftapoplossing kan het aandeel isopropanol worden gehalveerd (van 10% tot 5%), waardoor de VOS-uitstoot van de installatie met wel 40% kan worden verminderd. Glycolethers zijn echter VOS, waarvan sommige giftig zijn.

Vluchtige oplosmiddelen kunnen ook geheel of gedeeltelijk worden vervangen in producten die worden gebruikt om apparatuur en voorraden te reinigen.

VOC’s die vrijkomen bij het flexodrukproces

Flexografie is een hoogdrukproces waarbij gebruik wordt gemaakt van een flexibele fotopolymeerplaat op een rotatiepers. Dit proces werkt als een continu inktkussen en kan worden gebruikt voor het bedrukken van flexibele verpakkingen (golfkarton of vlak karton, plastic folie, reclamezakken), zelfklevende etiketten, metalen verpakkingen, enz. De oplosmiddelen die bij flexografie worden gebruikt en VOS uitstoten zijn alcoholen, acetaten en glycolethers.

VOC-beperkingsstrategie voor flexografie

Het gebruik van inkten op waterbasis (die tussen de 5 en 20% oplosmiddel kunnen bevatten) of UV-inkten (persen moeten worden vervangen). Alle resterende oplosmiddelen moeten bij de bron worden opgevangen en met actieve kool worden behandeld.

VOC’s uitgestoten door boekdruk

Letterpress is een drukproces waarbij de verhoogde tekens waaruit een tekst bestaat op papier worden gedrukt.Letterpress wordt gebruikt voor documenten met oplages tussen 20.000 en 30.000 exemplaren, zoals folders, flyers en administratieve documenten. De VOC’s die worden uitgestoten door oplosmiddelen en verdunners zijn: koolwaterstoffen (terpentijn, tolueen, xyleen, enz.), gechloreerde verbindingen en ethylalcohol.

VOC-beperkingsstrategie voor boekdruk

Het gebruik van inkt met een laag VOS-gehalte, deinstallatie van een bronafvang- enfiltratiesysteem en het beheer van drukafval dat VOS uitstoot, maken allemaal deel uit van de beperkingsstrategieën voor het boekdrukproces.

VOC’s die vrijkomen bij zeefdrukken

Zeefdrukken, een drukproces waarbij gebruik wordt gemaakt van met inkt geïmpregneerde textieldoeken, kan worden gebruikt om af te drukken op papier, karton, stof, hout, metaal, kunststof, enzovoort, telkens met een geschikte inkt. De belangrijkste gebruikers zijn de grafische industrie (reclame, bewegwijzering, beeldende kunst, enz.), elektronica (gedrukte schakelingen) en vloer- en muurbekleding. De VOC’s die vrijkomen bij zeefdrukken zijn divers: aromatische VOC’s (trimethylbenzeen, tolueen, xyleen), alicyclische VOC’s (cyclohexaan), zuurstofhoudende VOC’s (alcoholen, ketonen, esters). Ze zijn te wijten aan deverdamping van het oplosmiddel in de inkt (tot 65%), in schoonmaakproducten.

VOC-beperkingsstrategie voor zeefdrukken

Het gebruik van inkt op waterbasis en inktverwijderaars met een lage VOS-uitstoot (bijv. sojamethylester) vermindert de uitstoot. Het is essentieel om VOC’s op te vangen aan de bron bij het voorbereiden van rasters en inkten, tijdens het afdrukken, het overbrengen en drogen van prints, en bij het reinigen van rasters. Opslag van VOC-emitterend afval in geventileerde bakken maakt het VOC-verminderingssysteem compleet.

Welke VOC’s worden uitgestoten in industriële coatingprocessen en wat zijn de strategieën om de uitstoot te beperken?

VOC’s uitgestoten tijdens lakprocessen in autoproductie

In de autoproductie omvat het verfproces verschillende stappen waarbij vluchtige organische stoffen vrijkomen. De grondlagen worden aangebracht door middel van elektroforese. De daaropvolgende lagen grondverf (oplosmiddelgehalte: 37 tot 60%), basislak (75%), lak (60 tot 70%) of vernis (60%) worden meestal aangebracht door middel van spuiten, gevolgd door reinigen en drogen. De VOC’s die in elk stadium worden uitgestoten door de oplosmiddelen in de verschillende coatings zijn: white spirit (een groep alifatische koolwaterstoffen), isopropanol, benzylalcohol, ethanol en aceton.

VOC-beperkingsstrategie voor coatingprocessen in de autoproductie

De behandeling van gasvormige effluenten door ze bij de bron op te vangen en VOS te filteren, met name met behulp van actieve kool, vormt de basis van preventie. Het gebruik van coatingtechnieken die het verbruik van oplosmiddelen tijdens het spuiten en reinigen beperken, de organisatie van de productie om het verbruik en de terugwinning van oplosmiddelen te beperken, de keuze voor verven op waterbasis of poederverven, en het gebruik van oplosmiddelvrije reinigingsproducten in het geval van verven op waterbasis zijn allemaal strategieën om de uitstoot van vluchtige organische stoffen te beperken.

VOS uitgestoten in andere industriële coatingprocessen (exclusief autofabricage)

Dit zijn de VOS die vrijkomen wanneer verf, lak of vernis wordt aangebracht op plastic, metaal, textiel, keramiek, glas, enz. Producten die oplosmiddelen bevatten (30 tot 80%) worden gebruikt om het substraat te reinigen, de coating aan te brengen en te drogen.

• De VOS die worden uitgestoten door oplosmiddelen die worden gebruikt bij het coaten van metaal zijn onder andere: butylacetaat en xyleen (voor verdunning); methylethylketon, aceton, tolueen (voor reiniging), en ook benzeen, formaldehyde, enz.
• Bij het coaten en reinigen van kunststoffen komen VOC’s vrij zoals butylacetaat, xyleen, methylisobutylketon, isobutanol en formaldehyde.
• Op textiel zijn de uitgestoten VOC’s methylethylketon, tolueen en perchloorethyleen.
• Op andere substraten zijn de belangrijkste uitgestoten VOS butylacetaat en xyleen.

VOC-beperkingsstrategie voor industriële coatingprocessen

Naast het opvangen en behandelen van VOS aan de bron , wat de belangrijkste bestrijdingsmaatregel is, is het verminderen van VOS aan de bron een aanvullende strategie. Dit omvat het gebruik van spuittechnieken die VOS-emissies verminderen, het gebruik van producten die minder VOS bevatten (verven met een hoog percentage vaste stoffen, op waterbasis of in poedervorm) en reinigingstechnieken waarbij minder oplosmiddelen worden gebruikt.

VOC’s uitgestoten in de carrosseriesector

Dit zijn VOS die worden uitgestoten tijdens het aanbrengen van verf en vernis op carrosserieën die moeten worden bijgewerkt of overgespoten, en door schoonmaakproducten. Het zijn voornamelijk aromatische en alifatische koolwaterstof-VOS en zuurstofhoudende VOS (alcoholen, ketonen, esters).

VOC-beperkingsstrategie voor het overspuiten van carrosserieën

Afvang aan de bron in verfcabines, vervolgens behandeling vóór externe lozing om te voldoen aan emissiegrenswaarden afhankelijk van de oppervlakte van de werkplaats en de gebruikte hoeveelheid oplosmiddel, blijft de belangrijkste beperkende maatregel. Het gebruik van spuittechnieken die het verfverbruik en dus de VOS-emissies verminderen, het gebruik van producten met lagere VOS-emissies (verf met een hoog percentage vaste stoffen, verf of vernis op waterbasis, UV-vernis) en reinigingstechnieken die de VOS-emissies verminderen, zijn de meest gebruikelijke beperkingsstrategieën in de carrosseriesector.

Welke VOS worden uitgestoten bij de productie van verf, vernis, inkt en kleefstoffen en wat zijn de strategieën om de uitstoot te verminderen?

De formuleringscomponenten van deze stoffen worden in vloeibare vorm bereid en opgeslagen uit poedervormige materialen en oplosmiddelen. De componenten worden vervolgens in de vereiste doses toegediend en gemengd tot het eindproduct. Ongeveer 200 VOS kunnen worden gebruikt als oplosmiddelen in deze industriële sector. Voor verf-, lak- en inktproductieprocessen omvatten de uitgestoten VOS alifatische en aromatische koolwaterstoffen, xyleen, tolueen, dichloormethaan, esters en alcoholen. Bij lijm- en gelatineprocessen zijn de belangrijkste VOS methylethylketon, ethylacetaat en koolwaterstoffen.

VOS-beperkingsstrategie voor de productie van verf, lak, inkt en kleefstoffen

De eerste maatregel is het afvangen aan de bron en de behandeling van gasvormige effluenten die VOS bevatten. Het gebruik van mobiele actieve koolfilters kan bijvoorbeeld zeer goed worden aangepast aan variaties in de productieomstandigheden. Strategieën om VOS-emissies te verminderen zijn onder andere het gebruik van vervangende producten met een laag gehalte aan oplosmiddelen (producten op waterbasis of producten met een hoog gehalte aan vaste stoffen), of oplosmiddelvrije producten. Voor reinigingsmiddelen kunnen fabrikanten organische oplosmiddelen vervangen door waterige oplossingen van natriumcarbonaat en potas, verwarmd tot 80°, maar met behandeling van het waswater.

Welke VOC’s worden uitgestoten bij productieprocessen van lijmcoating en wat zijn de strategieën om de uitstoot te beperken?

VOC’s komen in een lijmcoatingproces terecht via de kleefstoffen op basis van oplosmiddelen die het oppervlak van de coating zullen bedekken, en via de gebruikte verdunners. VOC-emissies zijn aanzienlijk tijdens het droogproces. De belangrijkste soorten zijn

• Acryllijm voor het maken van kleefstoffen (plakband, etiketten, enz.), het lijmen van vloer- en muurbekleding, het aanbrengen van PVC-platen op houten panelen, enz.
• vinyllijmen die worden gebruikt om PVC-onderdelen te verlijmen in de auto-industrie (voorruiten, enz.), de bouwindustrie (afvoerbuizen, enz.), enz.
• polyurethaanlijmen voor de verpakkings-, textiel- en schoenenindustrie
• neopreenlijmen voor de auto-, schoenen- en bouwindustrie.

Industriële lijmcoatingprocessen stoten voornamelijk de volgende VOS uit: methylethylketon, dimethylethylketon, butylacetaat, ethylacetaat, ethylbenzeen, tolueen en xyleen.

VOC-beperkingsstrategie bij de productie van zelfklevende coatings

Tijdens het droogproces worden VOC-emissies opgevangen bij de bron en vervolgens gefilterd met behulp van actieve kool, waardoor de uitstoot in de atmosfeer aanzienlijk wordt verminderd. De andere technieken voor het verminderen van VOS-emissies zijn identiek aan de technieken die worden gebruikt bij de productie van lijm, zoals hierboven beschreven.

Welke VOC’s worden uitgestoten in industriële farmaceutische productieprocessen en welke strategieën kunnen worden gebruikt om de uitstoot te verminderen?

Industriële processen variëren van de productie van het actieve farmaceutische ingrediënt (grondstof) tot de productie van een farmaceutische vorm (tablet, capsule, zalf, siroop, spray, enz.). Bij veel bewerkingen in farmaceutische productieprocessen zijn oplosmiddelen betrokken en deze leiden tot de uitstoot van VOC’s: het laden van een menger, het vullen van opslagtanks voor afvalwater, het injecteren van steriele lucht in leidingen om het product te verwijderen voordat het wordt gereinigd, het overhevelen van oplosmiddelen van tankwagens naar opslagvaten, het nemen van monsters voor kwaliteitscontrole, enz. De farmaceutische industrie gebruikt ongeveer vijftig oplosmiddelen die VOS uitstoten. Hiertoe behoren een tiental specifieke VOS die geclassificeerd zijn als CMR: dioxaan, chloroform, dimethylformamide, dichloorethaan, methyleenchloride, perchloorethyleen, dimethylamine, diglyme en triglyme.

VOC-beperkingsstrategie voor de productie van medicijnen

Elke activiteit waarbij oplosmiddelen worden gebruikt en VOC’s worden uitgestoten, moet aan de bron worden afgevangen en behandeld. Vaak is het gebruikte proces adsorptie op actieve kool naast thermische oxidatie. Het minimaliseren van VOC-emissies omvat het isoleren van bronnen en drogen in een gesloten circuit om vluchtige emissies te verminderen, gesloten reiniging van apparatuur en waar mogelijk recirculatie van processpoelingen om directe lozing van VOC’s via openingen te voorkomen. Het vervangen van oplosmiddelen is lastiger omdat ze worden gekozen op basis van hun fysisch-chemische eigenschappen , die bijdragen aan het proces. Per geval kan de fabrikant het in het proces gebruikte oplosmiddel vervangen door een oplosmiddel dat minder giftige VOS uitstoot.

Welke VOC’s worden uitgestoten in mechanische engineeringprocessen en wat zijn de strategieën om ze te beperken?

Dit omvat voornamelijk het reinigen van metalen oppervlakken voor of na het bewerken om vet, snijvloeistoffen, oliën en vaste deeltjes te verwijderen. Het doel is om de volgende bewerking voor te bereiden of om het uiterlijk van het oppervlak te verbeteren. Reinigen kan een combinatie zijn van chemische actie op basis van oplosmiddelen, mechanische actie (ultrasoon geluid, sproeien, handmatig of mechanisch roeren) en een bepaald temperatuurniveau om de chemische efficiëntie te verhogen. Spoelen en drogen volgen vaak. De VOC’s die traditioneel worden uitgestoten bij dit soort werkzaamheden zijn: gehalogeneerde VOC’s (perchloorethyleen, dichloormethaan, trichloorethyleen), koolwaterstof-VOC’s en zuurstofhoudende VOC’s (aceton, ethanol, isopropanol, glycolethers, glycolesters, methylethylketon).

VOC-beperkingsstrategie voor de machinebouwindustrie

VOC’s worden bij de bron opgevangen en met voorrang gerecupereerd door actieve koolfiltratie. Het volgende kan helpen om VOC’s te verminderen: oplosmiddelen vervangen door detergenten (met additieven die minder VOC’s uitstoten), detergenten die oppervlakteactieve stoffen en bacteriën bevatten (biogene VOC-emissies), agrosolventen; thermisch strippen; laser- of koudplasmaprocessen (nucleaire en luchtvaartindustrie), ijs- of droogijsstralen (specifieke toepassingen), CO₂ ( wordt momenteel geïndustrialiseerd).

Welke VOC’s worden uitgestoten in gieterijprocessen en wat zijn de beperkingsstrategieën?

Bij gieten wordt gesmolten metaal in een mal gegoten om een metalen onderdeel te maken. De mal kan worden gemaakt met behulp van het zand-naar-groen-proces (zand + klei + koolstof) of een chemisch uithardingsproces (zand + hars). Het gebruik van chemische bindmiddelen resulteert in de productie van verschillende VOS tijdens het mengen, vormen en kernen, opslaan, gieten en afkoelen. De belangrijkste VOC’s die tijdens het industriële proces worden uitgestoten zijn: vluchtige organische koolstof, aromatische koolwaterstof VOC’s: benzeen, ethylbenzeen, tolueen, xyleen (BTEX), zuurstofhoudende VOC’s waaronder aldehyden (formaldehyde, acroleïne, acetaldehyde), fenol, alcohol, esters.

VOC-beperkingsstrategie voor de gieterij-industrie

De eerste strategie is het afvangen van emissies aan de bron met behulp van afzuigkappen en ze te behandelen in de verschillende stappen van het proces. Om emissies aan de bron te verminderen, vermindert het gebruik van grafiet in het groene zandproces de vluchtige koolstof. Voor het chemische zetproces is de trend het gebruik van harsen met minder VOS uitstotende componenten.