ГРАФИЧКА ИНДУСТРИЈА КАО ЗАГАЂИВАЧ ОКОЛИНЕ, НА ПРИМЕРУ ФЛЕКСО ШТАМПЕ

Transcription

1 ГРАФИЧКА ИНДУСТРИЈА КАО ЗАГАЂИВАЧ ОКОЛИНЕ, НА ПРИМЕРУ ФЛЕКСО ШТАМПЕ Анита Петровић Гегић 1 Бранко Савић 2 1,2 Висока техничка школа струковних студија у Новом Саду ЦИЉ И ИСХОДИ ПРЕДАВАЊА С обзиром на то да се у процесу штампе користе у главном хемикалије на бази органских растварача ова техника представља опасност по здравње запослених и животну околину. Како различите технике подразумевају и посебне хемикалије постоји потреба да се свака штампарска технологија посебно изучава са овог аспекта. У раду ће бити описана техника флексо штампе као једна од штампарских технологија која је у експанзији. С обзиром да се флексо штампа користи за штампу на флексибилним, танким, слабоупојним материјалима она захтева употребу токсичних хемикалија, у главном лако испарљивих (VOC). Такође ће у раду бити приказан део мерења аерозагађења VOC супстанцама при штампању са различитим типом боја. На крају су дати примери за могућност редукција полутаната из погона флексо штампе. Кључне речи: графичка индустрија, флексо штампа, загађење, VOC PRINTING INDUSTRY AS POLLUTERS, ON THE EXAMPLE OF FLEXO PRINTING Anita Petrović Gegić Dr Branko Savić The Higher Education Technical School of Professional Studies in Novi Sad AIMS AND OUTCOMES Given that the rinting rocess used in the main chemicals based on organic solvents this technique oses a threat to health rograms and emloyment environment. How different techniques include secial chemicals there needs to be any rinting technologies secifically studied in this regard. This aer will describe a flexograhic rinting as one of the rinting technology is booming. Since flexograhic rinting used to rint on flexible, thin, slabouojnim materials it requires the use of toxic chemicals, the main volatile (VOC). It will be shown in the work of the air ollution measuring VOC substances when rinting with a different tye of aint. Finally, they rovide examles of the ossibility of reduction of ollutants from the lant flexograhic rinting. Key words: Printing industry, flexograhic rinting, ollution, VOC 1

2 1. УВОД Графичка индустрија иако модернија и чистја технологија која је у великој мери дигитализована примењује различите хемикалије у облику боја, лакова, тензида растварача. Уколико се са овим супстанама не рукује пописно, оне могу постати веома опасани контаминенти животне и радне средине који доспевају првенствено у ваздух радне средине или у површинске и подземне воде преко индустријских ефлуената. Штампарије у току производње стварају отпад. Тај отпад се ствара као последица различитих процеса као што су израда штампарске плоче, обрада слике, штампање и завршна графичка обрада и разликује се зависно од технике штампе. Поступци припреме за штампу стварају више типова отпада којима се може управљати и, на тај начин, их смањити. Примарне компоненте отпада који настаје у току припреме за штампу су искоришћени фотографски филм, отпадне фотохемијске купке, вода за испирање и пресвлаке, развијачи и отпадне штампарске плоче. Најбољи начин превенције загађења је потпун прелазак на дигиталну припрему за штампу. Међутим, трошкови потпуне дигитализације су веома велики и многе штампарије се још увек ослањају на фотографске процесе или аутоматске развијаче филма и плоче, како би се добила коначна копија, штампарска форма и отисак. 2. ТЕХНОЛОГИЈА ФЛЕКСО ШТАМПЕ Једина штампарска техника којом може да се штампа на танким и флексибилним или крутим пластичним материјалима, на скоро свим врстама папира, картонима или неравним материјалима као што је талас картон. У зависностиод материјала на који ћемо вршити отискивање користе се различите боје (на бази алкохола, воде или УВ боје) те различите тврдоће и дебљине штампарске форме. У флексо штампи горња растерска граница је 150 li (60 lcm). У зависности од материјала на који се штампа (PVC, PP, Al фолија, папир, џакови,кесе) користи се различита дебљина штампарске форме која варира од 0,76 до6,35мм. Финија и квалитетнија штампа код нпр. штампе етикета захтева тање плоче док се код штампе на грубе материјале типа џакови и картонске кутије. Флексо штампа спада у категорију високе штампе што значи да су штампајућиелементи на штампарској форми издигнути, а нештампајући удубљени. Са издигнутих штампајућих елемената се отисак директно преноси на материјал за штампу. Ова техника преузима примат у штампи амбалазних материјала. Обично је нешто нижи квалитет штампе 45 линија/цм ( линија/цм равна офсет штампа). Најновије машине са CtP плочама могу да постижу квлитете отиска упоредиве са равном офсет штампом. Боја ниског вискозитета, водени раствори, раствори у акохолу илибезину, уљни раствори, УВ боје. У контактној зони влада мали притисак, а користи се еластична штампарска форма (гума или фотополимер). Штампарске форме могу бити као равне плоче које се лепе на цилиндар форме или као кошуљице које се навлаче на цилиндар форме (sleev tehnologija). Фотополимерни слој се састоји из еластомера као носача, незасићених мономера и УВ фото-иницијатора. Када је неосветљен овакав слој је растворив у води или органским растварачима. Површине које се осветле УВ светлошћу се полимеризују и постају нераствориве. За осветљавање се користе негатив филмови. Као и код осталих техника штампе квалитет отиска зависи од штампарске форме и одматеријала за штампу. 2

3 3. ПРИМЕР ЕМИСИЈЕ (ВОЦ) ЈЕДИЊЕЊА ИЗ ПОГОНА ФЛЕКСО ШТАМПЕ За мерења концентрације испарљивих матрија у ваздуху коришћен је уређај VOC Pro, водећег светског произвођача CASELLA. У предузећима која се баве флексографском штампом вршена су мерења концентрације испарљивих једињења. Забележене су различите концентрације у зависности од типа штампе. У раду са бојама на УВ бази забележене су следеће вредности испарљивих материја приказане на дијаграму 1. Са дијаграма је видљиво да су највеће концентрације на месту где е наноси боја на штампарску подлогу и где се догађају испарења услед дејства УВ лампе. Вредности које су забележене на овом месту крећу се од 210 до 340 ппм, у зависности од више параметара, као што су количина наноса боје, врста подлоге, трајање процеса, итд На месту наноса боје На машини У погону У канцеларији Слика 1. Измерене средње вредности испарљивих једињења у погону флексо штампе при раду са УВ бојама У раду са бојама на бази алкохола вредности испарљивих материја су знатно веће, што се види на дијаграму бр m На месту наноса боје На машини У погону У канцеларији Слика 2. Измерене средње вредности испарљивих једињења у погону флексо штампе при раду са алкохолним бојама 3

4 Вредности укупних испарљивих материја које су измерене у погонима који раде са бојама на бази алкохола су веома високе. Дозвољена вредност метоксипропанола износе100 m. Дакле, видљиво је да радник приликом рада на машини треба да избегава зоне наноса боје и места где је боја отворена и испарава Највеће забележене вредности су код боја за штампу лепљивих трака где су забележене енормно високе концентрације испарљивих материја. Овако високе вредности укупних испарљивих материја забележене су из више разлога. Машина на којој се изводи штампа треба да је затворена, међутим с обзиром на старост не постоје поклопци и друге заштите од испарења m На месту наноса боје На машини У погону У канцеларији Слика 3.Измерене средње вредности испарљивих једињења у погону флексо штампе при раду са толуеном 4. КОНТРОЛА ЗАГАЂЕЊА ВАЗДУХА У ФЛЕКСО ШТАМПИ У данашње време многе штампарије су у процесу повиновања локалним или државним захтевима за чистим ваздухом. Нпр. стотине штампарија флексо штампе широм Сједињених Америчких Држава су тренутно у процесу увођења система за контролу ваздушног загађења (АПЦС АирПоллутиоЦонтрол Систем). То се углавном односи на контролу или деструкцију волатилних органских смеса (ВОЦ) и опасних загађивача ваздуха (ХАПс-Хазардуос АирПоллутантс). Када бирају технологију контролисања која највише одговара њиховим потребама,штампарије треба да воде рачуна да постоји много фактора који утичу на тип система за анализу ваздуха који желе да инсталирају. Ти фактори су нпр. врста и количина боје и растварача који се користе у штампарској машини, као и запремина и температура ваздуха који се испушта из грејача. Системи за обнову растварача се инсталирају да би уклонили из процесних издувних гасова ВОЦ и ХАП и да би повратили растварач у течном стању за поновну употребу. Обнова растварача системом фракционе дестилације је изводљива опција за неке операције, нарочито када је концентрација ВОЦ или ХАП изнад 500 ппм. Најбоље функционише када је смеса растварача једноставна и дестилација не задржава воду у прочишћеном растварачу. Деструктивна технологија (каталитички и термални оксидизери) укључује деструкцију хемијском конверзијом ВОЦ и ХАП које се налазе у 4

5 издувним гасовима штампарских машина. Може сегарантовати ефикасност обнове од 98%. Основни концепт обнове растарача захтева про процес адсорпције и десорпције. Обнова започиње тако што ваздух оптерећен растварачем пролази између статичних површина од активног угља који служе да ухвате растварач. Растварач се задржава у порама активног угља, а чисти ваздух пролази и одлази у атмосферу. Током циклуса регенерације, угаљ се греје (нпр. инертним гасом) у супротном смеру и тако се ослобађа растварач. Смеса растварача у виду паре и инертног гаса је усмерена у кондензатор након чега се дешава сепарација растварача и воде. Обновљени растварач је чист и без воде и обично се може поново употребити. Када се активни угаљ заситирастварачем, аутоматски се скида за десорпцију или регенерацију. Ови циклуси адсорпције и десорпције су працени различитим анализама и контролисани компјутерски. Регенеративни термални оксидизери су тако направљени да могу да униште ВОЦ и ХАП из процесних издувних гасова при чему се може гарантовати ефикасност од 98%. Основни концепт термалне оксидације је да се подстакне реакције између ВОЦ/ХАП и кисеоника на повишеној температури. Ова реакција уклања загађивач ваздуха конвертујући га у CО 2, H 2 О и топлоту. Брзину реакције контролишу три међузависна и критична фактора: време, температура и турбуленција. Процесни издувни гасови су под притиском вентилатора пролазе кроз канале термалног оксидизера и помоћу контролног вентила се усмеравају у изменјивач топлоте где адсорбује топлоту са керамичког медија. Овако загрејан ваздух затим улази у комору за сагоревање где се задржава од 0.3 до 1 с на повишеној температури до C уз турбулентно кретање и тада долази до деструкције ВОЦ/ХАП.Након тога, врео и чист ваздух одлази у други измењивач где топлоту створену термалном оксидацијом адсорбује керамички медиј. Чист охлађен ваздух је усмерен у атмосферу кроз излазни контролни вентил. Основни концепт каталитиче оксидације је искоришћење индустријског катализатора за подстицање хемијске реакције на нижим температурама у поређењу са термалном оксидацијом. ВОЦ/ХАП као и код класичне оксидације морају да се мешају са кисеоником и да се загревају, јер се загађивач уклања тако што се конвертује у CО 2, H 2 О и топлоту. Брзину рекције контролише температура у комори катализатора и време које загађивач проведе са катализатором. Због ниже радне температуре, каталитичка оксидација обично захтева мање енергије. Током операције, процесни издувни гасови, под утицајем вентилатора високог притиска. Ваздух се у овом случају загрева загрејан утемпературном интервалу од 260 до C, затим пролази кроз фиксирану површину индустријског катализатора где се врши уклањање ВОЦ/ХАП. Након што прође кроз комору катализа тора,чист топао ваздух се враћа кроз топлу страну измењивача топлоте високе ефикасности И одлази у атмосферу кроз излазну комору.топлотни измењивачи у стандардним каталитичким јединицама су најчешће однерђајућег челика. Термална ефикасност је у интервалу од 50% до ТЕЧНИ И ЧВРСТИ ОТПАД У ФЛЕКСО ШТАМПИ Путеви настанка течног отпада у флексо штампи су доста мали, али највеци део отпада који се манифестује је од прања посуда боје, клишеа од боје, растер ваљка. Редукција течног отпада у флексо штампи је могућа самим тим да се сав течни отпад не просипа, већ да се рециклира. Сви солвенти и растварачи се могу рециклирати и поново користити. Развој и примена штампарских боја на бази воде, довела је до редукције емисије волативних органиских смеса. Отпадна вода са остацима боје се обично тешко третира биолошким путем, али се предлаже коришћење неких бактерија за деградацију 5

6 штампарских боја у отпадној води. Такође се и флокулација показала као једноставан и ефикасан метод за уклањање значајног дела органског садржаја и боје. У току процеса флексо штампе на самом почетку имамо дозвољени шкарт папира који нам спада у чврсти отпад. У чврсти отпад спадају и друге врсте материјала као сто су фолије, алуминијум, самолепљиви папир. Што се тиче редукције и рециклаже чврстог отпада у данашње време се води рачуна да су то природни материјали који могу да се поново користе нпр: папири, биоразградиве фолије, крпе природних а не синтетичких материјала. Материјали који се користе за штампу у флексо техници су 100% обновљиви и рециклатни. 6. ЗАКЉУЧАК Флексо штампа укључује употребу хемијских материја које у себи садрже токсичне органске раствараче као што су метоксипропанол, толуен, етилацетат. Осавремењавање производног процеса смањује њихоу емисију у радну и животну средину. Међутим постоје многи погони у којима се и ваздуху систематски могу измерити вредноси појединачних и укупних ВОЦ супстанци знатно изнад граничних вредности. Како је непобитан штетан утицај ових хемикалија на здравље кроз акутну и хроничну експозицију потребно предузети техничке и организационе мере у смислу њихове што ефикасније елиминације. 7. ЛИТЕРАТУРА 1. Šećerov Sokolović R., Sokolović S., Inženjerstvo u zaštiti okoline, Univerzitet u Novom Sadu, Tehnološki fakultet, Novi Sad, Kiurski Jelena.,Grafičko okruženje,novi Sad 3. ПРАВИЛНИК о превентивним мерама за безбедан и здрав рад при излагању хемијским материјама, Службени гласник РС, број 101/09),Београд, Cambell, M.E. and W.M. Glenn "Printing" in Profit from Pollution Prevention:A guide to Industrial Waste Reduction and Recycling