軟包裝生產安全濃度把控最關鍵

對于軟包裝行業來說，生產過程中產生的VOCs是企業最重要的安全關注點。為保證安全，生產過程中產生的廢氣濃度不能超過其爆炸下限的25%(25%LEL)。

 

隨著ESO成功推向市場，該技術能夠幫助軟包裝凹印企業削減隱性成本，帶來新的利潤點。通過檢測可知，ESO在減風節能的同時還能保證印刷質量、降低溶劑殘留。然而，當前許多軟包裝凹印企業對ESO濃縮效應的安全問題仍然存在顧慮。

下面，筆者就凹印設備在連接ESO后，如何保證生產安全，進行詳細分析說明，希望幫助行業人士排除顧慮，實現VOCs達標排放。

 

VOCs排放特點與控制

 

一般情況下，薄膜凹印工序包含1個白墨滿版和若干色墨版面。大部分印刷品中色墨版面的溶劑揮發總量都不超過2個色墨滿版的量，而色墨滿版的溶劑揮發總量一般為白墨滿版的30%～50%。

 

可見，在薄膜凹印中，白墨滿版的溶劑揮發量最大，一般會占溶劑揮發總量的50%或以上，即薄膜凹印工序中產生高濃度VOCs廢氣的主要環節是白墨滿版印刷。因此，ESO與凹印設備連接后，沿ESO的進排風總管內氣流走向，白墨滿版應排在最后一位，如圖1所示。而且，還要根據表印和里印的不同，針對性地設置ESO進排風總管內氣流走向。里印時白墨滿版在最后一色，ESO進排風總管內氣流走向是從放卷端到收卷端；表印則相反，白墨滿版在第一色，ESO進排風總管內氣流走向是從收卷端到放卷端。

 

ESO的選型

 

ESO選型應根據軟包裝凹印企業常規印刷品中溶劑揮發總量最大的一種產品的印刷工藝參數來確定。比如：某軟包裝凹印企業的8色印刷機，生產某印刷品時，溶劑揮發總量最大，約為70kg/h，溶劑成分為乙酸乙酯、正丙酯等(此處為方便計算，全部按乙酸乙酯計算，乙酸乙酯爆炸下限為85.7g/N.m3)，其中7個色墨版面溶劑揮發總量約30kg/h， 1個白墨滿版溶劑揮發量約40kg/h。

 

從總體上分析(暫時不考慮烘箱泄露)，溶劑揮發總量為70kg/h，要保證安全(廢氣濃度≤25%LEL，約21.4g/N.m3)，排風總量(即新風補入量)應保證在3300N.m3/h以上，此時凹印機各段烘箱內的廢氣濃度情況如下。

 

(1)色墨版面

我們將所有色墨版面的烘箱作為相互串聯的整體進行考慮，7個色墨版面溶劑揮發總量約30kg/h，那么只要1400N.m3/h的新風就可以保證任何一個色墨版面烘箱內的濃度≤25%LEL(特殊情況另考慮)。當新風補入量為3300N.m3/h時，只要保證每個色墨版面干燥風量≥1400N.m3/h，那么所有色墨版面烘箱內氣體濃度都會有較大的安全余量。

 

(2)白墨滿版

進入白墨滿版的烘箱前，ESO進排風總管內(圖1中的A點)的氣體流量為3300N.m3/h，濃度為9.1g/N.m3(10.6%LEL)，此氣流即相當于白墨滿版烘箱的新風，此處溶劑揮發量為40kg/h，要保證其干燥時烘箱內濃度不超標，此烘箱的干燥風量必須≥3300N.m3/h，即干燥風量≥新風補入量。

 

(3)烘箱泄露

實際工作時烘箱內整體處于微負壓狀態，這樣就能保證車間內空氣通過烘箱的縫隙進入ESO，雖然這樣會導致ESO最終排風量的增加，但對安全卻是有利的，因為風量的增加會降低廢氣濃度。

 

以上分析中，對于干燥風量只是從安全的角度進行分析，實際上干燥風量還受烘箱結構、干燥質量要求等因素的影響，因此在ESO選型時干燥風量的最終確定應綜合考慮各種因素。

 

凹印機的烘箱與其相匹配的ESO連接后，工作時只要根據溶劑揮發總量，設定合適的新風補入量，就可以從根本上保證整個干燥過程的安全性。這涉及到ESO三大核心技術：風壓平衡控制技術、總量控制富集技術以及智能算法控制技術，此處不再贅述。

 

另外，在整個干燥過程中VOCs濃度最高的地方是白墨滿版烘箱內，因此，只需在該烘箱排風管路上設置一個LEL檢測點(如圖1所示)，并與ESO的安全保護控制程序聯動，就可以得到雙重的安全保障，實現經濟、安全的雙效平衡。