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Dokumentenidentifikation DE10163341A1 10.07.2003
Titel Vorrichtung und Verfahren zum Reinigen von verschmutztem Reinigungsmittel von Druckmaschinen
Anmelder Ludwig E. Betz GmbH Druckmaschinentechnik, 97828 Marktheidenfeld, DE
Erfinder Dürrnagel, Claus, 65307 Bad Schwalbach, DE;
Betz, Ludwig E., 97828 Marktheidenfeld, DE
Vertreter Samson & Partner, Patentanwälte, 80538 München
DE-Anmeldedatum 21.12.2001
DE-Aktenzeichen 10163341
Offenlegungstag 10.07.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.07.2003
IPC-Hauptklasse B03D 3/06
IPC-Nebenklasse B03B 7/00   B01D 36/04   B41F 35/00   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von verschmutztem Reinigungsmittel (28) einer Druckmaschine (2), welches Wasser (50), Lösemittel (48) und Feststoffe, wie zum Beispiel Farbrückstände und Papierfaser, enthält, mit einem Sedimentierbehälter (14) zum Sammeln und zum zumindest teilweisen Trennen von Wasser (50) und Lösemittel (48) des zugeführten zu reinigenden Reinigungsmittels (30), dadurch gekennzeichnet, daß dem Sedimentierbehälter (14) ein Dickschlammabscheider (24) zum mechanischen Abscheiden der Feststoffe aus dem Reinigungsmittel (28) vorgeschaltet ist, wobei der Filterkuchen einen Dickschlamm (32) ergibt. Die Erfindung ist auch auf ein entsprechendes Verfahren zum Abscheiden von Dickschlamm (32) durch Filtern von Feststoffen aus einem verschmutzten Reinigungsmittel (28) einer Druckmaschine (2) gerichtet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft das Reinigen von flüssigen Abfällen von Druckereien, und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Filtern von Feststoffen aus einem verschmutzten Reinigungsmittel einer Druckmaschine.

Die verschiedenen Walzen einer Druckmaschine werden in der Regel mit speziellen Reinigungsmitteln abgespült, um sie von Farbrückständen etc. zu befreien. Um zu verhindern, daß die dabei entstehenden flüssigen Abfälle als Sondermüll entsorgt werden müssen, wird das verschmutzte Reinigungsmittel noch in der Druckerei so aufbereitet, daß es einerseits als Abwasser in die Kanalisation geleitet werden kann und andererseits das im Reinigungsmittel enthaltene flüssige Lösemittel möglichst wiedergewonnen werden kann.

Maßnahmen zur Wiederaufbereitung der flüssigen Abfälle von Druckereien sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. In DE 42 29 311 C1 wird beispielsweise vorgeschlagen, in jedem Druckwerk einer Druckmaschine einen Vorfilter zu integrieren, der das Feuchtwasser von Verunreinigungen wie Farbpartikeln und Papierfasern, reinigt.

Um das in dem verschmutzten Reinigungsmittel enthaltene Wasser und Lösemittel voneinander zu trennen, wird in DE 197 38 049 A1 vorgeschlagen, die flüssigen Abfälle in einen Sedimentierbehälter zu geben, in dem nach einer zumindest teilweisen Sedimentation die obere Fraktion der flüssigen Abfälle, welche das Lösemittel enthält, durch eine Mikrofiltrationsanlage geleitet wird, wodurch wiederverwertbares Lösemittel zurückgewonnen wird. Die untere Fraktion des Sedimentierbehälters, welche das Wasser enthält, wird abgezogen, in einen Ausflockungsbehälter gegeben und mit einem Reaktionsmittel versetzt. Während die ausgeflockten Reststoffe durch Filterung zurückgehalten werden, wird die gefilterte Fraktion als Abwasser in ein Abwasserkanalsystem eingeleitet.

Die aus der Druckmaschine abfließenden flüssigen Abfälle sind jedoch in der Regel sehr stark mit Farbe und Papierstaub beladen. Diese hohe Schmutzbeladung ist für eine anschließende Filtration einerseits des im flüssigen Abfall befindlichen Wassers und andererseits zur filterbasierten Rückgewinnung des Lösemittels nachteilig, da sich die Filterstandszeiten der beteiligten Filter dadurch verringern. Die Filtereinsätze müssen demnach z. B. häufiger gewechselt werden. Die Feststoffe des verschmutzten Reinigungsmittels können außerdem zum vorzeitigen Verblocken der Mikrofiltereinsätze führen. Auch setzen sich die Feststoffe in Form von Schlamm am Boden des Sedimentierbehälters ab, der deshalb häufig entleert und gereinigt werden muß, was wiederum zum Stillstand der Aufbereitungsanlage führen kann.

Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, die durch Ausgestaltung und Anordnung von geeigneten Filtern die Qualität und Effizienz der Wiederaufbereitung von flüssigen Abfällen aus Druckmaschinen verbessern.

Die Erfindung stellt gemäß einem ersten Aspekt Vorrichtung zum Reinigen von verschmutztem Reinigungsmittel einer Druckmaschine, welches Wasser, Lösemittel und Feststoffe, wie zum Beispiel Farbrückstände und Papierfaser, enthält, mit einem Sedimentierbehälter zum Sammeln und zum zumindest teilweisen Trennen von Wasser und Lösemittel des zugeführten zu reinigenden Reinigungsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sedimentierbehälter ein Dickschlammabscheider zum mechanischen Abscheiden der Feststoffe aus dem Reinigungsmittel vorgeschaltet ist, wobei der Filterkuchen einen Dickschlamm ergibt.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Erfindung auf ein Verfahren zum Abscheiden von Dickschlamm durch Filtern von Feststoffen aus einem verschmutzten Reinigungsmittel einer Druckmaschine, welches Wasser, Lösemittel und Feststoffe, wie zum Beispiel Farbrückstände und Papierstaub, enthält, bei dem das verschmutzte Reinigungsmittel gesammelt und zumindest teilweise in Wasser und Lösemittel sedimentiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Sammeln und Sedimentieren Feststoffe aus dem Reinigungsmittel mittels eines Dickschlammabscheiders mechanisch abgeschieden werden, wobei die abgeschiedenen Feststoffe einen Dickschlamm ergeben.

Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten, beispielhaften Ausführungsformen und der angeführten beispielhaften Zeichnungen näher erläutert. In den schematischen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Wiederaufbereitungsanlage für flüssige Abfälle von Druckereien mit integriertem Dickschlammabscheider;

Fig. 2 einen Dickschlammabscheider gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3A einen Dickschlammabscheider gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3B einen vergrößerten Ausschnitt des Dickschlammabscheiders der Fig. 3A.

In den Figuren tragen sich entsprechende Elemente gleiche Bezugszeichen.

Bevor der Dickschlammabscheider gemäß Fig. 1 näher erläutert wird, folgen zunächst einige Begriffserklärungen und Anmerkungen zu den offenbarten Ausführungsformen.

Im Dickschlamm von flüssigen Abfällen einer Druckmaschine befinden sich typischerweise neben Farbresten, Papierfetzen oder Papierstaub auch kleinere feste Gegenstände bis hin zu Schraubenstücken. Die Anordnung des Dickschlammabscheiders vor dem Sedimentierbehälter ermöglicht es nun, etwa 50% des Dickschlammes vorzufiltern und damit einen erheblichen Teil der durch den Dickschlamm verursachten Probleme der Wiederaufbereitungsanlage zu beheben. So können dadurch in erster Linie die sich an den Sedimentierprozeß im Sedimentierbehälter anschließenden Filtervorgänge sowohl des Abwassers als auch des Lösemittels verbessert werden. Es lagern sich insbesondere in den nachgeschalteten Mikrofiltern weniger Feststoffe des Dickschlammes ab, so daß sich die Filterstandzeiten erhöhen.

Zwischen dem Dickschlamm und dem Lösemittel können im Sedimentierbehälter chemische Prozesse ablaufen. So löst sich unter anderem das Lösemittel im Dickschlamm auf und kann dadurch mittels des üblichen Sedimentierprozesses nicht mehr zurückgewonnen werden. Ein weiterer Vorteil der bevorzugten Ausführungsformen besteht deshalb darin, daß derartige chemische Prozesse verhindert oder zumindest verringert werden.

Besonders vorteilhaft weist der Dickschlammabscheider ein dauerhaftes Filterelement auf. Unter einem Filterelement versteht man in diesem Zusammenhang eine Filtereinlage bzw. ein Sieb, durch den die zu filtrierenden flüssigen Abfälle durchfließen und dessen Funktion es ist, die unerwünschten Feststoffe zurückzuhalten. Diese bleiben dann als Filterrückstand (sog. Filterkuchen) im Filterelement hängen und verschmutzen somit nicht das durchgelassene Filtrat. Üblicherweise verstopfen diese Filterelemente leicht und müssen daher regelmäßig ausgetauscht werden. Die bevorzugte Verwendung von dauerhaften Filterelementen, die nicht oder nur sehr selten erneuert werden müssen, erleichtert die Wartung und spart Kosten. Dies wird vorzugsweise dadurch realisiert, daß der Filterkuchen kontinuierlich aus dem Dickschlammabscheider abführbar ist. Das bedeutet, daß das Filterelement ständig von den Filterrückständen befreit wird, so daß der Dickschlammabscheider immer gereinigt arbeitet und somit Verstopfungen verhindert werden.

Bevorzugt weist der Dickschlammabscheider eine Vorrichtung auf, die ein Abstreifen des abgeschiedenen Dickschlamms aus dem Dickschlammabscheider erlaubt. Dabei wird der im Filterelement hängengebliebene Dickschlamm z. B. manuell mit Hilfe eines Schabers (sog. Rakel) von der Oberfläche des Filters abgekratzt und entsorgt. Für das manuelle Abstreifen des Dickschlamms von der Oberfläche des Filterelements ist unmittelbar neben dem Filterelement ein Trichter angeordnet, daß der von Hand von der Filteroberfläche abgeschabte Dickschlamm in den Trichter fällt und in einen Auffangbehälter zum Sammeln des Dickschlamms geleitet wird.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Dickschlammabscheiders ist die Abstreifvorrichtung derart ausgebildet, daß der Filterkuchen automatisch abgestreift wird. Zum Beispiel kann das Filterelement dabei automatisch an einem fest angeordneten Rakel vorbeibewegt werden, das mit einem fest eingestellten Abstand zur Filteroberfläche die Filterrückstände beseitigt. Möglich sind dabei Konfigurationen, bei denen der Dickschlammabscheider zwei Filterelemente umfaßt, die wechselweise eingesetzt werden. So wird, wenn sich ein Dickschlammkuchen auf der Oberfläche des Filterelements gebildet hat, das gerade benutzte Filterelement zur Reinigung manuell oder über ein mechanisches Antriebssystem zur Seite gefahren, gleichzeitig ein zweites Filterelement unter die Zuführöffnung des verschmutzten Reinigungsmittels gefahren. Das zur Seite gefahrene Filterelement kann jetzt mittels eines Rakels vom Dickschlamm freigemacht werden, bevor ein erneuter Wechsel der Filterelemente stattfindet. Alternativ wird der Dickschlamm durch Verschieben eines Rakel entlang der festgelegten Filtereinlage automatisch abstreift.

Die beiden Filterelemente dienen also wechselseitig zum mechanischen Abscheiden des Dickschlammes bzw. werden durch Abstreifen des abgeschiedenen Dickschlamms von diesem befreit. Dadurch kann der Dickschlammabscheider ständig in Betrieb bleiben und muß nicht zur Reinigung des Filterelementes angehalten werden. Ein kontinuierliches Vorfiltern ist damit gesichert.

Eine weitere alternative Ausführungsform des Dickschlammabscheiders umfaßt ein Filterelement, das als rotierende Trommel ausgebildet ist. Dabei ist das Filterelement entlang der Oberfläche der Trommel angeordnet und wird durch die Drehbewegung ständig an einem feststehenden Rakel vorbei bewegt, der die Filterrückstände abstreift. Das Filtrat fließt dabei an einem Wandabschnitt der Trommel durch das Filterelement in das Innere der Trommel und an der gegenüberliegenden Wandabschnitt wieder durch das an der Trommeloberfläche angebrachte Filterelement aus der Trommel heraus. Das Filtrat im Inneren der Trommel ist durch den ersten Filtervorgang schon so gut gereinigt, so daß es vorteilhafterweise beim zweiten Durchgang durch das Filterelement dieses reinigt und hängengebliebene Filterrückstände abspülen kann. Durch diesen doppelten Durchgang des Filtrats durch das Filterelement wird gleichzeitig eine Reinigungswirkung des Filterelements erzielt, so daß die Filterelemente sauber gehalten werden. Zusätzlich kann noch ein Spülvorgang im Trommelinneren zum Reinigen der Filterelemente ausgeführt werden.

Bevorzugt kann der Dickschlammabscheider auch mittels einer Vlieseinlage in Form eines Filtertuchs ausgebildet werden, das auf einer Trägerlochplatte aufgelegt wird und leicht entfernbar ist. Dieses auswechselbare Filtertuch wird dann bei Erreichen der maximalen Schmutzkonzentration von Hand oder maschinell entfernt.

Besonders vorteilhaft ist das Filterelement bzw. das Sieb aus Edelstahl gefertigt und damit besonders abriebfest, korrosion- und lösemittelresistent.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Dickschlammabscheiders ein Verteilerstück auf, das zum gleichmäßigen Verteilen des Reinigungsmittels auf dem Filterelement geeignet ist. Dadurch wird das verschmutzte Reinigungsmittel optimal auf der Oberfläche des Filterelements verteilt, so daß die gesamte Filteroberfläche zum Abscheiden des Dickschlamms genutzt werden kann. Es wird damit außerdem verhindert, daß es an einzelnen Bereichen der Filteroberfläche zu Verstopfungen kommt und damit die Filterwirkung vermindert wird. Dieses Verteilerstück schützt darüber hinaus die Filteroberfläche vor dem Aufprall von mechanischen Teilen, die zu einer Beschädigung oder Zerstörung der Filteroberfläche führen können.

Bevorzugt weist das Filterelement eine Porengröße zwischen 10 und 500 µm auf. Diese Porengröße hat sich als optimal zum Abscheiden von Feststoffen wie Farbe und Papierfasern im flüssigen Abfall von Druckmaschinen erwiesen. Die Porengröße wird dabei vorzugsweise abhängig von der Verschmutzungsart des verschmutzten Reinigungsmittel ausgewählt; z. B. entstehen bei Verwendung von gröberem Papier größere Schmutzpartikel als bei Verwendung von feinerem Papier. Dementsprechend wird in Druckmaschinen, die feineres Papier bedrucken, eine kleinere Porengröße verwendet, um überhaupt Dickschlamm abzuscheiden, in Druckmaschinen, die gröberes Papier bedrucken, muß eine größere Porengröße verwendet werden, damit sich das Filterelement nicht zu schnell zusetzt.

Üblicherweise wird das sedimentierte Lösemittel einem Mikrofilter zugeführt, dessen Porengröße etwa bei 1 µm liegt. Zur Verbesserung der Filtratqualität sieht eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine weitere Vorrichtung zur Nachfiltration des Lösemittels vor. Diese wird bevorzugt mit einem Wechselfilter ausgebildet. Da der Wechselfilter sich nicht ständig in der Filtervorrichtung befindet, kann auf eine Rückspülvorrichtung verzichtet werden.

Bevorzugt umfaßt die Nachfiltration einen Nanofilter, deren Porengröße bei einem Nanometer liegt. Der Nanofilter umfaßt bevorzugt ein Filterelement aus Zellulose. Zellulose ist resistent gegen das Lösemittel und weist eine hohe Naßreißfestigkeit auf. Letzteres ist wichtig für hohe Durchlaßraten, bei denen ein Druck von bis zu 3 bar im Filtrat auftritt.

Alternativ oder zusätzlich umfaßt die Vorrichtung zur Nachfiltration bei den bevorzugten Ausführungsformen einen Aktivkohlefilter. Bei diesem werden die gelösten Stoffe im Lösemittel polarisiert und fallen an den chemisch aktiven Filterelementen aus. Damit ist es möglich, ein glasklares Filtrat zu erzeugen, das zu einer hohen Akzeptanz der Wiederaufbereitungsanlage beiträgt.

Alternativ zur sequentiellen Anordnung einer Nanofiltration und einer Aktivkohlefiltration weist bei einem bevorzugten Dickschlammabscheider der Aktivkohlefilter ein Aktivkohle enthaltender Zellulosesack auf. Damit wird der Nano- und Aktivkohlefilter in einer Filtereinheit verbunden. Der Zellulosesack mit der darin befindlichen Aktivkohle wird dabei durchflutet, wodurch das Lösemittel mit einer großen Oberfläche der fein verteilten Aktivkohle in Berührung kommt, so daß sich eine intensive Filterwirkung ergibt. Das Zusetzen des Aktivkohlefilters kann über einen Druckanstieg des Lösemittels vor dem Filterelement überwacht werden. Nach Erreichen eines vorgegebenen Maximaldrucks muß das Filterelement gewechselt werden. Diese Überwachung kann analog bei allen anderen genannten Filterelementen eingesetzt werden. Zudem sind in den Zuleitungen zu den einzelnen, gegebenenfalls sequentiell geschalteten Filterelementen geeignete Druckminderer vorgesehen, die eine für das zugehörige Filterelement verträglichen Vordruck einstellen. Gewöhnlich sind die Vordrücke umso niedriger, je feiner das Filterelement filtert.

Nun wird, zurückkommend auf Fig. 1, die Funktion der Wiederaufbereitungsanlage von flüssigen Abfällen einer Druckmaschine erläutert.

Flüssige Abfälle werden von einzelnen Druckwerken 4 einer oder mehrerer Druckmaschinen 2 gesammelt und über eine gemeinsame zentrale Zuführvorrichtung 6 einem Dickschlammabscheider zugeführt. In den flüssigen Abfällen sind in erster Linie Papierfaser und Farbreste aus den Feuchtwerken der Druckmaschine sowie Wasser und Lösemittel zum Reinigen der Druckwerke enthalten. Das verschmutzte Reinigungsmittel wird dem Dickschlammabscheider 24 zugeführt und passiert dessen Filterelemente 8. Der von den Filterelementen 8 zurückgehaltene Filterkuchen wird in Form eines Dickschlammes 32 einem Auffangbehälter 16 zum Sammeln des Dickschlammes zugeleitet. Das durch die Filterelemente 8 gereinigte Reinigungsmittel 30 wird mittels einer Abflußvorrichtung 40 von der Filtervorrichtung 24 dem Sedimentierbehälter 14 zugeführt.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Siebplatte der Filterelemente 8 etwa eine Größe von 800 × 800 mm und eine Dicke von etwa 8 mm auf. In dieser als Tiefziehteil hergestellten Siebplatte befinden sich etwa 200.000 runde Bohrungen mit einem Durchmesser von etwa 10 bis 500 µm, was der Porengröße der Filterelemente 8 entspricht. Die Wandstärke zwischen den Bohrungen beträgt ca. 1 mm, damit die Siebplatte den hohen mechanischen Belastungen durch den Schwalldruck der flüssigen Abfälle standhält und ein Durchbrechen unter der Last des Filterkuchens verhindert wird. Das Material der Siebplatte ist bevorzugt Edelstahl.

Das in Fig. 2, 3A und 3B gezeigte Prallschutz- und Verteilungsstück 26 sorgt dafür, daß das verschmutzte Reinigungsmittel 28 gleichmäßig auf der Oberfläche der Filterelemente 8 verteilt wird. Dies ist notwendig, da der Durchmesser der Zuführrohre der Zuführvorrichtung 6 in der Regel deutlich geringer ist als die Fläche der Filterelemente 8. Es schützt außerdem den Filtersieb 8 vor mechanischen Zerstörungen durch mit hoher Geschwindigkeit auftreffende feste Teilchen, die im flüssigen Abfall der Druckmaschine 2 enthalten sein können. Das Prallschutz- und Verteilungsstück 26 ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel als Edelstahlkugel mit einem Durchmesser von ca. 80 mm ausgebildet und kann alternativ selbst Löcher aufweisen, damit das verschmutzte Reinigungsmittel 28 auch auf die Bereiche der Filterelemente 8 auftrifft, die durch das Prallschutz- und Verteilungsstück 26 abgedeckt sind.

Ein Frischmittel-(Lösemittel)-Anschluß 36 zum Spülen des Dickschlammabscheiders und der Zu- bzw. Abführvorrichtungen sowie elektrische und/oder pneumatische Anschlüsse 38 für eine Versorgung eines Antriebs zur Bewegung der Filterelemente (8) sind ebenfalls vorgesehen.

Das den Dickschlammabscheider 24 passierende gereinigte Reinigungsmittel 30 wird im Sedimentierbehälter 14 gesammelt, in dem die Sedimentation der verbleibenden Lösemittel-Wasser-Emulsion einsetzt. Lösemittel-Wasser- Emulsionen zeigen bei der Reinigung der Farbrückstände und des Papierstaubs der Druckzylinder in den Druckmaschinen 2 eine hohe Reinigungskraft. Deshalb wird im Reinigungsmittel eine stabile Emulsion erzeugt, in dem starke Emulgatoren, die das Wasser über einen gewissen Zeitraum an das Lösemittel bindet, in das Lösemittel eingebaut werden. Bei der später stattfindenden Sedimentation der verschmutzten Emulsion im Sedimentierbehälter findet schließlich wieder eine Phasentrennung zwischen Lösemittel 48 und Wasser 50 aufgrund ihrer unterschiedlichen Dichten statt. Um die Phasentrennung zu beschleunigen, können spezielle Emulsionsspalter in das verschmutzte Lösemittel-Wasser-Gemisch gegeben werden. Für weitere Details zur Beschleunigung der Phasentrennung wird auf die parallele Anmeldung "Verfahren und Anlage zum Wiederaufbereiten von bei der Reinigung von Druckmaschinen verschmutzten Reinigungsmittel, sowie Verwendung eines Emulsionsspalters bei einer solchen Wiederaufbereitung" des gleichen Anmelders verwiesen, deren Offenbarung hiermit in die vorliegende Beschreibung aufgenommen ist.

Das bei der Sedimentation entstehende Wasser 50 wird dem Sedimentierbehälter 14 abgezogen und einer Wasseraufbereitungsanlage 12 zugeführt, von der es in ein Abwasserkanalsystem 10 eingeleitet wird.

Zur Zurückgewinnung des Lösemittels wird das sedimentierte Lösemittel des Sedimentierbehälters 14 einer Mikrofiltration 18 zugeführt, wobei ggf. ein Grobfilter mit Porengröße von etwa 5 µm vorgeschaltet wird. Bei der Mikrofiltration wird das Lösemittel durch einen Zellulosefilter mit Porengrößen von bis zu 1 µm geführt, das mechanisch in mehreren Filterschichten die im Lösemittel enthaltenen Schmutzpartikel ausfiltert.

Bevor das gereinigte Lösemittel im Filtrattank 22 gesammelt wird, wird es einer weiteren Filtration unterzogen. Diese kann alternativ aus einer Nanofiltration oder einer Aktivkohlefiltration, oder einer Kombination aus beiden, bestehen. Der Nanofilter besteht aus einer oder mehreren Schichten von Zellulosefiltern, die resistent gegen das Lösemittel sind und eine hohe Naßreißfestigkeit bis zu einem Druck von 3 bar aufweisen. Die Aktivkohlefiltration erzielt durch Polarisierung der gelösten Stoffe ein glasklares Filtrat und erhöht damit weiter die Filtratqualität. Sie wird ebenfalls in mehreren Schichten durchgeführt, so daß das Lösemittel mit einer möglichst großen Oberfläche der Filterelemente in Kontakt kommt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt diese Tiefenfiltration eine Dicke von 10 mm. Eine Kombination aus Nanofiltration und Aktivkohlefiltration kann bevorzugt dadurch erreicht werden, daß das Lösemittel einen mit Aktivkohle gefüllten Sack aus Zellulose durchflutet.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Dickschlammabscheiders 24 ist in Fig. 2 dargestellt. Bei diesem halbautomatischen Dickschlammabscheider 24 werden zwei Edelstahlfiltereinlagen mit einer bevorzugten Porengröße von 10 bis 500 µm im gegenseitigen Wechsel in Betrieb genommen. Das von den Druckwerken 4 der Druckmaschine 2 und anderen Einrichtungen kommende, verschmutzte Reinigungsmittel 28 durchströmt direkt eine Filtereinlage 8, die alle Schmutzpartikel, die größer als 10 bis 500 µm sind, zurückhält. Kleinere Schmutzpartikel passieren die Filtervorrichtung 24 und fließen über eine Abflußvorrichtung 40 in Form einer trichterförmigen Wanne in einen Sedimentierbehälter 14. Von dort wird nach der Sedimentation die weitere Filtration durchgeführt.

Wenn sich auf der Filtereinlage 8 ein Dickschlammkuchen gebildet hat, wird die Filtereinlage 8 manuell oder über ein mechanisches Antriebssystem zur Seite gefahren und gleichzeitig eine zweite Filtereinlage 8 unter die Zuführvorrichtung 6 gezogen. Die zur Seite gefahrene Filtereinlage 8 kann jetzt einfach vom Dickschlamm manuell mittels eines Rakels 34 freigemacht werden. Anschließend kann ein erneuter Filtereinlagenwechsel durch Verschieben der Filtereinlagen 8 in die entgegengesetzte Richtung stattfinden.

Alternativ zum manuellen Abstreifen des Dickschlammes 32 mittels eines Rakels 34 kann auch ein über der Filtereinlage fest angeordneter Abstreifer vorgesehen werden. Durch das Verschieben der Filtereinlagen 8 zur Seite wird dann der Dickschlammkuchen automatisch von der Oberfläche der Filtereinlagen 8 abgestreift.

Zum Verschieben der Siebplatten ist ein Rahmen mit einem Trägerblech vorgesehen, der eine U-förmige Schiene zum Führen der Filtereinlagen 8 aufweist.

Alternativ zum translatorischen Verschieben der Filtereinlagen sind bevorzugt auch andere Ausgestaltungen möglich. Beispielsweise können zwei oder mehrere Filtereinlagen auf einer Drehscheibe derart angeordnet werden, daß durch Verdrehen der Scheibe eine Filteranlage aus der Zuführöffnung der Zuführvorrichtung 6 zum Abstreifen des Dickschlamms 32 bewegt wird, während gleichzeitig eine gesäuberte Filtereinlage durch die Drehbewegung unter die Zuführöffnung nachgefahren wird.

Der abgestreifte Dickschlamm fällt über eine Zuführvorrichtung in einen Auffangbehälter 16 zum Sammeln des Dickschlamms. Die Anordnung der Dickschlammbehälter 16 entspricht demnach den Positionen der Filtereinlagen beim Abstreifen des Dickschlamms und ist bevorzugt seitlich neben den Filtereinlagen vorgesehen.

In einer alternativen Ausführungsform ist anstelle des Verschiebens oder Drehens der Filtereinlagen 8 eine Vlieseinlage in Form eines Filtertuches vorgesehen, die auf einer Trägerlochplatte aufgelegt wird und bei Erreichen der maximalen Schmutzkonzentration von Hand entfernt wird.

Bei der in Fig. 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsform kann der Dickschlamm einfach vom Reinigungsmittel getrennt und separat ausgefahren werden. Damit können die nachgeschalteten feinen Mikrofilter, Nanofilter bzw. Kohlefilter in ihrer Standzeit erheblich verlängert werden und ein vorzeitiges Verblocken der Filter wird vermieden.

In Fig. 3A sowie in der vergrößerten Darstellung in Fig. 3B ist ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel gezeigt. Teile mit derselben Funktion wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel der Fig. 2 tragen dieselben Bezugszeichen.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform handelt es sich um einen vollautomatischen Dickschlammabscheider, der als langsam rotierende Trommel 52 ausgebildet ist. Die Trommel ist mit einem Edelstahlfiltersieb mit einem Durchlaßbereich von 10 µm bis 500 µm bespannt. Ähnlich der Ausführungsform der Fig. 2 fließt das aus den Druckwerken 4 der Druckmaschine 2 gesammelte verschmutzte Reinigungsmittel durch eine zentrale Zuführvorrichtung 6 zur Filtervorrichtung 24 und auf die Filtertrommel 52. Der von der Filtereinlage zurückgehaltene Dickschlamm 32 lagert sich auf der Trommel 52 ab und wird während der Drehung der Trommel 52 seitlich über ein trichterförmiges Rakel 44 abgestreift und über einen Dickschlammablauf 46 einem Auffangbehälter 16 zum Sammeln des Dickschlamms zugeführt.

Damit der Dickschlamm 32 sich auf der Filtertrommel 52 ablagert und nicht seitlich abfließt, sind, wie in Fig. 3A und Fig. 3B dargestellt, am Gehäuse der Filtervorrichtung 24 Rückhalteblenden 58 bis nahe an die Oberfläche der Trommel 52 angeordnet. Die Rückhalteblende 58 auf derjenigen Seite der Trommel 52, auf der sich auch der Dickschlammablauf 46 befindet, weist einen etwas größeren Abstand zur Trommel auf als die gegenüberliegende Rückhalteblende 58, so daß der Dickschlamm unter der Blende hindurch durch den Spalt 56 zum Rakel 44 transportiert werden kann. Wenn das Volumen der sich stauenden Rückflußmengen zunimmt, wirken die Rückhalteblenden 58 wie ein Trichter und dosieren die Beflutung der Trommel, so daß das verschmutzte Reinigungsmittel 28 immer eine ausreichende Zeit auf der Trommel verbleibt, um ein optimales Abscheiden des Dickschlamms 32 zu gewährleisten. Deshalb sind bevorzugt die Rückhalteblenden 58 bzw. die sich daran anschließenden Seitenwände des Dickschlammabscheiders entsprechend nach oben gezogen, so daß auch ein Füllstand des verschmutzten Reinigungsmittels vollständig über dem Filterelement der Trommel 52 möglich ist. Die Trommel taucht also vollständig im verschmutzten Reinigungsmittel unter.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel sorgt ein Prallschutz- und Verteilerstück 26 dafür, daß das verschmutzte Reinigungsmittel gleichmäßig auf der Filtertrommel 52 verteilt wird und schützt die Filtertrommel 52 vor einer mechanischen Zerstörung beim Aufprall von festen Teilchen im Reinigungsmittel.

Die Filtertrommel 52 wird durch den elektrischen Antrieb 42 in Rotation versetzt. Die Drehgeschwindigkeit beträgt bevorzugt etwa zwei Umdrehungen pro Minute, so daß eine hohe Verweildauer des Reinigungsmittels im Filter gewährleistet ist, die für eine optimale Filterung notwendig ist.

Das dünnflüssige vorgefilterte Reinigungsmittel 30 fließt durch die Filtertrommel 52 hindurch und wird über eine Abflußvorrichtung 40 in Form einer trichterförmigen Auffangwanne mit Abflußstutzen in den Sedimentierbehälter 14 geleitet. Dabei passiert das gereinigte Reinigungsmittel 30 ein zweites Mal die Filtereinlage an der unteren Seite der Trommel 52 von innen nach außen und reinigt dabei die Poren des Filterelements. Als unterstützende Reinigungsvariante könnte alternativ oder zusätzlich ein Spülrohr mit Düsenausgang, das in der Trommel installiert ist, verwendet werden, um Schmutzpartikel, die sich im Filtersieb festgesetzt haben, abzuspülen.

Durch das dünnflüssige, vorgereinigte Reinigungsmittel 30, das die gesamte Trommel durchfließt, wird ein Selbstreinigungseffekt der Filtertrommel 52 erzielt. Durch das Drehen der auf die Trommel bespannten Filterelemente steht ein ständig sauberer Filtersieb bereit.

Da beim Abrakeln des Dickschlamms auch etwas Reinigungsmittel mitfließt, bleibt der Dickschlamm flüssig genug, um zügig den Dickschlammabscheider über den Dickschlammablauf 46 zum Auffangbehälter 16 zu verlassen. Der Schaber bzw. Rakel 44 ist bevorzugt aus Polyethylen (PE) hergestellt.

Vom Sedimentierbehälter 14 aus wird nach der Sedimentation des Wassers 50 und des Lösemittels 48 die nachgeschaltete Mikrofiltration, Nanofiltration bzw. Kohlefiltration gestartet, ohne daß die dabei eingesetzten Filterelemente durch Schmutzpartikel vorzeitig verblocken könnten.

Diese bevorzugte Ausführungsform stellt damit einen Dickschlammabscheider bereit, der ohne manuelles Eingreifen eine kontinuierliche Vorfiltration gewährleistet. Die Filterelemente sind dauerhaft und müssen nicht erneuert werden. Diese bevorzugte Ausführungsform auf Basis der rotierenden Filtertrommel stellt einen wartungsfreien Dickschlammabscheider zur Verfügung. Dadurch ist sie gegenüber anderen Dickschlammabscheidern, die auf Bandfiltern oder Kantenspaltfiltern basieren, aus wirtschaftlicher Sicht im Vorteil.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Reinigen von verschmutztem Reinigungsmittel (28) einer Druckmaschine (2), welches Wasser (50), Lösemittel (48) und Feststoffe, wie zum Beispiel Farbrückstände und Papierfaser, enthält, mit einem Sedimentierbehälter (14) zum Sammeln und zum zumindest teilweisen Trennen von Wasser (50) und Lösemittel (48) des zugeführten zu reinigenden Reinigungsmittels (30), dadurch gekennzeichnet, daß dem Sedimentierbehälter (14) ein Dickschlammabscheider (24) zum mechanischen Abscheiden der Feststoffe aus dem Reinigungsmittel (28) vorgeschaltet ist, wobei der Filterkuchen einen Dickschlamm (32) ergibt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Dickschlammabscheider (24) ein dauerhaftes Filterelement (8) aufweist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Dickschlammabscheider derart ausgebildet ist, daß der Dickschlamm (32) kontinuierlich aus dem Dickschlammabscheider (24) in einen Auffangbehälter (16) abführbar ist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die des weiteren eine Vorrichtung (34, 44) zum Abstreifen des abgeschiedenen Dickschlamms (32) vom Dickschlammabscheider (24) aufweist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Abstreifvorrichtung (34, 44) derart ausgebildet ist, daß der Dickschlamm automatisch abstreifbar ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Dickschlammabscheider (24) mindestens ein Filterelement (8) aus Edelstahl umfaßt.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, bei der der Dickschlammabscheider (24) zwei Filterelemente (8) umfaßt, die wechselweise eingesetzt werden.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Dickschlammabscheider (24) ein Filterelement (8) umfaßt, das als rotierende Trommel (52) ausgebildet ist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der Dickschlammabscheider (24) ein Filterelement (8) umfaßt, das ein auswechselbares Filtertuch auf einer Trägerlochplatte aufweist.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Dickschlammabscheider (24) ein Verteilerstück (26) zum gleichmäßigen Verteilen des Reinigungsmittels (28) auf dem Filterelement (8) aufweist.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Filterelement (8) eine Porengröße zwischen 10 und 500 µm aufweist.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die des weiteren mindestens eine dem Sedimentierbehälter (14) nachgeschaltete Vorrichtung (18, 20) zur Nachfiltration des abgetrennten Lösemittels (48) aufweist.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Vorrichtung (18, 20) zur Nachfiltration einen Wechselfilter aufweist.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, bei der die Vorrichtung (18, 20) zur Nachfiltration einen Nanofilter umfaßt.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der der Nanofilter ein Filterelement aus Zellulose umfaßt.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, bei der der Nanofilter ein Filterelement mit einer Porengröße von etwa 1 nm umfaßt.
  17. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei der die Vorrichtung (18, 20) zur Nachfiltration einen Aktivkohlefilter umfaßt.
  18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der der Aktivkohlefilter einen Aktivkohle enthaltenen Zellulosesack aufweist.
  19. 19. Verfahren zum Abscheiden von Dickschlamm (32) durch Filtern von Feststoffen aus einem verschmutzten Reinigungsmittel (28) einer Druckmaschine (2), welches Wasser (50), Lösemittel (48) und Feststoffe, wie zum Beispiel Farbrückstände und Papierstaub, enthält, bei dem das verschmutzte Reinigungsmittel (28) gesammelt und zumindest teilweise in Wasser (50) und Lösemittel (48) sedimentiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Sammeln und Sedimentieren Feststoffe aus dem Reinigungsmittel (28) mittels eines Dickschlammabscheiders (24) mechanisch abgeschieden werden, wobei die abgeschiedenen Feststoffe einen Dickschlamm (32) ergeben.
  20. 20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Dickschlammabscheider (24) ein Filterelement (8) aufweist, das nicht ausgewechselt wird.
  21. 21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Dickschlamm (32) kontinuierlich aus dem Dickschlammabscheider (24) abgeführt wird.
  22. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der abgeschiedene Dickschlamm (32) vom Dickschlammabscheider (24) abgestreift wird.
  23. 23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der abgeschiedene Dickschlamm (32) vom Dickschlammabscheider (24) automatisch abgestreift wird.
  24. 24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, bei dem das gereinigte Reinigungsmittel (30) zum Durchspülen der Dickschlammabscheider (24) verwendet wird.
  25. 25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, bei dem das zumindest teilweise sedimentierte Lösemittel (48) einer Nanofiltration (20) und/oder einer Aktivkohlefiltration (20) unterzogen wird.






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