СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВЕЖЕГО МОЮЩЕГО РАСТВОРА И ОБРАБОТКИ ИСПОЛЬЗОВАННОГО РАСТВОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА Российский патент 2001 года по МПК B41F35/00 B41F9/08 

Изобретения относятся к способу получения моющего раствора для удаления типографской краски, который содержит не менее 90% воды и добавки, и обработки отработанного моющего раствора после того, как он смешался с типографской краской одной или нескольких машин глубокой печати. Способ и устройство для его осуществления предназначены для работы по замкнутому циклу.

На формном цилиндре крепятся печатные формы машин глубокой печати, на которых выгравированы штрихи. Излишки типографской краски удаляются с клише печатных форм с помощью специального обтирочного цилиндра, который вращается в том же направлении, что и формный цилиндр. Нижняя часть обтирочного цилиндра расположена в специальной ванне с моющим раствором, которая снабжена щетками и ракелями для удаления типографской краски. С помощью форсунок на обтирочный цилиндр наносится специальный моющий раствор. Раствор, содержащий типографскую краску, удаляется из ванны моющего раствора как отработанный.

Известно устройство для непрерывной очистки обтирочного цилиндра в машине глубокой печати (US 5390598 A, 21.02.1995).

В настоящее время разработаны новые типографские краски, которые позволяют осуществлять способ удаления излишков краски с использованием водного раствора, который совершенно безвреден для окружающей среды. Известны такие новые типографские краски для машин глубокой печати (US 4966628 A, 30.10.1990). Такие типографские краски наряду с другими компонентами содержат экстракционные эфирные масла и пигменты.

Известен моющий раствор для удаления типографской краски, который состоит из водного раствора, содержащего от 1 до 5 мас.% едкого щелока, от 2 до 10 мас.% обычного моющего реагента, состоящего из фосфата щелочи, и от 1 до 10 мас. % увлажнителя. В частности, этот водный раствор содержит от 1,5 до 2,5 мас.% каустической соды NaOH, от 2 до 5 мас.% фосфата натрия Na₃(PO)₄ и от 1 до 3 мас.% сульфированного касторового масла (DE 1546776 A, 19.11.1970).

Известен также моющий раствор для удаления типографской краски, представляющий собой водный раствор, в состав которого входят от 1 до 5 мас.% крепкой щелочи, так, например, как гидрооксид калия или гидрооксид натрия, или крепкий водный раствор аммиака, примерно от 2 до 10 мас.% детергента, например полифосфата натрия, и примерно от 0,3 до 10 мас.% увлажнителя, например сульфированного касторового масла (US 3389656 A, 25.06.1968).

Известно устройство для получения свежего моющего раствора и обработки отработанного моющего раствора, содержащее по крайней мере бак свежего раствора, бак отработанного раствора для регенерации отработанного моющего раствора и аппарат ультрафильтрации (EP 0636401 A2, 01.02.1995).

Недостатки известных решений состоят в том, что обработанный и направленный в городскую канализацию остаточный раствор содержит большое количество солей. В состав этих солей входят, в основном, хлориды, образующиеся из продуктов флокуляции и нейтрализации, а также сульфаты, если для нейтрализации использовалась серная кислота.

Наличие больших количеств хлоридов и/или сульфатов, определяющих химическую потребность раствора в кислороде, которая может быть снижена значительно, но не полностью, является серьезной проблемой для многих стран.

Более того, в зависимости от количества используемых печатных машин меняется потребление воды и количество продуктов флокуляции. Наконец, отработанная и направленная в городскую канализацию вода имеет биологическую способность поглощать кислород.

Задачей изобретения является создание способа и устройства с использованием замкнутого цикла, в котором, в частности, основная часть воды и продуктов флокуляции в контуре подлежит восстановлению из отработанного моющего раствора, который повторно используется для получения свежего моющего раствора и не сбрасывается в городскую канализацию. Таким образом, количество потребляемой воды и продуктов флокуляции в данном способе может быть значительно снижено и останутся только сухие отходы, которые могут быть обработаны позже с учетом норм защиты окружающей среды.

Этот технический результат в способе изготовления свежего моющего раствора, содержащего не менее 90% воды и добавки, и обработки названного раствора, смешанного с типографской краской одной или нескольких машин глубокой печати, достигается тем, что он состоит из следующих этапов:
а) получение моющего раствора для удаления типографской краски;
б) заполнение одной или нескольких ванн с названным моющим раствором и смешивание раствора с типографской краской;
в) ультрафильтрация отработанного моющего раствора, поступающего из одной или нескольких названных ванн с моющим раствором, получение чистого раствора и концентрированного остатка;
г) возврат чистого раствора в контур свежего моющего раствора;
д) флокуляция концентрированного остатка, полученного после ультрафильтрации;
е) фильтрация раствора, полученного после флокуляции, с получением сухих отходов и фильтрата;
ж) нейтрализация фильтрата кислотой;
з) выпаривание нейтрализованного раствора с получением концентрированного соляного раствора и дистиллированной воды;
и) использование дистиллированной воды для получения свежего моющего раствора для удаления типографской краски;
к) фильтрация концентрированного соляного раствора с получением твердых солей и жидкого остатка.

Данный способ позволяет также избежать использования активированного угля для коррекции химической потребности раствора в кислороде.

Полученный при фильтрации концентрированного соляного раствора жидкий остаток используют повторно для выполнения этапа флокуляции.

Свежий моющий раствор содержит смягченную воду, сульфинированное касторовое масло и каустическую соду NaOH.

Свежий моющий раствор содержит 98,5% воды, 1% каустической соды NaOH и 0,5% сульфированного касторового масла.

Флокуляцию выполняют путем добавления хлорида кальция CaCl₂ и хлорида железа FeCl₃.

Нейтрализацию выполняют с добавлением соляной или серной кислоты.

Способ содержит второй последовательный этап ультрафильтрации.

Способ содержит второй последовательный этап выпаривания.

Указанный технический результат в устройстве для получения свежего моющего раствора и обработки отработанного моющего раствора, содержащем по крайней мере бак свежего раствора, бак отработанного раствора для регенерации отработанного моющего раствора и аппарат ультрафильтрации, достигается тем, что оно содержит емкость ультрафильтрации, с которой соединен аппарат ультрафильтрации и в которую из бака отработанного раствора поступает отработанный моющий раствор, емкость флокуляции, в которой происходит флокуляция остатка, фильтр-пресс для фильтрации остатка после флокуляции, бак фильтрата, куда поступает раствор после фильтр-пресса, емкость нейтрализации для нейтрализации фильтрата, за которой расположен бак нейтрализованного раствора, выпарной аппарат, в который поступает нейтрализованный раствор из бака нейтрализованного раствора, бак дистиллята, в который поступает вода из выпарного аппарата, бак концентрированного соляного раствора, в который поступает соляной раствор из выпарного аппарата, систему фильтрации, в которой фильтруется концентрированный соляной раствор с получением сухой соли и остатка, и насосное оборудование для транспортирования названных растворов и отходов из одних названных емкостей в другие, при этом аппарат ультрафильтрации содержит выпускной патрубок для транспортировки чистого раствора, который связан с баком свежего раствора, и выпускной патрубок для транспортировки концентрированного остатка, который связан с баком концентрированного раствора.

Устройство содержит средства для передачи фильтрата жидкого остатка из системы фильтрации в емкость флокуляции.

Устройство содержит емкость с водой, в которую поступает смягченная вода из умягчителя и дистиллированная вода из бака дистиллята, и емкость для получения свежего моющего раствора, которая связана с баком свежего раствора.

Свежий моющий раствор содержит смягченную воду, сульфированное касторовое масло и каустическую соду NaOH.

Свежий моющий раствор содержит 98,5% воды, 1% каустической соды NaOH и 0,5% сульфированного касторового масла.

Устройство содержит средства введения хлорида кальция CaCl₂ и хлорида железа FeCl₃ в емкость флокуляции.

Устройство содержит средства введения соляной кислоты или серной кислоты в емкость нейтрализации.

Устройство содержит вторую емкость ультрафильтрации и второй аппарат ультрафильтрации, расположенный после названного аппарата ультрафильтрации и имеющий выходной патрубок, связанный с баком свежего раствора.

Устройство содержит второй выпарной аппарат, включенный после названного выпарного аппарата, в котором емкость дистиллята получает воду из второго выпарного аппарата.

На фиг. 1 изображена блок-диаграмма способа для получения и повторного использования моющего раствора; на фиг. 2 - блок- диаграмма устройства для осуществления способа.

Блок-диаграмма на фиг. 1 содержит: а) получение свежего моющего раствора; б) бак моющего раствора; в) ультрафильтрация; д) флокуляция; е) фильтрация; ж) нейтрализация; з) выпаривание; и) дистиллированная вода; к) фильтрация.

33 - смягченная вода; 25 - каустическая сода NaOH; 24 - сульфированное касторовое масло; 31 - хлорид железа FeCl₃; 32 - хлорид кальция CaCl₂; 34 - свежий моющий раствор; 35 - отработанный раствор; 36 - сухой остаток; 37 - соляная кислота HCl; 38 - концентрированный соляной раствор; 39 - соли.

Блок-диаграмма устройства на фиг. 2 содержит: 1 - бак отработанного раствора; 2 - первая емкость ультрафильтрации; 3 - первый аппарат ультрафильтрации: 4 - вторая емкость ультрафильтрации; 5 - второй аппарат ультрафильтрации; 6 - бак концентрированного раствора; 7 - емкость флокуляции; 8 - фильтр-пресс; 9 - бак фильтрата; 10 - емкость нейтрализации; 11 - бак нейтрализованного раствора; 12 - первый выпарной аппарат; 13 - бак соляного раствора; 14 - второй выпарной аппарат; 15 - бак концентрированного соляного раствора; 16 - система фильтрации; 17 - бак дистиллята; 18 - умягчитель воды; 19 - бак с водой; 20 - получение свежего моющего раствора; 21 - бак свежего моющего раствора; 22 - бак моющего раствора; 23 - городской водопровод; 24 - сульфированное касторовое масло; 25 - едкий щелок NaOH; 26 - свежий раствор; 27 - отработанный раствор; 28 - соли; 29 - соляная кислота HCl; 30 - сухие отходы; 31 - хлорид железа FeCl₃; 32 - хлорид кальция CaCl₂.

Способ по данному изобретению описан с использованием фиг. 1.

Предпочтительно, чтобы свежий моющий раствор содержал составляющие компоненты в следующих количествах:
- смягченная вода - 98,5%;
- каустическая сода NaOH - 1%;
- сульфированное касторовое масло - 0,5%.

Моющий раствор может также содержать некоторое количество детергента.

На этапе (а) настоящего способа свежий моющий раствор получают путем смешивания воды, каустической соды и сульфированного касторового масла.

На этапе (б) настоящего способа полученный моющий раствор заливается в одну или несколько ванн моющего раствора.

Затем отработанный моющий раствор из одной или нескольких ванн с моющим раствором сливается в установку ультрафильтрации для осуществления способа по пункту (в). На этом этапе (в) получают чистый раствор, который затем используется повторно по пункту (г) как свежий моющий раствор, и концентрированный остаток, содержащий типографскую краску. Этот этап ультрафильтрации позволяет восстановить около 80% раствора. Концентрированный осадок поступает на этап флокуляции (д). Флокуляция выполняется путем введения хлорида кальция CaCl₂ и хлорида железа FeCl₃.

Затем раствор, полученный в способе флокуляции, фильтруется по этапу (е) с получением сухих отходов и фильтрата.

По этапу (ж) осуществляют нейтрализацию фильтрата путем введения соляной кислоты HCl.

Нейтрализованный раствор поступает на этап выпаривания (з), на котором получают дистиллированную воду и концентрированный соляной раствор. Дистиллированная вода регенерируется для использования в способе приготовления свежего моющего раствора по этапу (и), где концентрированный соляной раствор фильтруется по этапу (к) с получением обычных сухих солей и концентрированного соляного раствора, который повторно используется в способе флокуляции по этапу (д).

Дистиллированная вода поступает в емкость, где она смешивается со смягченной водой городского водопровода. При добавлении сульфированного касторового масла и каустической соды NaOH в пропорциях, указанных в примере выше, эта смесь используется для приготовления свежего моющего раствора.

Поскольку почти вся вода в этом способе используется повторно, то потребление воды, отбираемой из городского водопровода, невелико, и вода необходима только для компенсации потерь.

Более того, при рассмотрении стрелок на выходе блок-диаграммы фиг. 2 должно быть ясно, что не используются повторно только сухие отходы, в то время как жидкость рециркулируется по замкнутому циклу.

На фиг. 2 представлен пример устройства для осуществления способа.

Устройство содержит емкость 1 для отработанного раствора, через которую отработанный раствор проходит и поступает в первую емкость ультрафильтрации 2, из которой он затем поступает в первый аппарат ультрафильтрации 3. Чистый раствор, выходящий из первого ультрафильтрационного аппарата 3, поступает в бак чистого раствора 21, откуда он отбирается для использования в качестве свежего моющего раствора, в то время как концентрированный остаток, поступающий из первого ультрафильтрационного аппарата 3, переводится во вторую ультрафильтрационную емкость 4, а из нее - во второй ультрафильтрационный аппарат 5. Чистый раствор, поступающий из второго ультрафильтрационного аппарата 5, также поступает в бак чистого раствора 21, откуда от отбирается для повторного использования как свежий моющий раствор, в то время как концентрированный остаток, поступающий из второго ультрафильтрационного аппарата 5, переводится в бак концентрированного раствора 6. Затем этот концентрированный остаток поступает в емкость флокуляции 7, где и осуществляется этап флокуляции. Емкость флокуляции 7 снабжена соответствующими средствами для введения хлорида кальция CaCl₂ и хлорида железа FeCl₃. Эти средства включают по крайней мере емкость и насос-дозатор для каждого вводимого состава. Раствор после флокуляции поступает в фильтр-пресс 8, который отделяет сухие отходы от раствора. Фильтрат хранится в баке фильтрата 9. Этот фильтрат поступает в емкость нейтрализации 10, где он нейтрализуется с добавлением соляной кислоты, и регенерируется в баке нейтрализованного раствора 11. Для этой цели емкость нейтрализации 10 снабжена средствами подачи соляной кислоты. В состав этих средств входят по крайней мере емкость и насос-дозатор. Раствор из бака нейтрализованного раствора 11 подается в первый выпарной аппарат 12, а пар, полученный в этом первом выпарном аппарате 12, поступает в бак дистиллята 17, где он превращается в воду, в то время как соляной раствор поступает в бак соляного раствора 13 и затем во второй выпарной аппарат 14. Пар, полученный во втором выпарном аппарате 14, также поступает в бак дистиллята 17, в то время как концентрированный соляной раствор направляется в бак концентрированного соляного раствора 15 и затем в систему фильтрации, из которой выходит сухая соль и жидкий остаток, который с помощью соответствующих средств, например насоса, снова поступает в емкость флокуляции 7. Из бака дистиллята 17 вода поступает в емкость с водой 19, в которой находится водопроводная вода, прошедшая водоумягчитель 18, затем как смягченная вода, так и дистиллированная вода, поступают в бак-смеситель моющего раствора 20, где при добавлении сульфированного касторового масла и каустической соды идет приготовление свежего моющего раствора. Затем свежий моющий раствор поступает в бак свежего раствора 21 и в конце концов возвращается в один или несколько баков отработанного раствора.

Для транспортировки рабочих растворов в различные баки установки предусмотрено насосное оборудование.

Различные примеры описаны в качестве вариантов в пределах возможной охраны. Например, пропорции составляющих моющего раствора могут немного меняться. Более того, в качестве кислоты для нейтрализации раствора может использоваться серная кислота.

Изобретения могут быть использованы для получения моющего раствора для удаления типографской краски, который содержит не менее 90% воды и добавки, и обработки обработанного моющего раствора после того, как он смешался с типографской краской одной или нескольких машин глубокой печати. Способ осуществляют с помощью устройства, имеющего по крайней мере бак свежего раствора, бак отработанного раствора для регенерации отработанного моющего раствора, аппарат ультрафильтрации и емкость ультрафильтрации, с которой соединен аппарат ультрафильтрации и в которую из бака обработанного раствора поступает отработанный моющий раствор. В емкости флокуляции происходит флокуляция остатка. В бак фильтрата поступает раствор после фильтр-пресса. За емкостью нейтрализации для нейтрализации фильтрата расположен бак нейтрализованного раствора. В выпарной аппарат поступает нейтрализованный раствор из бака нейтрализованного раствора, а в бак дистиллята - вода из выпарного аппарата. Из выпарного аппарата соляной раствор направляется в бак концентрированного соляного раствора. Соляной раствор фильтруется в системе фильтрации с получением сухой соли и остатка. Транспортирование названных растворов и отходов осуществляется с помощью насосного оборудования. Изобретения позволяют значительно снизить количество потребляемой воды и продуктов флокуляции и получить только сухие отходы, которые могут быть затем обработаны с учетом норм защиты окружающей среды. 2 с. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ изготовления свежего моющего раствора, содержащего не менее 90% воды и добавки, и обработки названного раствора, смешанного с типографической краской одной или несколько машин глубокой печати, характеризующийся тем, что он состоит из следующих этапов: а) получение моющего раствора для удаления типографской краски; б) заполнение одной или нескольких ванн с названным моющим раствором и смешивание моющего раствора с типографской краской; в) ультрафильтрация отработанного моющего раствора, поступающего из одной или нескольких названных ванн с моющим раствором, получение чистого раствора и концентрированного остатка; г) возврат чистого раствора в контур свежего моющего раствора; д) флокуляция концентрированного остатка, полученного после ультрафильтрации; е) фильтрация раствора, полученного после флокуляции, с получением сухих отходов и фильтрата; ж) нейтрализация фильтрата кислотой; з) выпаривание нейтрализованного раствора с получением концентрированного соляного раствора и дистиллированной воды; и) использование дистиллированной воды для получения свежего моющего раствора для удаления типографской краски; к) фильтрация концентрированного соляного раствора с получением твердых солей и жидкого остатка. 2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что полученный при фильтрации концентрированного соляного раствора жидкий остаток используют повторно для выполнения этапа флокуляции. 3. Способ по п.1 или 2, характеризующийся тем, что свежий моющий раствор содержит смягченную воду, сульфированное касторовое масло и каустическую соду NаОН. 4. Способ по п.3, характеризующийся тем, что свежий моющий раствор содержит 98,5% воды, 1% каустической соды NаОН и 0,5% сульфированного касторового масла. 5. Способ по одному из пп.1 - 4, характеризующийся тем, что флокуляцию выполняют путем добавления хлорида кальция СаСl₂ и хлорида железа FеСl₃. 6. Способ по одному из пп.1 - 5, характеризующийся тем, что нейтрализацию выполняют с добавлением соляной или серной кислоты. 7. Способ по одному из пп.1 - 6, характеризующийся тем, что он содержит второй последовательный этап ультрафильтрации. 8. Способ по одному из пп.1 - 7, характеризующийся тем, что он содержит второй последовательный этап выпаривания. 9. Устройство для получения свежего моющего раствора и обработки отработанного моющего раствора, содержащее по крайней мере бак свежего раствора, бак отработанного раствора для регенерации отработанного моющего раствора и аппарат ультрафильтрации, отличающееся тем, что оно содержит емкость ультрафильтрации, с которой соединен аппарат ультрафильтрации и в которую из бака отработанного раствора поступает отработанный моющий раствор, емкость флокуляции, в которой происходит флокуляция остатка, фильтр-пресс для фильтрации остатка после флокуляции, бак фильтрата, куда поступает раствор после фильтр-пресса, емкость нейтрализации для нейтрализации фильтрата, за которой расположен бак нейтрализованного раствора, выпарной аппарат, в который поступает нейтрализованный раствор из бака нейтрализованного раствора, бак дистиллята, в который поступает воды из выпарного аппарата, бак концентрированного соляного раствора, в который поступает соляной раствор из выпарного аппарата, систему фильтрации, в которой фильтруется концентрированный соляной раствор с получением сухой соли и остатка, и насосное оборудование для транспортирования названных растворов и отходов из одних названных емкостей в другие, при этом аппарат ультрафильтрации содержит выпускной патрубок для транспортировки чистого раствора, который связан с баком свежего раствора, и выпускной патрубок для транспортировки концентрированного остатка, который связан с баком концентрированного раствора. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что оно содержит средства для передачи фильтрата жидкого остатка из системы фильтрации в емкость флокуляции. 11. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что оно содержит емкость с водой, в которую поступает смягченная вода из умягчителя и дистиллированная вода из бака дистиллята, и емкость для получения свежего моющего раствора, которая связана с баком свежего раствора. 12. Устройство по пп.9 - 11, отличающееся тем, что свежий моющий раствор содержит смягченную воду, сульфированное касторовое масло и каустическую соду NаОН. 13. Устройство по одному из пп.9 - 12, отличающееся тем, что свежий моющий раствор содержит 98,5% воды, 1% каустической соды NаОН и 0,5% сульфированного касторового масла. 14. Устройство по одному из пп.9 - 13, отличающееся тем, что оно содержит средства введения каустической соды NаОН и сульфированного касторового масла в емкость для получения свежего моющего раствора. 15. Устройство по одному из пп.9 - 14, отличающееся тем, что оно содержит средства введения хлорида кальция СаСl₂ и хлорида железа FеСl₃ в емкость флокуляции. 16. Устройство по одному из пп.9 - 15, отличающееся тем, что оно содержит средства введения соляной кислоты или серной кислоты в емкость нейтрализации. 17. Устройство по одному из пп.9 - 16, отличающееся тем, что оно содержит вторую емкость ультрафильтрации и второй аппарат ультрафильтрации (5), расположенный после названного аппарата ультрафильтрации (3) и имеющий выходной патрубок, связанный с баком свежего раствора. 18. Устройство по одному из пп.9 - 17, отличающееся тем, что оно содержит второй выпарной аппарат (14), включенный после названного выпарного аппарата (12), в котором емкость дистиллята получает воду из второго выпарного аппарата.