COV în procesele industriale. Ce strategie de atenuare?

Compușii organici volatili (COV) și mirosurile pot fi generate de diverse procese industriale. Identificarea surselor potențiale de emisii de COV din aceste procese este esențială pentru elaborarea unor strategii eficiente de atenuare.

Printre substanțele utilizate în industrie, solvenții emit în special COV. Aceștia sunt utilizați în compoziția produselor care vor fi consumate ca materii prime sau materiale într-un proces industrial; de exemplu: vopsele, cerneală, lacuri, decapanți, produse de curățare, produse fitosanitare, cosmetice etc.

Toate sectoarele industriale utilizează solvenți care emit COV în diferitele operațiuni ale proceselor lor. De exemplu :

• Curățarea și igienizarea suprafețelor sau a produselor: pardoseli, echipamente, îmbrăcăminte etc.
• Degresarea pieselor din metal și plastic …
• Dizolvă și îndepărtează reziduurile de lipici, vopsea etc.
• Diluarea unui produs: cerneluri utilizate de tipografi, vopsele utilizate de pictori, produse agricole etc.
• Extragerea, separarea, sintetizarea și purificarea compușilor chimici

Vă invităm să aruncați o privire la practicile de minimizare a COV în procesele industriale.

Practici generale pentru reducerea COV în procesele industriale

Pentru a reduce prezența COV într-un proces industrial, iată câteva practici comune în sectorul industrial

• Instalarea unui sistem de extracție a COV la sursă și a unui sistem de tratare. De exemplu, se pot utiliza hote de extracție și un filtru care tratează aerul prin adsorbție pe cărbune activ pentru a minimiza dispersia COV-urilor în aerul înconjurător.
• Înlocuirea produselor care conțin COV cu substanțe alternative cu un conținut mai scăzut de COV, atunci când procesul industrial o permite. Pentru a face acest lucru, este mai întâi necesar să se identifice și să se evalueze sursele specifice de COV de pe amplasamentul industrial
• Optimizarea procesului industrial pentru a minimiza emisiile de COV (ajustarea parametrilor de producție, optimizarea condițiilor de funcționare etc.).
• Verificați periodic echipamentele industriale pentru detectarea scurgerilor de COV.
• Asigurați-vă că practicile de gestionare a deșeurilor reduc emisiile de COV. Aceasta poate implica utilizarea de containere închise, reciclarea solvenților și eliminarea corespunzătoare a deșeurilor.
• Configurați un sistem de monitorizare a calității aerului pentru a detecta concentrațiile de COV (de exemplu, nas electronic)
• Asigurați-vă căinstalația industrială respectă standardele și limitele impuse de reglementările privind emisiile de COV.
• Sensibilizarea personalului cu privire la riscurile asociate cu COV.
• Prin adoptarea acestor bune practici, companiile pot contribui la reducerea emisiilor de COV, la controlul mirosurilor industriale și la îmbunătățirea calității aerului interior, în beneficiul sănătății lucrătorilor și al mediului.

Prin adoptarea acestor practici, producătorii vor emite mai puțini COV și vor îmbunătăți calitatea aerului înconjurător, ceea ce va fi benefic atât pentru sănătatea și siguranța lucrătorilor, cât și pentru mediu.

COV emiși de anumite procese industriale

Iată câteva procese industriale care pot produce COV și mirosuri, precum și strategiile de atenuare asociate.

Ce COV sunt emiși în procesele industriale de imprimare și ce strategii de atenuare pot fi utilizate?

COV emiși de procesul de imprimare prin rotogravură

Acest procedeu de tipărire în volume foarte mari pentru periodice de catalog sau pentru ambalaje din carton produse în serie (de exemplu, ambalaje de țigări, dulciuri, lichide etc.) utilizează toluenul ca solvent. Acesta este un COV aromatic inclus în formularea cernelurilor sau utilizat pentru diluarea cernelurilor. Mai mult de 95% din toluenul utilizat în procesul de producție a imprimării se găsește în aerul înconjurător și mai puțin de 5% din toluenul utilizat se găsește în fibrele de hârtie (ANESM 2012). Tipărirea prin gravură a ambalajelor tinde să utilizeze solvenți care emit COV oxigenați (ester, alcool, cetonă).

În plus, COV sunt emise la sfârșitul proceselor de imprimare și uscare: efluenți care conțin COV, solvent recuperat pentru reutilizare sau vânzare, COV emise de proces sau de sistemul de recuperare a solventului.

Strategia de reducere a COV pentru imprimarea prin gravură

Utilizarea unei cerneluri de retenție care reduce viteza de formare a filmului în comparație cu cerneala cu toluen. Emisiile de COV sunt apoi concentrate în unitatea de uscare, unde sunt captate și tratate.

COV emiși de procesul de imprimare offset

Acest proces de imprimare este utilizat pentru tiraje mari de cărți, reviste și cataloage. La începutul procesului de imprimare, COV sunt emise de cerneluri, de soluția de amorsare (care conține izopropanol) și de aditivi. În timpulimprimării, izopropanolul este emis în mod difuz. Uscarea imprimării emite cea mai mare proporție de COV. În plus, cerneala din tipar poate difuza ușor COV. La sfârșitul procesului de imprimare, când se curăță plăcile și cilindrii, solvenții utilizați emit cantități foarte mici de COV (hidrocarburi alifatice, ciclice și/sau naftenice (white spirit, nafta etc.).

Strategie de reducere a COV pentru tipografiile offset

Captarea la sursă la cuptor și tratarea efluenților gazoși care conțin COV reprezintă prima măsură preventivă.

Adăugarea de eteri de glicol (de la 1% la 5%) la soluția de răcire poate reduce la jumătate proporția de izopropanol (de la 10% la 5%), reducând astfel emisiile de COV din instalație cu până la 40%. Cu toate acestea, eterii de glicol sunt COV, dintre care unii sunt toxici.

Solvenții volatili pot fi, de asemenea, înlocuiți parțial sau total în produsele utilizate pentru curățarea echipamentelor și a consumabilelor.

COV emiși de procesul de imprimare flexografică

Flexografia este un proces de imprimare în relief care utilizează o placă fotopolimerică flexibilă pe o presă rotativă. Acest proces funcționează ca un tampon de cerneală continuu și poate fi utilizat pentru a imprima ambalaje flexibile (carton ondulat sau plat, folii de plastic, pungi publicitare), etichete adezive, ambalaje metalice etc. Solvenții utilizați în flexografie care emit COV sunt alcoolii, acetații și eterii de glicol.

Strategia de reducere a COV pentru flexografie

Utilizarea cernelurilor pe bază de apă (pot conține între 5 și 20% solvent) sau a cernelurilor UV (presele trebuie schimbate). Solvenții rămași trebuie captați la sursă și tratați cu cărbune activ.

COV emiși de tipărirea tipografică

Tipărirea Letterpress este un proces de tipărire care constă în imprimarea pe hârtie a caracterelor în relief care alcătuiesc un text. Imprimareatipografică este utilizată pentru documentele cu tiraje cuprinse între 20 000 și 30 000 de exemplare, cum ar fi pliantele, fluturașii și documentele administrative. COV emiși de solvenți și diluanți sunt: hidrocarburi (terebentină, toluen, xilen etc.), compuși clorurați și alcool etilic.

Strategie de reducere a COV pentru tipărirea tipografică

Utilizarea de cerneluri cu conținut scăzut de COV,instalarea unui sistem de captare și filtrare lasursă și gestionarea deșeurilor de tipărire care emit COV fac parte din strategiile de atenuare pentru procesul de tipărire.

COV emiși în serigrafie

Serigrafia, un procedeu de imprimare care utilizează ecrane textile impregnate cu cerneală, poate fi utilizată pentru a imprima pe hârtie, carton, țesături, lemn, metal, plastic etc., folosind de fiecare dată o cerneală adecvată. Principalii utilizatori sunt industria grafică (publicitate, semnalistică, artă plastică etc.), electronică (circuite imprimate) și acoperirea podelelor și a pereților. COV emiși de serigrafie sunt diverși: COV aromatici (trimetilbenzen, toluen, xilen), COV aliciclici (ciclohexan), COV oxigenați (alcooli, cetone, esteri). Acestea sunt datorateevaporării solventului conținut în cerneală (până la 65%), în produsele de curățare.

Strategia de reducere a COV pentru serigrafie

Utilizarea cernelurilor pe bază de apă și a soluțiilor de îndepărtare a cernelurilor cu emisii reduse de COV (de exemplu, metil ester de soia) reduce emisiile. Este esențial să se capteze COV la sursă atunci când se pregătesc ecranele și cernelurile, în timpul imprimării, transferului și uscării imprimărilor, precum și la curățarea ecranelor. Depozitarea deșeurilor care emit COV în containere ventilate completează sistemul de reducere a COV.

Ce COV sunt emiși în procesele industriale de acoperire și care sunt strategiile de atenuare?

COV emiși în timpul proceselor de vopsire în producția de automobile

În producția de automobile, procesul de aplicare a vopselei implică mai multe etape care emit COV. Straturile de „grund” sunt aplicate prin electroforeză. Straturile ulterioare de grund (conținut de solvent: 37-60%), bază (75%), lac (60-70%) sau lac (60%) se aplică în general prin pulverizare, urmate de operațiuni de curățare și uscare. COV emiși în fiecare etapă de către solvenții conținuți în diferitele straturi de acoperire sunt: white spirit (un grup de hidrocarburi alifatice), izopropanol, alcool benzilic, etanol și acetonă.

Strategia de reducere a COV pentru procesele de acoperire în producția de automobile

Tratarea efluenților gazoși prin captarea lor la sursă și filtrarea COV, în special cu ajutorul cărbunelui activ, constituie baza prevenirii. Utilizarea tehnicilor de aplicare a acoperirilor care reduc consumul de solvenți în timpul operațiunilor de pulverizare și de curățare, organizarea producției pentru a reduce consumul de solvenți și recuperarea acestora, alegerea vopselelor pe bază de apă sau a vopselelor pudră, precum și utilizarea produselor de curățare fără solvenți în cazul vopselelor pe bază de apă sunt tot atâtea strategii de atenuare în acest sector.

COV emiși în alte procese industriale de acoperire (cu excepția producției de automobile)

Acestea sunt COV emise atunci când vopseaua, lacurile sau lacurile sunt aplicate pe plastic, metal, textile, ceramică, sticlă etc. Produsele care conțin solvenți (între 30 și 80%) sunt utilizate pentru curățarea substratului, aplicarea acoperirii și uscarea.

• COV emiși de solvenții utilizați în acoperirea metalelor includ: acetat de butil și xilen (pentru diluare); metiletilcetonă, acetonă, toluen (pentru curățare), precum și benzen, formaldehidă etc.
• În cazul materialelor plastice, operațiunile de acoperire și curățare emit COV precum acetatul de butil, xilena, metil izobutil cetona, izobutanul și formaldehida.
• La textile, COV emiși sunt metiletilcetona, toluenul și percloroetilena.
• Pe alte substraturi, principalele COV emise sunt acetatul de butil și xilena.

Strategia de reducere a COV pentru procesele industriale de acoperire

În afară de captarea COV la sursă și tratarea acestora , care reprezintă principala măsură de atenuare, reducerea COV la sursă este o strategie complementară. Aceasta implică utilizarea de tehnici de pulverizare care reduc emisiile de COV, utilizarea de produse care conțin mai puține COV (vopsele cu conținut ridicat de substanțe solide, pe bază de apă sau pulbere) și tehnici de curățare care utilizează mai puțini solvenți.

COV emiși în sectorul caroseriilor auto

Acestea sunt COV emise în timpul aplicării vopselelor și lacurilor pe caroserii care urmează să fie retușate sau revopsite, precum și de produsele de curățare. Acestea sunt în principal COV de hidrocarburi aromatice și alifatice și COV oxigenate (alcooli, cetone, esteri).

Strategia de reducere a COV pentru refinisarea caroseriei

Captarea la sursă în cabinele de vopsire, apoi tratarea înainte de evacuarea în exterior pentru a respecta valorile limită de emisie în funcție de suprafața atelierului și de cantitatea de solvent utilizată, rămâne principala măsură de atenuare. Utilizarea tehnicilor de pulverizare care reduc consumul de vopsea și, prin urmare, emisiile de COV, utilizarea de produse cu emisii reduse de COV (vopsea cu conținut ridicat de solide, vopsea sau lac pe bază de apă, lac UV) și tehnicile de curățare care reduc emisiile de COV sunt cele mai frecvente strategii de atenuare în sectorul caroseriilor.

Ce COV sunt emise la fabricarea vopselelor, lacurilor, cernelurilor și adezivilor și care sunt strategiile de atenuare?

Componentele de formulare ale acestor substanțe sunt preparate și stocate sub formă lichidă din materiale pulverulente și solvenți. Componentele sunt apoi distribuite în dozele necesare și amestecate pentru a forma produsul finit. Aproximativ 200 de COV pot fi utilizate ca solvenți în acest sector industrial. Pentru procesele de fabricare a vopselelor, lacurilor și cernelurilor, COV emiși includ hidrocarburi alifatice și aromatice, xilen, toluen, diclormetan, esteri și alcooli. Pentru procesele de fabricare a lipiciului și gelatinei, principalele COV sunt metiletilcetona, acetatul de etil și hidrocarburile.

Strategia de reducere a COV pentru fabricarea vopselelor, lacurilor, cernelurilor și adezivilor

Prima măsură este captarea la sursă și tratarea efluenților gazoși care conțin COV. De exemplu, utilizarea filtrelor mobile cu cărbune activ este foarte adaptabilă la variațiile condițiilor de producție. Strategiile de reducere a emisiilor de COV includ utilizarea de produse de înlocuire cu un conținut scăzut de solvenți (produse pe bază de apă sau cu conținut ridicat de solvenți) sau de produse fără solvenți. Pentru produsele de curățare, producătorii pot înlocui solvenții organici cu soluții apoase de sodă și potasă, încălzite la 80°, dar care necesită tratarea apei de spălare.

Ce COV sunt emiși în procesele de producție a acoperirilor adezive și care sunt strategiile de atenuare?

COV intră într-un proces de acoperire cu adeziv prin intermediul adezivilor pe bază de solvenți care vor acoperi suprafața acoperirii și prin diluanții utilizați. Emisiile de COV sunt semnificative în timpul procesului de uscare. Principalele tipuri sunt

• cleiuri acrilice pentru fabricarea adezivilor (benzi adezive, etichete etc.), lipirea pardoselilor și a pereților, aplicarea foliilor din PVC pe panouri din lemn etc.
• adezivi vinilici utilizați pentru lipirea pieselor din PVC în industria auto (parbrize etc.), industria construcțiilor (țevi de drenaj etc.) etc.
• adezivi poliuretanici pentru industria ambalajelor, textilă și a încălțămintei
• adezivi din neopren pentru industria auto, încălțăminte și construcții.

Procesele industriale de acoperire cu adezivi emit în principal următoarele COV-uri: metil etil cetonă, dimetil etil cetonă, acetat de butil, acetat de etil, etil benzen, toluen și xilen.

Strategie de reducere a COV în procesul de fabricare a acoperirilor adezive

În timpul procesului de uscare, emisiile de COV sunt captate la sursă și apoi filtrate cu ajutorul cărbunelui activ, reducând semnificativ emisiile în atmosferă. Celelalte tehnici de reducere a emisiilor de COV sunt identice cu cele utilizate la fabricarea cleiului, descrise mai sus.

Care sunt COV emiși în procesele industriale de producție farmaceutică și ce strategii de atenuare pot fi utilizate?

Procesele industriale variază de la producerea ingredientului farmaceutic activ (materie primă) la producerea unei forme farmaceutice (tabletă, capsulă, unguent, sirop, spray etc.). Numeroase operațiuni din cadrul proceselor de producție farmaceutică implică solvenți și conduc la emisii de COV: încărcarea unui mixer, umplerea rezervoarelor de stocare a efluenților, injectarea de aer steril în conducte pentru a elimina produsul înainte de curățare, transferul solventului din camioane cisternă în butoaie de stocare, prelevarea de probe pentru controlul calității etc. Industria farmaceutică utilizează aproximativ cincizeci de solvenți care emit COV. Acestea includ aproximativ zece COV-uri specifice clasificate ca CMR: dioxan, cloroform, dimetilformamidă, dicloroetan, clorură de metilen, percloroetilenă, dimetilamină, diglyme și triglyme.

Strategia de reducere a COV pentru fabricarea medicamentelor

Fiecare operațiune care utilizează solvenți și emite COV necesită captare la sursă și tratare. Adesea, procesul utilizat este adsorbția pe cărbune activ alături de oxidarea termică. Minimizarea emisiilor de COV implică izolarea surselor și uscarea într-un circuit închis pentru a reduce emisiile fugitive, operațiuni închise de curățare a echipamentelor și recircularea epurărilor de proces acolo unde este posibil pentru a evita evacuarea directă a COV prin deschideri. Substituirea solvenților este mai complicată deoarece aceștia sunt aleși pentru caracteristicile lor fizico-chimice , care contribuie la proces. De la caz la caz, producătorul poate înlocui solventul utilizat în proces cu un solvent care emite mai puține COV toxice.

Ce COV sunt emise în procesele de inginerie mecanică și care sunt strategiile de atenuare?

Aceasta implică în principal curățarea suprafețelor metalice înainte sau după prelucrare pentru a îndepărta grăsimea, lichidele de tăiere, uleiurile și particulele solide. Scopul este fie de a pregăti următoarea operațiune, fie de a îmbunătăți aspectul suprafeței. Curățarea poate combina acțiunea chimică pe bază de solvent, acțiunea mecanică (ultrasunete, pulverizare, agitare manuală sau mecanică) și un anumit nivel de temperatură pentru a crește eficiența chimică. Deseori urmează clătirea și uscarea. COV emise în mod tradițional în acest tip de operațiuni sunt: COV halogenați (percloroetilenă, diclormetan, tricloroetilenă), COV hidrocarburi și COV oxigenați (acetonă, etanol, izopropanol, eteri de glicol, esteri de glicol, metiletilcetonă).

Strategie de reducere a COV pentru industria ingineriei mecanice

COV sunt captați la sursă și recuperați cu prioritate prin filtrare cu cărbune activ. Următoarele pot contribui la reducerea COV: înlocuirea solvenților cu detergenți (cu aditivi care emit mai puține COV), detergenți care conțin agenți tensioactivi și bacterii (emisii biogene de COV), agrosolvenți; decapare termică; procese cu laser sau plasmă rece (industria nucleară și aeronautică), sablare cu gheață sau gheață carbonică (aplicații punctuale), emisii de CO₂ ( în curs de industrializare).

Ce COV sunt emiși în procesele de turnătorie și care sunt strategiile de atenuare?

Turnarea presupune turnarea metalului topit într-o matriță pentru a produce o piesă metalică. Matrița poate fi realizată folosind procesul de transformare a nisipului în verde (nisip + argilă + carbon) sau un proces de fixare chimică (nisip + rășină). Utilizarea lianților chimici duce la producerea de diverse COV în timpul amestecării, al turnării și al formării miezului, al depozitării, al turnării și al răcirii. Principalele COV emise în timpul procesului industrial sunt: carbon organic volatil, hidrocarburi aromatice COV: benzen, etilbenzen, toluen, xilen (BTEX), COV oxigenate, inclusiv aldehide (formaldehidă, acroleină, acetaldehidă), fenol, alcool, esteri.

Strategia de reducere a COV pentru industria turnătoriilor

Prima strategie constă în captarea emisiilor la sursă cu ajutorul hotelor de aspirație și tratarea acestora în diferitele etape ale procesului. Pentru a reduce emisiile la sursă, utilizarea grafitului în procesul cu nisip verde reduce carbonul volatil. În ceea ce privește procesul de fixare chimică, tendința este către utilizarea de rășini cu mai puține componente care emit COV.