Projekt 21056/01

Feuchtwasseraufbereitung im Offsetdruck

Projektträger

UNISENSOR Sensorsysteme GmbH
Am Sandfeld 11 c
76149 Karlsruhe
Telefon: 0721/97884-0

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Im Bereich des Offfsetdrucks werden zur Befeuchtung der Druckwalzen sogenannte Feuchtmittel eingesetzt.. Ziel des Projekts war durch kontinuierliche Behandlung die Standzeiten zu verlängern und den Einsatz klimarelevanter Hilfschemikalien zu vermindern. Das Projekt umfasst die Teilziele Isopropanol-Reduktion, Einsparung chemischer Additive - insbesondere von VOCs - sowie ein ökologisch und ökonomisch sinnvolles Reinigungsverfahren für das Feuchtwasser im Offset-Druckprozess. Gleichzeitig soll eine höhere Verfügbarkeit, d. h. eine gesteigerte Wirtschaftlichkeit des Druckprozesses resultieren.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden- Durch Entwicklung einer Online-Messtechnik zur kontinuierlichen Bestimmung der Konzentrationen der Bestandteile des Offset-Feuchtwassers und durch Vergleich mit den vorgegebenen Sollwerten wird in einem Regelkreis die ideale Zusammensetzung des Feuchtwassers durch Nachdosierung der verarmten chemischen Verbindungen und Filterung der Störkomponenten aufrechterhalten.
- Als Messmethode wird die optische Absorptionsspektroskopie herangezogen.
- Die sich im Feuchtwasser anreichernden Störkomponenten, welche insbesondere aus dem Papier und den Druckfarben stammen, werden durch die Methoden der Ultra- und der Nanofiltration entfernt.
- Die neuen Methoden werden in realen Feuchtmittelanlagen gemäß dem neuesten Stand der Technik erprobt.
- In einem ersten Projektschritt wird zunächst die Gesamtkonzentration des chemischen Additivs auf Sollwert gehalten. Im zweiten Schritt werden die chemischen Einzelkomponenten on-line analysiert und die jeweiligen Konzentrationen optimiert und durch Nachdosierung auf dem jeweiligen Optimal-wert gehalten.


Ergebnisse und Diskussion

Die in der ursprünglichen Zielsetzung angestrebten Umwelt- und Wirtschaftlichkeitsfaktoren wurden ausnahmslos erreicht, ja sogar weit übertroffen. Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass die Nanofiltration an Keramikmembranen zur vollständigen Entfernung aller Verunreinigungen in der Lage ist. Die Durchführbarkeit einer Feuchtmittelaufbereitung und eines Messverfahrens für die Feuchtmittelkomponenten wurde nachgewiesen. Wie im Abschlussbericht zur 1. Projektphase dargelegt, wurde durch Reduktion des Chemikalieneinsatzes durch die erstmals mit diesem Projekt mögliche Messung und Regelung der Konzentration des chemischen Gesamtadditivs eine Halbierung des Chemikalienverbrauchs erreicht. Offen-sichtlich führt der minimierte Chemikalieneinsatz zu einer Reduktion der durch Klebewirkung gekennzeichneten Verschmutzung der Druckmaschine mit der positiven wirtschaftlichen Folge, dass die Papierbahnrisse drastisch reduziert werden können. Ferner wird durch Reduktion des Chemikalieneinsatzes offensichtlich der bisher häufig beobachtete Eintrag von Farben in das Feuchtwerk der Druckmaschine na-hezu vollständig vermieden. Im Ergebnis weisen die Zeitintervalle und die Kosten für den Wechsel des Feuchtwassers und die Entsorgung des Feuchtwassers jeweils um den Faktor sechs günstigere Werte auf. Die Erfolge sind im Einzelnen im Abschlußbericht dargestellt.
In einem zweiten Projektabschnitt wurde das Mess- und Regelungssystem für die Erfassung der chemischen Einzelkomponenten weiterentwickelt. Anfängliche Schwierigkeiten in der Reproduzierbarkeit führten zu der wichtigen, erstmaligen Erkenntnis, dass die bisher gebräuchliche, exakte volumimetrische Dosierung der Rezepturkomponenten nicht zu einer gleichmäßigen, reproduzierbaren Zusammensetzung des frischen Feuchtwassers führt. Ursache hierfür ist, dass die industriell hergestellten chemischen Additive zum Teil reaktive Komponenten enthalten. Letzteres könnte auch für den Druckprozess negative Auswirkungen haben, da mit Instabilitäten der chemischen Zusammensetzung des Feuchtwassers gerechnet werden muss. Die weiteren Entwicklungsarbeiten wurden zunächst nur an nicht reaktiven chemischen Einzelkomponenten im Gesamtgemisch durchgeführt mit dem Ergebnis, dass eine reproduzierbare Erfassung nunmehr möglich ist.
Die praktische Erprobung der on-line Einzelkomponentenregelung wird im Praxiseinsatz an repräsentativen Rollendrucklinien in Phase II dieses Projektes durchgeführt. Letzteres ist zwischenzeitlich erfolgreich angelaufen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Vorstellung der Ergebnisse aus Phase I fand im Oktober 2004 vor dem Gutachtergremium statt.
Es bestehen rege Kontakte zu Druckereien und Feuchtmittelherstellern, um die Projektergebnisse zu verbreiten. Eine Präsentation zu den bisherigen Ergebnissen der im Rahmen dieses Projektes in Entwicklung befindlichen Prozessanalysesystems wurde erstellt. Ein Zwischenbericht sowie der Abschlußbericht zu Phase I liegen ebenfalls vor. Weitere Maßnahmen zur Ergebnisverbreitung bleiben der zweiten Projektphase vorbehalten.


Fazit

Aufgrund der alle Erwartungen übertreffenden Ergebnisse sowohl in umwelttechnischer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht wird das Projekt gemäß dem ursprünglich formulierten Umfang durchgeführt, um die nunmehr offensichtlichen und bedeutenden Erfolgsaussichten in vollem Umfang realisieren zu können.