VDI 4075 Blatt 4-2012 Cleaner Production (PIUS) - Printing (sheet-fed offset).pdf

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1、 ICS 13.020.30, 37.100.10 VDI-RICHTLINIEN November 2012 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Produktionsintegrierter Umweltschutz (PIUS) Druckereien (Beispiel Bogenoffsetdruck) Cleaner Production (PIUS) Printing (sheet-fed offset) VDI 4075 Blatt 4 / Part 4 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Die deut

2、sche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this guideline shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI-Gesellschaft Energie und Umwelt (GEU) Fachbereich Ressourcenmanagement in der Energie- und Umwelttechnik VDI-H

3、andbuch Ressourcenmanagement in der Umwelttechnik VDI-Handbuch Produktionstechnik und Fertigungsverfahren, Band 1: Grundlagen und Planung Vervielfltigungauch fr innerbetrieblicheZweckenichtgestattet/Reproduction even for internalusenotpermittedFrhereAusgabe:07.11Entwurf, deutschFormeredition:07/11Dr

4、aft,inGerman onlyZubeziehendurch/AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772BerlinAlleRechtevorbehalten /All rightsreservedVereinDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2012Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 4 2 Vorgehensweise 4 2.1 Schritt 1 Festlegung der Wirkungsgrenze

5、n . 4 2.2 Schritt 2 Identifikation der typischen Ein- und Ausgangsstrme 5 2.3 Schritt 3 Feststellung der Rahmenbedingungen 5 2.4 Schritt 4 Auswahl und Darstellung der Ein- und Ausgangsstrme 5 2.5 Schritt 5 Analyse des PIUS-Potenzials . 10 2.6 Schritt 6 Darstellung des Verbesserungspotenzials durch P

6、IUS im Vergleich zur Istsituation anhand von Anwendungsbeispielen . 23 3 Praxisbeispiele 23 3.1 Beispiel 1 Umstellung auf alkoholfreien Offsetdruck 24 3.2 Beispiel 2 Wrmerckgewinnung . 24 3.3 Beispiel 3 Ressourcenschonung durch optimale Farbwerkstemperierung und Waschmitteleinrichtung sowie Wrmerckg

7、ewinnung . 25 3.4 Beispiel 4 Umstellung auf CtP-Verfahren 25 4 Weiterfhrende Literatur und Links 27 Anhang Liste relevanter umweltrechtlicher Vorgaben fr Druckereien 30 Schrifttum 34 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 4 2 Procedure 4 2.1 Step 1 Define the scope 4 2.2 Step 2 Identify typic

8、al input and output flows . 5 2.3 Step 3 Determine the relevant framework 5 2.4 Step 4 Select and represent the input and output flows 5 2.5 Step 5 Analyse the Cleaner Production potential . 10 2.6 Step 6 Represent the improvement potential of Cleaner Production compared to the actual situation by m

9、eans of application examples 23 3 Practical examples . 23 3.1 Example 1 Changeover to alcohol-free offset printing . 24 3.2 Example 2 Heat recovery 24 3.3 Example 3 Resource protection through optimal inking-unit temperature control, efficient washing system and heat recovery . 25 3.4 Example 4 Chan

10、geover to CtP technique 25 4 Further literature and links 27 Annex List of relevant German environmental acts, ordinances, rules and regulations pertaining to printing shops . 31 Bibliography 34B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EE8FD9NormCD - Stand 2012-11 2 VDI 4075 Blatt 4 / Part 4 Alle Rech

11、te vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzun

12、g, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser V

13、DI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/4075. Preliminary note The content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the guide

14、line VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this guideline without infringement of copyright is permitted subject to the lice

15、nsing con-ditions specified in the VDI Notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this guideline. A catalogue of all available parts of this series of guidelines can be accessed on the internet at www.vdi.de/4075. Einleitung Der Offsetdruck ist

16、 das Standarddruckverfahren schlechthin fr Drucksachen auf Papier, von der Visitenkarte ber Werbebltter und Broschren bis hin zu Zeitungen, Magazinen und Bchern. Dar-ber hinaus gibt es zahlreiche Anwendungsvarian-ten, z. B. fr Verpackungen, Schilder und Gehuse. In Deutschland existieren rund 10 000

17、Druckereien, davon ber 80 % der Gruppe der kleinen und mitt-leren Unternehmen (KMU) zugehrigen Bogenoff-setdruckereien. Die grundlegenden Prozessstufen in einer konventionell arbeitenden Offsetdruckerei sind in Bild 1 dargestellt. Bild 1. Offsetdruck (fett markiert: umwelt- und PIUS-relevant) Die Dr

18、uckindustrie erlebt seit Jahren einen Tech-nologie- und Strukturwandel. Geprgt ist diese Entwicklung von der Durchdringung des gesamten Druckprozesses durch digitale Datenverarbeitungs- und Abbildungsverfahren, die nach einer anfngli-chen Beschrnkung auf die Druckvorstufe in zu-nehmendem Ma die gesa

19、mte Prozesskette erfas-sen und bereits in einigen Bereichen das Offset-Introduction Offset printing is the standard printing technique par excellence for printed papers, its applications ranging from business cards to marketing flyers and brochures to newspapers, magazines and books. There are numer

20、ous further application variants, e.g. for packagings, labels and boxes. About 10 000 printing shops are in business in Germany, 80 % of which are small and medium-sized enterprises (SMEs) specialising in sheet-fed offset printing. The fundamental process steps in a conventional offset printing shop

21、 are illustrated in Figure 1. Figure 1. Offset printing (bold face: relevant to environment and Cleaner Production) In recent years, the printing industry has undergone a change in both technology and structure. This development has been characterised by the entire printing process becoming pervaded

22、 by digital data processing and imaging techniques; initially lim-ited to the prepress stage, they are gradually taking over the entire process chain and, in some areas, the offset technique itself has already been re-B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EE8FD9NormCD - Stand 2012-11All rights res

23、erved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 VDI 4075 Blatt 4 / Part 4 3 Verfahren selbst durch digitale Druckverfahren verdrngt haben. Parallel zu dieser technologischen Entwicklung ist im Markt eine deutliche Verschie-bung hin zu kleinen, mehr- oder vollfarbigen und kurzfristig terminier

24、ten Druckauftrgen zu ver-zeichnen. Diese Entwicklung stellt eine unternehmerische Herausforderung fr jede Druckerei dar und bietet auch fr den Produktionsintegrierten Umwelt-schutz (PIUS) neue Ansatzpunkte mit hohem Op-timierungspotenzial. Erfolgversprechende Ma-nahmen sind hier besonders die Verkrz

25、ung der Prozessketten (z. B. Einsparung der Filmbelichtung und -entwicklung durch direkte Belichtung der Druckplatten), die Einrichtung durchgngig ver-netzter Produktionsstrukturen in allen Betriebsbe-reichen, der Einsatz neuer Technologien zur effizi-enteren Herstellung spezieller Produkte (z. B. D

26、igi-taldruck fr vollfarbige Kleinauflagen) und die Bereitstellung von im Druckprozess generierten Daten zur Verwendung in anderen Medienberei-chen (z. B. Druckdaten zur CD-ROM-Produktion). Neben den sich neu ergebenden Mglichkeiten bleibt die Optimierung konventioneller“ Prozesse durch PIUS-Manahmen

27、 von unverminderter Be-deutung. Die Senkung der VOC-Emissionen (Vola-tile Organic Compounds = organische Verbindun-gen) durch alkoholarmen, alkoholfreien oder auch wasserlosen Offset, die Schlieung von Wasser-kreislufen bei der Film- und Druckplattenent-wicklung sowie der Farbwerkstemperierung und d

28、ie Abwrmenutzung seien hier als Beispiele ge-nannt. Manahmen in Druckereien, die mit dem Einsatz von Lsemitteln einhergehen, stehen mit der Dis-kussion ber die schdlichen Gesundheits- und Umweltauswirkungen der VOC in Bezug. Die 2004 aktualisierte EU-Richtlinie VOC 2004/42/EG sowie die ChemVOCFarbV

29、(Lsemittelhaltige Farben- und Lacke-Verordnung) als deren Umset-zung in deutsches Recht betreffen allerdings die hier betrachteten Bogenoffsetdruckereien nicht. Sie gelten aber fr Druckverfahren wie Heatset-Rollenoffset oder Rotationstiefdruck, wo sie wie die 31. BImSchV (Verordnung zur Begrenzung d

30、er Emissionen flchtiger organischer Verbindungen bei der Verwendung organischer Lsemittel in bestimmten Anlagen) ab einem Schwellenwert von 15 t und 25 t Lsemittelverbrauch pro Jahr zu be-achten sind. PIUS-Manahmen bieten im Bereich des Offset-drucks ein groes Potenzial zur Kostenreduktion durch Ver

31、meidung von Abfllen und Emissionen sowie Wasser- und Energieeinsparung. In dieser Richtlinie wird eine Auswahl von Lsungsanstzen placed by digital printing techniques. This techno-logical development has been accompanied by a significant shift in the market towards small, multi-colour or full-colour

32、, printing jobs with short dead-lines. This development presents an entrepreneurial chal-lenge to each individual printing shop while at the same time offering new starting points for Cleaner Production, with large potentials for optimisation. Particularly promising measures include shortening the p

33、rocess chains (e.g. by eliminating film expo-sure and development through direct exposure of the printing plate), establishing thoroughly net-worked production structures in all areas of an enterprise, using new technologies for a more effi-cient production of special products (such as digi-tal prin

34、ting of short-run full-colour prints) and the provision of the data generated during the printing process to other media sectors (e.g. printing data for CD-ROM production). In addition to the new options arising, the impor-tance of optimising “conventional” processes through Cleaner Production measu

35、res remains undiminished. Reducing VOC (volatile organic compounds) emissions by means of low-alcohol, alcohol-free or even waterless offset printing tech-niques, closing the water loops in film and print-ing-plate development, and inking-unit tempera-ture control and waste heat utilisation are some

36、 examples. Measures involving the use of solvents in printing shops are discussed in view of the harmful effects of VOCs on health and environment. However, the EU Directive VOC 2004/42/EC revised in 2004 and its implementation into German legislation, the ChemVOCFarbV (Solvent-Containing Paints and

37、 Varnishes Ordinance) are not relevant to the sheet-fed offset printing shops considered in this guide-line. They do apply, though, to printing techniques such as heatset web offset or rotogravure where they, as well as the 31. BImSchV (German ordi-nance regarding the reduction of VOC emissions resu

38、lting from the use of organic solvents in spe-cific installations) have to be observed when the annual solvent use exceeds a threshold of 15 t or 25 t, respectively. Cleaner Production measures in offset printing offer a large potential for cost reduction by avoid-ing waste and emissions, and by sav

39、ing water and energy. This guideline presents a selection of ap-proaches for implementing Cleaner Production in B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EE8FD9NormCD - Stand 2012-11 4 VDI 4075 Blatt 4 / Part 4 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 zur Realisierung v

40、on PIUS in Druckereien erlutert und anschlieend an ausgewhlten Beispielen aus der betrieblichen Praxis konkretisiert. Bei diesen Beispielen wird deutlich: PIUS ist nicht nur gut fr die Umwelt, er rechnet sich auch! printing shops, which are then illustrated through practical examples. These case stu

41、dies demon-strate: Not only does Cleaner Production serve the environment, it is also economically reasonable! 1 Anwendungsbereich Das Ziel dieser Richtlinie ist es, einen berblick ber die konomischen und kologischen Optimie-rungsmanahmen in Druckereien zu geben. Dabei folgt die Optimierung der schr

42、ittweisen, systemati-schen Vorgehensweise der Richtlinie VDI 4075 Blatt 1. Mit der Richtlinie VDI 4075 Blatt 4 wer-den in erster Linie Praktiker aus Druckereien ange-sprochen, die mit den Druckverfahren und den Betriebsablufen in Druckereien vertraut sind. PIUS hat in Druckereien eine besondere Bede

43、u-tung, weil es sich dort um Produktionsverfahren mit hohem Potenzial zur Energie- und Materialein-sparung sowie zur Emissions- und Abfallreduzie-rung handelt. Auch gibt es viele Mglichkeiten Ersatzstoffe einzusetzen, die weniger gefhrlich fr Gesundheit und Umwelt sind. PIUS-Potenziale gibt es beson

44、ders in den Bereichen Druckvorstufe, Druckfarben, Druckmaschinenreinigung, Druck-maschinen und Papierhandling. Es werden sowohl einfache als auch weiterfhren-de PIUS-Manahmen vorgestellt, sodass viele Druckereien von den Vorschlgen profitieren kn-nen. Dabei steht der Bogenoffsetdruck im Vorder-grund

45、, da dieser vom weit berwiegenden Teil der Druckereien angewendet wird. Die Vorgehenswei-se und die meisten der aufgefhrten PIUS-Manahmen sind jedoch auch bei anderen Druck-verfahren anwendbar. 1 Scope This guideline aims to present an overview of eco-nomic and ecological optimisation measures to be

46、 taken in printing shops. The optimisation follows the systematic, step-by-step procedure laid out in the guideline VDI 4075 Part 1. The guideline VDI 4075 Part 4 primarily addresses practitioners in printing shops, who are familiar with the print-ing techniques and operating procedures in printing

47、shops. Cleaner Production is of particular relevance in printing shops, as the production techniques used offer a high potential for saving energy and mate-rial and for reducing emissions and waste. There is also a multitude of options for replacing substances harmful to health and environment by le

48、ss harmful substances. Particular Cleaner Production potentials lie in the fields of prepress, printing inks, printing-press cleaning, the printing presses and paper han-dling. Simple as well as advanced Cleaner Production measures are presented, allowing many printing shops to profit from the guide

49、line. Sheet-fed offset is the main focus, given that this technique is ap-plied by the vast majority of printing shops. The procedure and the most of the Cleaner Production techniques presented are also applicable to other printing techniques. 2 Vorgehensweise Um das PIUS-Potenzial eines Unternehmens zu erkennen und die relevantesten Ansatzpunkte fr PIUS-Manahmen zu ermitteln, sind die Ein- und Ausgangsstrme jeweils bezglich Mengen und Kosten zu