Wasserbasierte Lacke für die Herstellung flexibler Verpackungen: VOC-Reduzierung im Nassbereich

In dem hier vorgestellten realen Fall wurde erfolgreich ein System zur Schadstoffreduzierung installiert, das den Besonderheiten der Schadstoffverbindungen in den verwendeten Farben Rechnung trägt.

Das Projekt wurde durchgeführt, um die Einhaltung von Vorschriften zu gewährleisten, die Umweltbelastung zu verringern und die allgemeine Nachhaltigkeit des Kundenunternehmens zu verbessern, das weltweit führend in der Entwicklung und Herstellung verantwortungsvoller, hochwertiger Verpackungslösungen für Lebensmittel, Getränke, Arzneimittel und andere Produkte ist.

Die gewählte Technologie erwies sich im Vergleich zu bestehenden technologischen Alternativen als die nachhaltigste, wobei mehrere Aspekte berücksichtigt wurden, nämlich

• Umweltauswirkungen
• Betriebskosten
• die Erstinvestition

Darüber hinaus trug das Projekt dazu bei, das Image der Umweltverantwortung zu fördern und das ESG-Rating des Kundenunternehmens zu verbessern.

Der Kunde, auf den sich das hier beschriebene Projekt bezieht, ist ein multinationales Unternehmen, das sich auf die Herstellung flexibler Verpackungen spezialisiert hat, die in einer Vielzahl von Anwendungen in einer Vielzahl von Sektoren verwendet werden, darunter Lebensmittel, Getränke, Gesundheits-, Haushalts- und Körperpflegeprodukte. Im Jahr 2018 ging das Unternehmen die ehrgeizige Verpflichtung ein, alle seine Verpackungen bis 2025 recycelbar oder wiederverwendbar zu machen, und zeigte damit sein starkes Engagement für ökologische Nachhaltigkeit.

Im Einklang mit dieser Unternehmenspolitik hat das Unternehmen eine Reihe von Beschichtungsanlagen auf Wasserbasis für die Herstellung von leistungsstarken, recycelbaren technischen Mehrschichtfolien installiert. Die Verwendung von Beschichtungen auf Wasserbasis anstelle von Alternativen, die organische Lösungsmittel verwenden, ist zweifellos ein großer Schritt in Richtung Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit.

Die derzeit auf dem Markt befindlichen Farben auf Wasserbasis enthalten jedoch eine Reihe von Schadstoffen, die selbst in geringen Mengen negative Auswirkungen auf die Umwelt und die Gesundheit haben können.

Das Ziel von Brofind^® besteht nicht nur darin, die Einhaltung von Vorschriften zu gewährleisten, sondern auch unseren Kunden nachhaltige und sichere Verpackungslösungen anzubieten und so zu einer grüneren und verantwortungsvolleren Zukunft für alle beizutragen.

Die Behandlung von atmosphärischen Emissionen aus wasserbasierten Lackierverfahren, die für die Produktionslinien des Kunden charakteristisch sind, wurde sorgfältig geprüft, wobei die verschiedenen verfügbaren Technologien verglichen und bewertet wurden, welche von ihnen am effektivsten und nachhaltigsten sein würden.

In dieser Phase der technischen Bewertung wurden thermische Oxidationstechnologien verworfen, da sie durch einen hohen Energieverbrauch und starke Auswirkungen auf die CO2-Produktion gekennzeichnet sind.

VOC-Rückgewinnungstechnologien waren aufgrund der Komplexität des vorhandenen VOC-Gemischs und der geringen verwendeten Menge nicht durchführbar, so dass die Investition in eine Lösungsmittelrückgewinnungsanlage wirtschaftlich nicht vertretbar war.

Adsorptionstechnologien, z. B. Aktivkohle, wurden aufgrund des hohen Verbrauchs an Aktivkohle, der für die Behandlung von Emissionen mit Eigenschaften, die für eine effiziente Adsorption nicht optimal sind, erforderlich wäre, nicht als optimal angesehen.

Die Beschichtungen, die in den wasserbasierten Beschichtungsverfahren für flexible Verpackungen verwendet werden, enthalten Produkte, die notwendigerweise mit dem Vorhandensein von Wasser kompatibel sein müssen, das das Hauptlösungsmittel für die Aufbringung der Beschichtung auf die flexible Folie bleibt; diese Produkte fallen hauptsächlich unter die folgenden chemischen Arten:

• Amine: können Haut-, Atemwegs- und Augenreizungen verursachen und haben einen großen Einfluss auf die Bildung von troposphärischem Ozon, einem schädlichen Luftschadstoff, und tragen zur Verunreinigung von Oberflächen- und Grundwasser bei, wodurch aquatische Ökosysteme geschädigt werden
• Ketone: sie können Haut- und Atemwegsreizungen verursachen und Luft und Wasser verschmutzen; bei der Behandlung mit Aktivkohle können sie sich bei niedrigen Temperaturen entzünden, was häufig zu Bränden führt
• Alkohole: können schwere Gesundheitsschäden verursachen, wenn sie in großen Mengen eingenommen oder eingeatmet werden. Sie können zum Treibhauseffekt beitragen.
• Ammoniak: Diese Verbindung kann Augen, Nase und Rachen reizen und bei Einatmung hoher Konzentrationen Lungenschäden verursachen. Ammoniak kann Oberflächen- und Grundwasser verschmutzen und so aquatische Ökosysteme schädigen.
• Nitrile: Sie werden als Lösungsmittel und Zusatzstoffe verwendet, sind giftig für Wasserorganismen und können Oberflächengewässer verschmutzen, wenn sie nicht ordnungsgemäß behandelt werden.

Die Lösung, die nicht nur in Bezug auf die Abscheideleistung, sondern auch in Bezug auf die Benutzerfreundlichkeit, die Begrenzung der Betriebskosten und die Minimierung der Beeinträchtigung des Produktionsprozesses des Kunden die beste Leistung erbrachte, war die Nassabscheidung von Schadstoffen aufgrund ihrer hohen Wasserlöslichkeit.

Die konzipierte Abluftreinigungsanlage besteht aus einem ersten vertikalen Abschnitt, in dem die verunreinigte Luft durch eine große Kontaktfläche mit Wasser strömt, was durch den Einbau von speziell entwickelten Füllkörpern erreicht wird.

Auf dieser Oberfläche lösen sich die Schadstoffe im Wasser und werden aus der Luft übertragen, die auf diese Weise gereinigt wird. Der konstante Wasserfluss wird durch einen speziellen Versorgungskreislauf gewährleistet, der das im Prozess verwendete Wasser mit Hilfe von Pumpen umwälzt, wodurch der Wasserverbrauch auf ein Minimum beschränkt wird.

In einer zweiten, abschließenden Sektion, in die nicht recyceltes Wasser eingespeist wird, können die winzigen Restmengen an Schadstoffen, die in der ersten Sektion nicht abgebaut wurden, weiter abgebaut werden, so dass die höchsten Abbauraten erzielt werden.

Da bestimmte Faktoren die Wasserlöslichkeit chemischer Verbindungen stark beeinflussen, ist vorgesehen, die Temperatur des im Prozess verwendeten Wassers durch eine geeignete Kühlstrecke zu steuern.

Die Anlage wird vollautomatisch betrieben, und um jederzeit die höchste Reinigungseffizienz zu erreichen, werden alle wichtigen Prozessparameter kontinuierlich durch hochentwickelte Instrumente überwacht, darunter:

• Wasserverbrauch
• die Menge des abgeleiteten Wassers,
• die Salzkonzentration des verwendeten Wassers
• Stack-Emissionen von VOCs
• Stromverbrauch

Das installierte System hat die Umweltauswirkungen der wasserbasierten flexiblen Folienbeschichtungsprozesse des Kunden minimiert und einen weiteren Schritt in Richtung Nachhaltigkeit eines bereits ökologisch fortschrittlichen Produktionsprozesses ermöglicht.

Die Anlage ist in der Lage, die Emissionsgrenzwerte weit unter den vertraglich festgelegten Werten einzuhalten, und die Emissionsüberwachung ermöglicht eine kontinuierliche Kontrolle der Einhaltung der Vorschriften und der Effizienz der Emissionsminderung. Das Überwachungssystem, das die Anlage steuert, ermöglicht die Erkennung von Anomalien und ist in der Lage, die Betreiber zu alarmieren, indem es in das Produktionssystem des Unternehmens integriert wird, was ein sofortiges Eingreifen auch für unseren Fernwartungsdienst ermöglicht.

Für unsere Kunden ist es von entscheidender Bedeutung, dass sie nicht nur die gesetzlichen Umweltauflagen einhalten, sondern auch modernste Lösungen einsetzen, die es ihnen ermöglichen, in ihrem Unternehmen Spitzenleistungen zu erzielen.

Die Anlage wurde nicht nur nach den einschlägigen technischen Vorschriften gebaut, sondern auch nach den Konstruktionsstandards des Kunden, eines multinationalen Marktführers in seinem Sektor, bei dem Sicherheitsaspekte als grundlegend gelten.