DE69702032T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Reinigungslösung und zum Behandeln der verwendeten Reinigungslösung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer frischen Reinigungslösung mit wenigstens 90% Wasser und Zusätzen, sowie zur Behandlung dieser durch die Farben einer oder mehrerer Stichtiefdruckmaschinen verunreinigten Reinigungslösung im geschlossenen Kreislauf, und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
• In Stichtiefdruckmaschinen werden die auf einem Plattenzylinder montierten Druckplatten, in welche die Muster eingraviert sind, durch Reibung mit einem im gleichen Sinne wie der Plattenzylinder rotierenden Wischzylinders gewischt, welcher die ausserhalb der Stichgruben der Druckplatte befindliche Farbe abhebt. Um den Wischzylinder von der auf ihm befindlichen Farbe zu reinigen, taucht der untere Bereich dieses Wischzylinders in eine mit Bürsten und Rakeln ausgerüsteten Reinigungswanne. Ein System von Düsen spritzt frische Reinigungslösung auf den Wischzylinder, und die dann mit Farbe vermischte frische Reinigungslösung verlässt die Reinigungwanne als verunreinigte Lösung.
• Beispielsweise beschreibt das Patent US 5 390 598 eine derartige Installation zum permanenten Säubern des Wischzylinders in einer Stichtiefdruckmaschine. Ein weiteres Beispiel wird in der EP-A-43624 beschrieben.
• Zur Zeit sind neue Farben entwickelt worden, die es erlauben, ein Wischverfahren unter Verwendung einer Lö sung auf der Grundlage von Wasser durchzuführen, welche viel weniger schädlich für die Umwelt ist. Diese neuen Farben, die beim Stichtiefdruck verwendet werden, sind z. B. durch die Patente US 4 966 628 und EP 0 340 163 bekannt und enthalten unter anderem Oleoresin- Komponenten und Pigmente. Reinigungslösungen auf der Grundlage von Wasser, welche in diesen, mit den erwähnten neuen Farben arbeitenden Stichtiefdruckmaschinen verwendet werden, sind ebenfalls als Stand der Technik bekannt und enthalten im allgemeinen wenigstens 90% Wasser und Zusätze.
• Eine dieser Reinigungslösungen wird im Patent DE 1546 776 beschrieben und besteht aus einer wässrigen Lösung mit 1 bis 5 Gewichts-% Alkalilauge, 2 bis 10 Gewichts % eines handelsüblichen Reinigungsprodukts, das alkalisches Phosphat enthält, und 1 bis 10 Gewichts-% eines Netzmittels. Insbesondere enthält diese wässrige Lösung 1,5 bis 2,5 Gewichts-% Natronlauge NaOH, 2 bis 5 Gewichts-% Natriumphosphat Na&sub3;(PO&sub4;) und 1 bis 3 Gewichts- % sulfoniertes Rizinusöl.
• Eine andere dieser Reinigungslösungen wird im Patent US 3 389 656 beschrieben und enthält eine wässrige Lösung mit ungefähr 1 bis 5 Gewichts-% einer starken Base wie z. B. Kaliumhydroxid oder Natriumhydroxid oder auch Ammoniumhydroxid, ungefähr 2 bis 10 Gewichts-% eines Reinigungsmittels, z. B. Natriumpolyphosphat, und ungefähr 0,3 bis 10 Gewichts-% eines Netzmittels wie sulfoniertes Rizinusöl.
• Ein aus dem Stande der Technik bekanntes Verfahren zur Herstellung von frischer Reinigungslösung und zur Be handlung von verunreinigter Reinigungslösung umfasst die folgenden Schritte:
• (a) Herstellung der frischen Reinigungslösung;
• (b) Einfüllen der frischen Reinigungslösung in eine oder mehrere Reinigungswannen und Verunreinigung durch die Farben;
• (c) Ultrafiltration der aus der oder den Reinigungswannen kommenden verunreinigten Lösung, wodurch eine klare Lösung und eine konzentrierte Restlösung entstehen;
• (d) Rückführung der klaren Lösung in den Kreislauf der frischen Reinigungslösung;
• (e) Ausflocken der aus der Ultrafiltration stammenden konzentrierten Restlösung;
• (f) Filtration der ausgeflockten Lösung, wobei sich feste Rückstände und eine Lösung ergeben;
• (g) Neutralisieren der gefilterten Lösung mit Säure;
• (h) Reduktion des chemischen Sauerstoffbedarfs der neutralisierten Lösung; und
• (i) Abführen der reduzierten Lösung in die Abwasserkanalisation.
• Ein Beispiel eines derartigen Verfahrens ist in Form eines Blockschemas in Fig. 1 angegeben.
• Die Recycling-Kapazität dieses Verfahrens nach der Ultrafiltration beträgt ungefähr 80%, wobei dieser Wert ferner von der Qualität der verwendeten Farbe und ihrer Konzentration in der Reinigungslösung abhängt.
• Der Hauptnachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die behandelte und in die Abwasserkanalisation geleitete Restlösung eine grosse Menge an Salz enthält. Dabei handelt es sich hauptsächlich um Chloride, die von den Ausflockungs- und Neutralisierungsprodukten herrühren, sowie auch um Sulfate, wenn man zur Neutralisierung Schwefelsäure verwendet hat. Die Gegenwart von beträchtlichen Mengen an Chloriden und/oder Sulfaten ebenso wie der chemische Sauerstoffbedarf, der zwar stark reduziert, aber nicht vollständig beseitigt sein kann, führt in zahlreichen Ländern zu Problemen.
• Ausserdem kann der Verbrauch an Wasser und Ausflockungsprodukten in Abhängigkeit von der Anzahl der verwendeten Maschinen beträchtlich und kostspielig sein. Schliesslich hat das verbrauchte abgeführte Wasser einen biologischen Sauerstoffbedarf.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das in einem geschlossenen Kreislauf arbeitet und bei dem insbesondere der grösste Teil des Wassers und der Ausflockungsprodukte, die sich im Kreislauf befinden, aus der verunreinigten Lösung zurückgewonnen und zur Herstellung der frischen Reinigungslösung wiederverwendet und nicht weggegossen wird. Der Verbrauch an Wasser und Ausflockungsprodukten beim Verfahrens lässt sich auf diese Weise stark verringern, und man erhält nur feste Rückstände, die anschliessend unter Einhaltung der Normen des Umweltschutzes behandelt werden können.
• Die Erfindung erlaubt es auch, auf die Verwendung von Aktivkohle, welche den chemischen Sauerstoffbedarf korrigiert, zu verzichten.
• Ein derartiges Verfahren zur Herstellung frischer Reinigungslösung und zur Behandlung verunreinigter Reinigungslösung ist durch die in den Ansprüchen 1 und 2 angegebenen Schritte definiert.
• Die abhängigen Ansprüche 3 bis 8 definieren besondere Ausführungsformen des Verfahrens nach der Erfindung.
• Der unabhängige Anspruch 9 definiert eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.
• Die Ansprüche 10 bis 18 definieren besondere Ausführungsformen der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
• Die vorliegende Erfindung wird dank der Beschreibung einer Ausführungsform und der beigefügten Zeichnungen besser verstanden.
• Fig. 1 ist ein Blockschema eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens zur Behandlung einer Reinigungslösung.
• Fig. 2 ist ein Blockschema eines Verfahrens zur Herstellung und zur Wiederverwendung der Reinigungslösung nach der Erfindung.
• Fig. 3 ist ein Blockschema einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.
• Das Verfahren nach der Erfindung wird zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.
• Vorzugsweise enthält die frische Reinigungslösung die folgenden Komponenten in den angegebenen Verhältnissen:
• - Enthärtetes Wasser 98,5%
• - Natronlauge NaOH 1%
• - Sulfoniertes Rizinusöl 0,5%
• Die Reinigungslösung kann eventuell ferner ein Detergens enthalten.
• Gemäss Schritt (a) des Verfahrens wird die frische Reinigungslösung durch Mischen von Wasser, Natronlauge und sulfoniertem Rizinusöl hergestellt.
• Die frische Lösung wird gemäss Schritt (b) des Verfahrens in eine oder mehrere Reinigungswannen eingefüllt und durch die Farben verunreinigt.
• Die gebrauchte Reinigungslösung wird dann aus der oder den Reinigungswannen in die Ultrafiltrations-Installation überführt, um gemäss Schritt (c) des Verfahrens behandelt, d. h. einer Ultrafiltration unterworfen zu werden. Dieser Schritt (c) erzeugt einerseits eine klare Lösung, die ohne weiteres als frische Reinigungslösung im Schritt (d) wiederverwendet wird, und andererseits eine konzentrierte Restlösung, die Farbe enthält. Dieser Ultrafiltrationsschritt erlaubt, ungefähr 80% der Lösung wiederzugewinnen.
• Die konzentrierte Restlösung wird dann dem Schritt (e) des Verfahrens unterworfen, bei dem es sich um eine Ausflockung handelt, welche durch Zugabe von Kalziumchlorid CaCl&sub2; und Eisen(III)-chlorid FeCl&sub3; erfolgt.
• Das Ergebnis der Ausflockung wird dann im Schritt (f) des Verfahrens gefiltert, und man erhält so feste Rückstände und eine gefilterte Lösung.
• Im Schritt (g) wird diese gefilterte Lösung durch Zugabe von Salzsäure HCl neutralisiert.
• Die neutralisierte Lösung wird im Schritt (h) einer Verdampfung unterworfen, welche einerseits destilliertes Wasser und andererseits eine konzentrierte salzige Lösung liefert. Das destillierte Wasser wird wiedergewonnen, um es im Schritt (i) des Verfahrens zur Herstellung frischer Reinigungslösung zu verwenden, während die konzentrierte salzige Lösung im Schritt (j) gefiltert wird; diese Filtration liefert einerseits feste Salze und andererseits eine stark mit Salz konzentrierte Lösung, welche zum Ausflocken gemäss Schritt (e) des Verfahrend wiederverwendet wird.
• Das destillierte Wasser wird in einen Behälter geleitet, wo es mit enthärtetem Wasser aus dem Leitungsnetz gemischt wird. Diese Mischung wird schliesslich zur Herstellung der frischen Reinigungslösung verwendet, indem sulfoniertes Rizinusöl und Natronlauge NaOH in den oben beispielsweise angegebenen Anteilen zugefügt wird.
• Das Verfahren erlaubt eine Wiederverwendung fast des gesamten Wassers, wobei der aus dem Leitungsnetz entnommene Verbrauch sehr gering ist und eventuelle Verluste ausgleicht.
• Ausserdem sind es nur die festen Rückstände, die bei diesem Verfahren nicht wiederverwendet werden, wie die aus dem Blockschema nach Fig. 2 herausweisenden Pfeile verdeutlichen, während die Flüssigkeit im geschlossenen Kreislauf umläuft.
• Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung.
• Diese Vorrichtung hat einen Behälter 1, in den die verunreinigte Lösung gelangt und aus dem sie in einen ersten Ultrafiltrationsbehälter 2 geleitet wird, aus welchem sie in eine erste Ultrafiltrationseinheit 3 gelangt. Die aus dieser ersten Einheit 3 austretende klare Lösung wird in einen Lösungsbehälter 21 für frische Lösung geleitet, wo sie als frische Reinigungslösung wiederverwendet wird, während die konzentrierte Restlösung aus dieser ersten Ultrafiltrationseinheit 3 in einen zweiten Ultrafiltrationsbehälter 4 und von dort in eine zweite Ultrafiltrationseinheit 5 gelangt. Die klare Lösung aus dieser zweiten Einheit 5 wird ihrerseits in den Lösungsbehälter 21 für frische Lösung geleitet, um als frische Reinigungslösung wiederverwendet zu werden, während die konzentrierte Restlösung in einen Behälter 6 für konzentrierte Lösung geleitet wird. Diese konzentrierte Restlösung gelangt dann in den Ausflockungsbehälter 7, wo der Ausflockungsschritt stattfindet. An diesem Behälter 7 sind Mittel zum Zufügen von Kalziumchlorid CaCl&sub2; und Eisen(III)-chlorid FeCl&sub3;, welche zum Ausflocken erforderlich sind, montiert. Diese Mittel weisen wenigstens einen Behälter und eine Dosierpumpe für jede zuzufügende Komponente auf. Die ausgeflockte Lösung gelangt dann in eine Filterpresse 8, welche die festen Rückstände von der Lösung trennt. Die gefilterte Restlösung wird in einen Behälter 9 für gefilterte Lösung geleitet und gelangt dann in einen Neutralisierungsbehälter 10, wo sie durch Zugabe von Salzsäure HCl neutralisiert wird, und danach in einen Behälter 11 für neutralisierte Lösung. Zu diesem Zweck sind Mittel zum Zufügen von Salzsäure am Neutralisierungsbehälter 10 montiert, welche wenigstens einen Behälter und eine Dosierpumpe aufweisen. Aus diesem Behälter 11 für neutralisierte Lösung wird diese Lösung in eine erste Verdampfungseinheit 12 geleitet, aus welcher der erhaltene Wasserdampf in einen Behälter 17 für destilliertes Wasser gelangt, während die salzige Lösung in einen Behälter 13 für salzige Lösung und dann in eine zweite Verdampfungseinheit 14 geleitet wird. Der hier erhaltene Wasserdampf wird ebenfalls im Behälter für destilliertes Wasser wiedergewonnen, während die konzentrierte salzige Lösung in einen Behälter 15 und danach in ein Filtrationssystem 16 gelangt, aus welchem einerseits feste Salze und andererseits eine Lösung gewonnen werden, die durch geeignete Mittel, wie z. B. eine Pumpe, in den Ausflockungsbehälter 7 zurückgeführt wird. Aus dem Behälter 17 für destilliertes Wasser wird dieses Wasser in einen Wasserbehälter 19 geleitet, in den auch das Leitungswasser gelangt, nachdem es einen Wasserenthärter 18 passiert hat das enthärtete Wasser und das destillierte Wasser werden in den Mischbehälter 20 für Reinigungslösung geleitet, wo die frische Reinigungslösung durch Zugabe von sulfoniertem Rizinusöl und Natronlauge zubereitet wird. Diese frische Reinigungslösung wird schliesslich in den Behälter 21 für frische Lösung geleitet und gelangt dann erneut nach Anwendung in die Reinigungswanne oder Reinigungswannen der Druckmaschinen.
• Um die Lösungen in die verschiedenen Behälter der Vorrichtung zu leiten, werden Pumpenmittel verwendet.
• Die beschriebenen Ausführungsformen stellen Beispiele dar, und Änderungen sind im Rahmen des beanspruchten Schutzes möglich. So können z. B. die Anteile der Komponenten der Reinigungslösung leicht variieren, oder bei der zum Neutralisieren verwendeten Säure kann es sich um Schwefelsäure handeln.

Claims (18)

1. Verfahren zur Herstellung einer frischen Reinigungslösung mit wenigstens 90% Wasser und Zusätzen, und zur Behandlung der durch die Farben einer oder mehrerer Stichtiefdruckmaschinen verunreinigten Reinigungslösung, wobei das erwähnte Verfahren folgende Schritte umfasst:

(a) Herstellung der frischen Reinigungslösung,

(b) Einfülle n der frischen Reinigungslösung in eine oder mehrere Reinigungswannen und Verschmutzung der frischen Lösung durch die Farben,

(c) Ultrafiltration der aus der oder den Reinigungswannen abgefüllten verunreinigten Lösung, wodurch eine klare Lösung und eine konzentrierte Lösung gebildet wird,

(d) Wiederverwendung der beim Ultrafiltrations-Schritt erhaltenen klaren Lösung als frische Reinigungslösung,

(e) Ausflockung der beim Ultrafiltrations-Schritt erhaltenen konzentrierten Lösung,

(f) Filtration der nach der Ausflockung entstandenen Lösung, wobei sich feste Rückstände und eine filtrierte Lösung ergeben,

(g) Neutralisierung der filtrierten Lösung, wobei das erwähnte Verfahren ferner folgende Schritte umfasst:

(h) Verdampfung der neutralisierten Lösung, wobei eine konzentrierte salzige Lösung und destilliertes Wasser entstehen,

(i) Verwendung des destillierten Wassers zur Herstellung der frischen Reinigungslösung gemäss Schritt (a),

(j) Filtration der konzentrierten salzigen Lösung, wobei feste Salze und eine Lösung entstehen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Schritt (j) der Filtration der konzentrierten salzigen Lösung entstehende filtrierte Lösung dazu verwendet wird, die Ausflockung gemäss Schritt (e) durchzuführen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die frische Reinigungslösung enthärtetes Wasser, sulfoniertes Rizinusöl und Natronlauge NaOH enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die frische Reinigungslösung ungefähr 98, 5% einer wässrigen Lösung, ungefähr 1% Natronlauge NaOH und ungefähr 0,5% sulfoniertes Rizinusöl enthält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausflockung durch Zufügen von Kalziumchlorid CaCl&sub2; und Ferrichlorid FeCl&sub3; erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Neutralisation mit Salzsäure oder mit Schwefelsäure durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei sukzessive Ultrafiltrations-Schritte umfasst.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei sukzessive Verdampfungsschritte umfasst.

9. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit wenigstens einem Behälter (21) für frische Reinigungslösung, einem Behälter (1) für verunreinigte Reinigungslösung, einem Behälter (2) zur. Wiederverwertung durch Ultrafiltration, einer Ultrafiltrationseinheit (3) mit einem Ausgang für eine klare Lösung, welcher mit dem Behälter für frische Lösung (21) verbunden ist, und mit einem anderen Ausgang für eine konzentrierte Restlösung, einem Behälter (6) für die konzentrierter Lösung, welcher die konzentrierte Restlösung aufnimmt, einem Ausflockungsbehälter (7), in welchem die Ausflockung der konzentrierten Restlösung stattfindet, einer Filterpresse (8), welche die ausgeflockte Restlösung filtert, einem Behälter (9) für die gefilterte Lösung zur Wiederverwertung der aus der Filterpresse (8) kommenden Lösung, einem Behälter (10) zum Neutralisieren, in welchem die Lösung neutralisiert wird, gefolgt von einem Behälter (11) für die neutralisierte Lösung, wobei die erwähnte Vorrichtung ferner folgendes umfasst: Eine Verdampfungseinheit (12) zur Aufnahme der neutralisierten Lösung aus dem Behälter (11) für die neutralisierte Lösung, einen Behälter (17) für destilliertes Wasser zur Aufnahme des Wassers aus der Verdampfungseinheit (12), einen Behälter (15) für die salzige und konzentrierte Lösung zur Aufnahme der aus der Verdampfungseinheit (12) kommenden Lösung, ein Filtersystem (16) zum Filtern der salzigen und konzentrierten Lösung und zur Bildung fester Rückstände und einer Restlösung sowie Mittel zum Pumpen, um die erwähnten Lösungen von einem der erwähnten Behälter zum anderen zu überführen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel aufweist, um die gefilterte Restlösung aus dem Filtersystem (16) in den Ausflockungsbehälter (7) zu bringen.

11 Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen Wasserbehälter (19) zur Aufnahme enthärteten Wassers aus einem Enthärter (18) und destillierten Wassers aus dem Behälter (17) für destilliertes Wasser sowie einen Mischbehälter (20) für die Reinigungslösung zur Bildung der frischen Reinigungslösung aufweist, welcher das Wasser aus dem Wasserbehälter (19) aufnimmt und mit dem Behälter (21) für die frische Lösung verbunden ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die frische Reinigungslösung enthärtetes Wasser, sulfoniertes Rizinusöl und Natronlauge NaOH enthält.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die frische Reinigungslösung ungefähr 98,5% einer wässerigen Lösung, ungefähr 1% Natronlauge und ungefähr 0,5% sulfoniertes Rizinusöl enthält.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel aufweist, um Natronlauge NaOH und sulfoniertes Rizinusöl in den Misch behälter (20) für die frische Reinigungslösung einzugeben.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel aufweist, um Kalziumchlorid CaCl&sub2; und Ferrichlorid FeCl&sub3; in den Ausflockungsbehälter (7) einzugeben.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel aufweist, um Salzsäure HCl oder Schwefelsäure in den Neutralisationsbehälter (10) einzugeben.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zweiten Behälter (4) zur Wiederverwertung durch Ultrafiltration und eine der ersten Ultrafiltrations-Einheit (3) folgende zweite Ultrafiltrations-Einheit (5) aufweist und dass der Ausgang der zweiten Ultrafiltrations-Einheit (5) zur Ausgabe einer klaren Lösung vorgesehen und mit dem Behälter (21) für die frische Lösung verbunden ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine der ersten Verdampfungseinheit (12) folgende zweite Verdampfungseinheit (14) aufweist und dass der Behälter (17) für destilliertes Wasser zur Aufnahme des Wassers aus der zweiten Verdampfungseinheit (14) dient.