Endüstriyel süreçlerde VOC’ler. Hangi azaltma stratejisi?

Uçucu organik bileşikler (VOC ‘ler) ve kokular çeşitli endüstriyel prosesler tarafından üretilebilir. Bu proseslerden kaynaklanan potansiyel VOC emisyon kaynaklarının belirlenmesi, etkili azaltma stratejilerinin geliştirilmesi için çok önemlidir.

Endüstride kullanılan maddeler arasında özellikle solventler VOC yaymaktadır. Endüstriyel bir süreçte hammadde veya malzeme olarak tüketilecek ürünlerin bileşiminde kullanılırlar; örneğin: boya, mürekkep, vernik, boya sökücüler, temizlik ürünleri, bitki sağlığı ürünleri, kozmetikler vb.

Tüm endüstriyel sektörler, süreçlerinin çeşitli işlemlerinde VOC yayan solventler kullanmaktadır. Örneğin :

• Yüzeylerin veya ürünlerin temizlenmesi ve dezenfekte edilmesi: zemin, ekipman, giysi vb.
• Metal ve plastik parçaların yağdan arındırılması …
• Tutkal, boya vb. kalıntıları çözer ve sıyırır.
• Bir ürünün seyreltilmesi: matbaacılar tarafından kullanılan mürekkepler, ressamlar tarafından kullanılan boyalar, tarım ürünleri vb.
• Kimyasal bileşikleri ayıklamak, ayırmak, sentezlemek ve saflaştırmak

Sizi endüstriyel proseslerde VOC’leri en aza indirmeye yönelik uygulamalara göz atmaya davet ediyoruz.

Endüstriyel proseslerde VOC’lerin azaltılmasına yönelik genel uygulamalar

Endüstriyel bir proseste VOC varlığını azaltmak için sanayi sektöründeki bazı yaygın uygulamalar şunlardır

• Kaynakta bir VOC ekstraksiyon sistemi ve bir arıtma sistemi kurun. Örneğin, VOC’lerin ortam havasındaki dağılımını en aza indirmek için emiş davlumbazları ve aktif karbon üzerinde adsorpsiyon yoluyla havayı arıtan bir filtre kullanılabilir.
• Endüstriyel süreç izin verdiğinde, VOC içeren ürünleri daha düşük VOC içeriğine sahip alternatif maddelerle değiştirin. Bunu yapmak için, öncelikle endüstriyel sahadaki belirli VOC kaynaklarının belirlenmesi ve değerlendirilmesi gerekir
• VOC emisyonlarını en aza indirmek için endüstriyel süreci optimize edin (üretim parametrelerini ayarlayın, çalışma koşullarını optimize edin, vb.)
• Endüstriyel ekipmanı VOC sızıntılarına karşı düzenli olarak kontrol edin.
• Atık yönetimi uygulamalarının VOC emisyonlarını azalttığından emin olun. Bu, kapalı kapların kullanılmasını, solventlerin geri dönüştürülmesini ve atıkların uygun şekilde bertaraf edilmesini içerebilir.
• VOC konsantrasyonlarını tespit etmek için bir hava kalitesi izleme sistemi kurun (örn. elektronik burun)
• Endüstriyel tesisin VOC emisyonları ile ilgili yönetmeliklerin getirdiği standartlara ve sınırlara uygun olduğundan emin olun.
• Personelin VOC’larla ilişkili riskler konusunda farkındalığının artırılması.
• Şirketler bu en iyi uygulamaları benimseyerek VOC emisyonlarını azaltmaya, endüstriyel kokuları kontrol etmeye ve iç mekan hava kalitesini iyileştirmeye yardımcı olabilir ve hem çalışanların sağlığına hem de çevreye fayda sağlayabilir.

Üreticiler bu uygulamaları benimseyerek daha az VOC yayacak ve ortam hava kalitesini iyileştirecek, bu da hem çalışanların sağlık ve güvenliğine hem de çevreye fayda sağlayacaktır.

Belirli endüstriyel süreçlerden yayılan VOC’ler

İşte VOC ve koku üretebilen bazı endüstriyel prosesler ve bunlarla ilgili azaltma stratejileri.

Endüstriyel baskı süreçlerinde hangi VOC’ler yayılır ve hangi azaltma stratejileri kullanılabilir?

Gravür baskı işleminden yayılan VOC’ler

Katalog süreli yayınları veya seri üretilen karton ambalajlar (örneğin sigara ambalajı, şekerleme, sıvılar, vb.) için bu çok yüksek hacimli baskı işlemi, çözücü olarak toluen kullanır. Mürekkeplerin formülasyonunda yer alan veya mürekkepleri seyreltmek için kullanılan aromatik bir VOC’dir. Baskı üretim sürecinde kullanılan toluenin %95’inden fazlası ortam havasında bulunur; ve kullanılan toluenin %5’inden azı kağıt liflerinde bulunur (ANESM 2012). Ambalaj gravür baskısı, oksijenli VOC (ester, alkol, keton) yayan solventler kullanma eğilimindedir.

Buna ek olarak, baskı ve kurutma işlemlerinin sonunda VOC’ler yayılır: VOC içeren atık sular, yeniden kullanım veya satış için geri kazanılan solvent, işlem veya solvent geri kazanım sistemi tarafından yayılan VOC’ler.

Gravür baskı için VOC azaltma stratejisi

Toluen mürekkebi ile karşılaştırıldığında film oluşum hızını azaltan bir tutucu mürekkep kullanımı. VOC emisyonları daha sonra kurutma ünitesinde yoğunlaştırılır ve burada yakalanarak arıtılır.

Ofset baskı işleminden yayılan VOC’ler

Bu baskı süreci büyük hacimli kitaplar, dergiler ve kataloglar için kullanılır. Baskı sürecinin başlangıcında, VOC’ler mürekkepler, fıskiye çözeltisi (izopropanol içeren) ve katkı maddeleri tarafından yayılır.Baskı sırasında,izopropanol dağınık olarak yayılır. Baskının kurutulması en büyük oranda VOC yayar. Buna ek olarak, baskıdaki mürekkep VOC’leri hafifçe yayabilir. Baskı sürecinin sonunda, kalıplar ve silindirler temizlendiğinde, kullanılan çözücüler çok az miktarda VOC yayar (alifatik, siklik ve/veya naftenik hidrokarbonlar (white spirit, nafta, vb.).

Ofset yazıcılar için VOC azaltma stratejisi

Fırında kaynağında yakalama ve VOC içeren gazlı atıkların arıtılması ilk önleyici tedbirdir.

Fıskiye çözeltisine glikol eterlerin (%1 ila %5) eklenmesi izopropanol oranını yarıya indirebilir (%10’dan %5’e) ve böylece tesisten kaynaklanan VOC emisyonlarını %40’a kadar azaltabilir. Ancak glikol eterler, bazıları toksik olan VOC’lerdir.

Uçucu solventler , ekipman ve malzemeleri temizlemek için kullanılan ürünlerde de kısmen veya tamamen değiştirilebilir .

Fleksografik baskı işleminden yayılan VOC’ler

Fleksografi, döner bir baskı makinesinde esnek bir fotopolimer plaka kullanan bir kabartma baskı işlemidir. Bu işlem sürekli bir mürekkep pedi gibi çalışır ve esnek ambalajlar (oluklu veya düz karton, plastik filmler, reklam poşetleri), yapışkan etiketler, metal ambalajlar vb. basmak için kullanılabilir. Fleksografide kullanılan ve VOC yayan solventler alkoller, asetatlar ve glikol eterlerdir.

Fleksografi için VOC azaltma stratejisi

Su bazlı mürekkeplerin (%5 ila 20 solvent içerebilir) veya UV mürekkeplerin (baskı makinelerinin değiştirilmesi gerekir) kullanılması. Kalan solventler kaynağında yakalanmalı ve aktif karbon ile arıtılmalıdır.

Tipo baskıdan yayılan VOC’ler

Tipo baskı, bir metni oluşturan kabartılmış karakterlerin kağıt üzerine basılmasından oluşan bir baskı işlemidir.Tipo baskı, broşürler, el ilanları ve idari belgeler gibi 20.000 ila 30.000 kopya arasında baskıya sahip belgeler için kullanılır. Çözücüler ve incelticiler tarafından yayılan VOC’ler şunlardır: hidrokarbonlar (terebentin, toluen, ksilen, vb.), klorlu bileşikler ve etil alkol.

Tipo baskı için VOC azaltma stratejisi

Düşük VOC’li mürekkeplerin kullanılması,kaynak yakalama ve filtrelemesisteminin kurulması ve VOC yayan baskı atıklarının yönetimi, tipo baskı süreci için azaltma stratejilerininbir parçasıdır.

Serigrafi baskıda yayılan VOC’ler

Mürekkep emdirilmiş tekstil şablonlarının kullanıldığı bir baskı işlemi olan serigrafi, her seferinde uygun bir mürekkep kullanılarak kağıt, karton, kumaş, ahşap, metal, plastik vb. üzerine baskı yapmak için kullanılabilir. Ana kullanıcılar grafik endüstrisi (reklam, tabela, güzel sanatlar, vb.), elektronik (baskılı devreler) ve zemin ve duvar kaplamalarıdır. Serigrafi baskıdan yayılan VOC’ler çeşitlidir: aromatik VOC’ler (trimetilbenzen, toluen, ksilen), alisiklik VOC’ler (siklohekzan), oksijenli VOC’ler (alkoller, ketonlar, esterler). Bunlar, temizlik ürünlerinde mürekkebiniçerdiği çözücünün (%65’e kadar)buharlaşmasından kaynaklanmaktadır.

Serigrafi baskı için VOC azaltma stratejisi

Su bazlı mürekkeplerin ve düşük VOC emisyonlu mürekkep sökücülerin (örneğin soya metil esteri) kullanılması emisyonları azaltır. Şablonları ve mürekkepleri hazırlarken, baskı sırasında, baskıları aktarırken ve kuruturken ve şablonları temizlerken VOC’leri kaynağında yakalamak çok önemlidir. VOC yayan atıkların havalandırmalı kutularda depolanması VOC azaltma sistemini tamamlar.

Endüstriyel kaplama süreçlerinde hangi VOC’ler yayılır ve azaltma stratejileri nelerdir?

Otomotiv üretiminde boya proseslerinden yayılan VOC’ler

Otomotiv üretiminde, boya uygulama süreci VOC yayan birkaç aşamadan oluşmaktadır. “Astar” katlar elektroforez ile uygulanır. Sonraki astar (solvent içeriği: %37 ila 60), baz (%75), lake (%60 ila 70) veya vernik (%60) katları genellikle püskürtme yoluyla uygulanır, ardından temizleme ve kurutma işlemleri gerçekleştirilir. Farklı kaplamalarda bulunan çözücüler tarafından her aşamada yayılan VOC’ler şunlardır: white spirit (bir grup alifatik hidrokarbon), izopropanol, benzil alkol, etanol ve aseton.

Otomotiv üretiminde kaplama prosesleri için VOC azaltma stratejisi

Gaz halindeki atıkların kaynağında yakalanarak arıtılması ve özellikle aktif karbon kullanılarak VOC’lerin filtrelenmesi, önlemenin temelini oluşturmaktadır. Püskürtme ve temizleme işlemleri sırasında solvent tüketimini azaltan kaplama uygulama tekniklerinin kullanılması, üretimin solvent tüketimini ve geri kazanımını azaltacak şekilde düzenlenmesi, su bazlı veya toz boyaların tercih edilmesi ve su bazlı boy alar söz konusu olduğunda solventsiz temizlik ürünlerinin kullanılması bu sektördeki tüm azaltma stratejileridir.

Diğer endüstriyel kaplama süreçlerinde yayılan VOC’ler (otomotiv üretimi hariç)

Bunlar boya, cila veya vernik plastik, metal, tekstil, seramik, cam vb. üzerine uygulandığında yayılan VOC’lerdir. Solvent içeren ürünler (%30 ila 80) alt tabakayı temizlemek, kaplamayı uygulamak ve kurutmak için kullanılır.

• Metal kaplamada kullanılan çözücüler tarafından yayılan VOC’ler şunları içerir: bütil asetat ve ksilen (seyreltme için); metil etil keton, aseton, toluen (temizleme için) ve ayrıca benzen, formaldehit vb.
• Plastiklerde, kaplama ve temizleme işlemleri bütil asetat, ksilen, metil izobütil keton, izobutanol ve formaldehit gibi VOC’ler yayar.
• Tekstillerde yayılan VOC’ler metil etil keton, toluen ve perkloroetilendir.
• Diğer alt tabakalarda, yayılan ana VOC ‘ler bütil asetat ve ksilen’dir.

Endüstriyel kaplama prosesleri için VOC azaltma stratejisi

Ana azaltım önlemi olan VOC’lerin kaynağında yakalanması ve arıtılmasının yanı sıra, VOC’lerin kaynağında azaltılması tamamlayıcı bir stratejidir. Bu, VOC emisyonlarını azaltan püskürtme tekniklerinin kullanılmasını, daha az VOC içeren ürünlerin (yüksek katılı, su bazlı veya toz boyalar) kullanılmasını ve daha az solvent kullanan temizlik tekniklerini içerir.

Otomobil karoseri sektöründe yayılan VOC’ler

Bunlar, rötuşlanacak veya yeniden boyanacak kaportaya boya ve vernik uygulanması sırasında ve temizlik ürünleri tarafından yayılan VOC’lerdir. Bunlar çoğunlukla aromatik ve alifatik hidrokarbon VOC’ler ve oksijenli VOC’lerdir (alkoller, ketonlar, esterler).

Üstyapı tamiratı için VOC azaltma stratejisi

Boya kabinlerinde kaynakta yakalama, ardından atölyenin yüzey alanına ve kullanılan solvent miktarına bağlı olarak emisyon sınır değerlerine uymak için harici deşarjdan önce arıtma, ana azaltma önlemi olmaya devam etmektedir. Boya tüketimini ve dolayısıyla VOC emisyonlarını azaltan püskürtme tekniklerinin kullanılması, daha düşük VOC emisyonlarına sahip ürünlerin kullanılması (yüksek katı maddeli boya, su bazlı boya veya vernik, UV vernik) ve VOC em isyonlarını azaltan temizleme teknikleri, karoseri sektöründe en yaygın azaltım stratejileridir.

Boyalar, vernikler, mürekkepler ve yapıştırıcıların üretiminde hangi VOC’ler salınmaktadır ve azaltma stratejileri nelerdir?

Bu maddelerin formülasyon bileşenleri, toz halindeki malzemelerden ve çözücülerden sıvı halde hazırlanır ve depolanır. Bileşenler daha sonra gerekli dozlarda dağıtılır ve bitmiş ürünü oluşturmak için karıştırılır. Bu sanayi sektöründe çözücü olarak yaklaşık 200 VOC kullanılabilmektedir. Boya, vernik ve mürekkep üretim süreçlerinde yayılan VOC’ler arasında alifatik ve aromatik hidrokarbonlar, ksilen, toluen, diklorometan, esterler ve alkoller bulunmaktadır. Tutkal ve jelatin üretim süreçleri için ana VOC’ler metil etil keton, etil asetat ve hidrokarbonlardır.

Boyalar, vernikler, mürekkepler ve yapıştırıcıların üretimi için VOC azaltma stratejisi

İlk önlem, VOC içeren gaz halindeki atıkların kaynağında yakalanması ve arıtılmasıdır. Örneğin, mobil aktif karbon filtrelerinin kullanımı, üretim koşullarındaki değişikliklere son derece uyarlanabilir. VOC emisyonlarını azaltmaya yönelik stratejiler arasında düşük solvent içerikli (su bazlı veya yüksek katı maddeli ürünler) veya solvent içermeyen ikame ürünlerin kullanılması yer almaktadır. Temizlik ürünleri için üreticiler organik çözücülerin yerine 80°C’ye kadar ısıtılmış ancak yıkama suyunun arıtılmasını gerektiren sulu soda ve potas çözeltileri kullanabilir.

Yapıştırıcı kaplama üretim süreçlerinde hangi VOC’ler yayılır ve azaltma stratejileri nelerdir?

VOC’ler, kaplama yüzeyini kaplayacak olan solvent bazlı yapıştırıcılar ve kullanılan incelticiler yoluyla bir yapışkan kaplama işlemine girer. Kurutma işlemi sırasında VOC emisyonları önemlidir. Başlıca türleri şunlardır

• yapıştırıcılar (yapışkan bantlar, etiketler, vb.) yapmak, zemin ve duvar kaplamalarını yapıştırmak, PVC kaplamayı ahşap panellere uygulamak vb. için akrilik tutkallar.
• Otomotiv endüstrisinde (ön camlar, vb.), inşaat endüstrisinde (drenaj boruları, vb.) PVC parçaları yapıştırmak için kullanılan vinil yapıştırıcılar.
• ambalaj, teksti̇l ve ayakkabi endüstri̇leri̇ i̇çi̇n poli̇üretan yap iştiricilar
• otomotiv, ayakkabı ve inşaat sektörleri için neopren yapıştırıcılar.

Endüstriyel yapıştırıcı kaplama işlemleri başlıca şu VOC’leri yayar: metil etil keton, dimetil etil keton, bütil asetat, etil asetat, etil benzen, toluen ve ksilen.

Yapışkan kaplamaların üretiminde VOC azaltma stratejisi

Kurutma işlemi sırasında, VOC emisyonları kaynağında yakalanır ve daha sonra aktif karbon kullanılarak filtrelenir, böylece atmosfere emisyonlar önemli ölçüde azaltılır. VOC emisyonlarını azaltmaya yönelik diğer teknikler, yukarıda açıklandığı gibi tutkal üretiminde kullanılanlarla aynıdır.

Endüstriyel ilaç üretim süreçlerinde yayılan VOC’ler nelerdir ve hangi azaltma stratejileri kullanılabilir?

Endüstriyel süreçler, aktif farmasötik bileşenin (hammadde) üretiminden farmasötik bir formun (tablet, kapsül, merhem, şurup, sprey, vb.) üretimine kadar uzanmaktadır. İlaç üretim süreçlerindeki birçok işlem solvent içerir ve VOC emisyonuna yol açar: bir mikserin yüklenmesi, atık depolama tanklarının doldurulması, temizlemeden önce ürünü ortadan kaldırmak için borulara steril hava enjekte edilmesi, solventin tanker kamyonlarından depolama varillerine aktarılması, kalite kontrol için numune alınması vb. İlaç endüstrisi VOC yayan yaklaşık elli solvent kullanmaktadır. Bunlar arasında CMR olarak sınıflandırılan yaklaşık on spesifik VOC bulunmaktadır: dioksan, kloroform, dimetilformamid, dikloroetan, metilen klorür, perkloroetilen, dimetilamin, diglyme ve triglyme.

İlaç üretimi için VOC azaltma stratejisi

Solvent kullanan ve VOC yayan her operasyon kaynakta yakalama ve arıtma gerektirir. Genellikle kullanılan işlem, termal oksidasyonun yanı sıra aktif karbon üzerinde adsorpsiyondur. VOC emisyonlarının en aza indirilmesi, kaçak emisyonları azaltmak için kaynakların izole edilmesini ve kapalı bir devrede kurutulmasını, kapalı ekipman temizleme işlemlerini ve VOC’lerin açıklıklardan doğrudan deşarjını önlemek için mümkün olan yerlerde proses tasfiyelerinin devridaimini içerir. Çözücülerin ikame edilmesi daha zordur çünkü bunlar sürece katkıda bulunan fizikokimyasal özellikleri için seçilirler. Üretici, duruma göre, proseste kullanılan solventi daha az toksik VOC yayan bir solventle değiştirebilir.

Makine mühendisliği süreçlerinde hangi VOC’ler yayılır ve azaltma stratejileri nelerdir?

Bu işlem esas olarak işleme öncesinde veya sonrasında metal yüzeylerin gres, kesme sıvıları, yağlar ve katı parçacıklardan arındırılması için temizlenmesini içerir. Amaç ya bir sonraki işlem için hazırlık yapmak ya da yüzeyin görünümünü iyileştirmektir. Temizlik, solvent bazlı kimyasal eylemi, mekanik eylemi (ultrason, püskürtme, manuel veya mekanik çalkalama) ve kimyasal verimliliği artırmak için belirli bir sıcaklık seviyesini birleştirebilir. Durulama ve kurutma genellikle bunu takip eder. Bu tür işlemlerde geleneksel olarak yayılan VOC’ler şunlardır: halojenli VOC’ler (perkloroetilen, diklorometan, trikloroetilen), hidrokarbon VOC’ler ve oksijenli VOC’ler (aseton, etanol, izopropanol, glikol eterler, glikol esterler, metil etil keton).

Makine mühendisliği endüstrisi için VOC azaltma stratejisi

VOC’ler kaynağında yakalanır ve öncelikli olarak aktif karbon filtrasyonu ile geri kazanılır. Aşağıdakiler VOC’lerin azaltılmasına yardımcı olabilir: solventlerin deterjanlarla değiştirilmesi (daha az VOC yayan katkı maddeleri ile), yüzey aktif maddeler ve bakteri içeren deterjanlar (biyojenik VOC emisyonları), agrosolventler; termal sıyırma; lazer veya soğuk plazma işlemleri (nükleer ve havacılık endüstrileri), buz veya kuru buz patlatma (tek seferlik uygulamalar), CO₂ ( şu anda sanayileştirilmektedir).

Dökümhane süreçlerinde hangi VOC’ler salınır ve azaltma stratejileri nelerdir?

Döküm, metal bir parça üretmek için erimiş metalin bir kalıba dökülmesini içerir. Kalıp, kumdan yeşile süreci (kum + kil + karbon) veya kimyasal ayar süreci (kum + reçine) kullanılarak yapılabilir. Kimyasal bağlayıcıların kullanımı, karıştırma, kalıplama ve maça yapımı, depolama, döküm ve soğutma sırasında çeşitli VOC’lerin üretilmesine neden olur. Endüstriyel süreç sırasında yayılan ana VOC’ler şunlardır: uçucu organik karbon, aromatik hidrokarbon VOC’ler: benzen, etilbenzen, toluen, ksilen (BTEX), aldehitler (formaldehit, akrolein, asetaldehit), fenol, alkol, esterler dahil oksijenli VOC’ler.

Döküm endüstrisi için VOC azaltma stratejisi

İlk strateji, emisyonları emici davlumbazlar kullanarak kaynağında yakalamak ve sürecin çeşitli aşamalarında arıtmaktır. Emisyonları kaynağında azaltmak için, yeşil kum prosesinde grafit kullanımı uçucu karbonu azaltır. Kimyasal ayarlama sürecinde ise eğilim, daha az VOC yayan bileşenlere sahip reçinelerin kullanılması yönündedir.