Luftreinigung in der Druckindustrie – Lösemittel und VOC

In Druckereien entstehen erhebliche Mengen an flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) und Lösemitteln, die sowohl die Gesundheit der Mitarbeiter als auch die Elektronik von Steuerungsanlagen ernsthaft gefährden. Besonders Offset-, Tief- und Flexodruck setzen bei jedem Druckvorgang und beim Trocknen der Farben kontinuierlich gasförmige Schadstoffe frei. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen rund um die Luftreinigung in der Druckindustrie, von der Entstehung der Belastungen bis hin zu konkreten Filterlösungen und gesetzlichen Vorgaben.

Welche Lösemittel und VOC entstehen in Druckereien?

In Druckereien entstehen vor allem aromatische Kohlenwasserstoffe wie Toluol und Xylol, aliphatische Verbindungen wie Hexan sowie Alkohole wie Isopropanol und Ethanol. Hinzu kommen Ketone, Ester und chlorierte Lösemittel, die je nach Druckverfahren und eingesetzten Farben, Lacken und Reinigungsmitteln in unterschiedlicher Konzentration auftreten. Diese Substanzen fallen unter den Oberbegriff VOC (Volatile Organic Compounds).

Die genaue Zusammensetzung der Luftbelastung in einer Druckerei hängt stark vom Druckverfahren ab:

• Offsetdruck: Isopropanol aus Feuchtmitteln, mineralölbasierte Kohlenwasserstoffe aus Druckfarben
• Tiefdruck: Hohe Toluolkonzentrationen aus lösemittelbasierten Tiefdruckfarben
• Flexodruck: Ethanol, Ethylacetat und andere Ester aus wasserverdünnbaren oder lösemittelbasierten Flexodruckfarben
• Digitaldruck: Geringere VOC-Mengen, jedoch Ozon und ultrafeine Partikel aus Laserdruckern und UV-Härtungsanlagen
• Reinigungsmittel: Aceton, Methylethylketon (MEK) und chlorierte Verbindungen beim Reinigen der Druckwerke

Besonders kritisch sind die Trocknungs- und Härtungsprozesse, bei denen die in Farben und Lacken gebundenen Lösemittel als gasförmige VOC freigesetzt werden. Auch UV-Härtungsanlagen erzeugen Ozon, das ebenfalls zur Luftbelastung in der Druckindustrie beiträgt.

Welche Schäden verursachen VOC-Belastungen in Druckbetrieben?

VOC-Belastungen in Druckbetrieben verursachen drei Schadenskategorien: Gesundheitsschäden bei Mitarbeitern, Korrosion und Ausfälle an Steuerungselektronik sowie Brandgefahren durch die Entzündlichkeit vieler Lösemittel. Bereits geringe Konzentrationen bestimmter VOC können langfristig Atemwege, Leber und das Nervensystem schädigen.

Die Auswirkungen auf die Elektronik werden in Druckbetrieben häufig unterschätzt. Steuerungsanlagen, Frequenzumrichter und Leistungselektronik sind in modernen Hochleistungsdruckmaschinen allgegenwärtig. Lösemitteldämpfe und reaktive VOC können metallische Kontakte und Leiterbahnen angreifen, Kurzschlüsse verursachen und schleichende Korrosion auslösen. Anlagenhersteller gewähren häufig keine Garantie für Elektronik, die einer Luftbelastung oberhalb des internationalen Standards G1 nach der Norm ANSI/ISA-71.04-2013 ausgesetzt ist.

Weitere Schadensbilder im Überblick:

• Ungeplante Produktionsstillstände durch elektronische Ausfälle
• Erhöhter Verschleiß an mechanischen Komponenten durch aggressive Lösemittelatmosphäre
• Explosions- und Brandrisiko bei Überschreitung der unteren Explosionsgrenze bestimmter Lösemittel
• Geruchsbelästigung für Mitarbeiter und Anwohner
• Rechtliche Haftungsrisiken bei Überschreitung gesetzlicher Grenzwerte

Wie funktioniert die chemisorptive Luftfilterung bei Lösemitteln?

Die chemisorptive Luftfilterung bindet Lösemitteldämpfe und VOC nicht nur physisch an ein Filtermedium, sondern verändert oder neutralisiert sie durch chemische Reaktionen dauerhaft. Anders als reine Aktivkohlefilter, die Schadstoffe lediglich adsorbieren und bei Sättigung wieder freisetzen können, sorgt die Chemisorption für eine stabile, langfristige Elimination der gasförmigen Verunreinigungen.

Das Prinzip funktioniert in mehreren Stufen. Zunächst durchströmt die belastete Luft ein speziell imprägniertes Filtermedium, das auf die jeweiligen Schadstoffe abgestimmt ist. Die Lösemittelmoleküle werden an der Oberfläche des Mediums gebunden und reagieren dort chemisch, sodass keine Rückemission in die Raumluft stattfinden kann. Für die Luftreinigung in der Druckindustrie lassen sich die Filtermedien gezielt auf die vorherrschenden VOC abstimmen, etwa auf Toluol, Isopropanol oder Ethylacetat.

Gegenüber rein physikalischen Filtersystemen bietet die chemisorptive Luftfilterung in Druckereien mehrere Vorteile:

• Hohe Abscheideleistung auch bei niedrigen Schadstoffkonzentrationen
• Keine Rückemission gesättigter Schadstoffe
• Kombinierbar mit Partikelfiltern für einen umfassenden Schutz
• Anpassbar an wechselnde Lösemittelgemische durch modulare Medienauswahl

Welche Luftreinigungssysteme eignen sich für Druckereien?

Für Druckereien eignen sich vor allem chemisorptive Umluftanlagen zum Schutz der Steuerungselektronik, Zuluftanlagen mit Gasfilterung für Schaltschränke sowie Deep-Bed-Scrubber für Bereiche mit hoher Lösemittelkonzentration. Die Wahl des Systems hängt von der Schadstoffkonzentration, dem Raumvolumen und dem zu schützenden Equipment ab.

Umluftanlagen für Elektronikräume und Schaltschränke

Das Purafil Corrosive Air System (CAS) arbeitet im Umluftbetrieb und reinigt die Raumluft kontinuierlich von gasförmigen Schadstoffen. Es eignet sich besonders für Serverräume, Leitstände und Schalträume in Druckbetrieben, in denen empfindliche Elektronik vor VOC-Einwirkung geschützt werden muss. Ergänzend sorgt die Purafil Positive Pressurization Unit (PPU) durch leichten Überdruck dafür, dass keine schadstoffbelastete Luft von außen in geschützte Bereiche eindringt.

Deep-Bed-Scrubber für hohe Schadstoffkonzentrationen

In Bereichen mit hoher VOC-Konzentration, etwa direkt an Druckmaschinen oder in Trocknungszonen, kommt der Purafil Deep Bed Scrubber (DBS) zum Einsatz. Dieses System filtert auch hohe Gaskonzentrationen zuverlässig und schützt elektrische sowie elektronische Steuerungssysteme vor korrosiven Umwelteinflüssen. Der DBS ist besonders dann sinnvoll, wenn lösemittelreiche Prozesse räumlich konzentriert auftreten.

Wie lässt sich die VOC-Belastung in einer Druckerei messen?

Die VOC-Belastung in einer Druckerei lässt sich durch Korrosionsklassifizierungs-Coupons (CCC), kontinuierliche Korrosivitätsmessgeräte oder direkte Gasanalysemethoden wie Photoionisationsdetektoren (PID) ermitteln. Der erste Schritt ist in den meisten Fällen eine Bestandsaufnahme mit einfachen, kostengünstigen Messverfahren.

Der Corrosion Classification Coupon (CCC) ist eine bewährte Methode für eine schnelle Ersteinschätzung. Dabei werden Metallproben für einen definierten Zeitraum der Raumluft ausgesetzt und anschließend im Labor analysiert. Das Ergebnis gibt Auskunft über das Korrosionspotenzial und die Einstufung nach der ANSI/ISA-71.04-2013-Norm in die Korrosivitätsklassen G1 bis GX.

Für eine kontinuierliche Überwachung eignet sich der OnGuard 4000, der auf dem Prinzip des Korrosionsfilmaufbaus basiert und Echtzeit-Daten zur Korrosivität liefert. Dieses System ist besonders dann sinnvoll, wenn die Schadstoffbelastung im Betrieb schwankt, etwa in Abhängigkeit von Auftragsvolumen, Schichtbetrieb oder saisonalen Schwankungen.

Welche gesetzlichen Anforderungen gelten für VOC-Emissionen in Druckereien?

Für VOC-Emissionen in Druckereien gelten in Deutschland vor allem die 31. Bundesimmissionsschutzverordnung (31. BImSchV) sowie die TA Luft. Diese Regelwerke legen Emissionsgrenzwerte, Überwachungspflichten und Anforderungen an Minderungsmaßnahmen für lösemittelverarbeitende Betriebe fest, wobei die konkreten Schwellenwerte vom Lösemittelverbrauch des Betriebs abhängen.

Die 31. BImSchV setzt die europäische Lösemittelrichtlinie (Richtlinie 1999/13/EG) in deutsches Recht um. Sie unterscheidet zwischen Betrieben, die bestimmte Schwellenwerte beim Lösemittelverbrauch überschreiten, und solchen, die darunter bleiben. Für größere Druckbetriebe gelten unter anderem:

• Pflicht zur Erfassung und Minderung diffuser Emissionen
• Einhaltung von Gesamtemissionsgrenzwerten oder alternativ die Umsetzung eines Lösemittelminderungsplans
• Dokumentations- und Berichtspflichten gegenüber den zuständigen Behörden
• Regelmäßige Messung der Emissionen durch zugelassene Stellen

Ergänzend dazu schreibt die Arbeitsstättenverordnung in Verbindung mit den TRGS (Technischen Regeln für Gefahrstoffe) den Schutz der Beschäftigten vor. Arbeitsplatzbezogene Grenzwerte für einzelne Lösemittel sind in der TRGS 900 festgelegt. Betriebe sind verpflichtet, durch technische Maßnahmen sicherzustellen, dass diese Grenzwerte am Arbeitsplatz dauerhaft eingehalten werden.

Wie wir bei Dolge Systemtechnik Druckereien bei der VOC-Filterung unterstützen

Als Spezialist für chemisorptive Luftfilterung bieten wir Druckereien ein vollständiges Leistungspaket, das von der ersten Messung bis zur dauerhaften Systembetreuung reicht. Unser Ansatz ist immer individuell, weil jede Druckerei eine andere Kombination aus Druckverfahren, Raumgegebenheiten und zu schützenden Anlagen mitbringt.

Konkret unterstützen wir Druckbetriebe mit folgenden Leistungen:

• Luftanalyse und Korrosivitätsmessung: Mit dem CCC und dem OnGuard 4000 ermitteln wir die tatsächliche Belastungssituation vor Ort und klassifizieren sie nach der ANSI/ISA-71.04-2013-Norm.
• Individuelle Systemauslegung: Auf Basis der Messergebnisse wählen wir das passende Filtersystem aus, ob Umluftanlage (CAS), Überdruckanlage (PPU) oder Deep Bed Scrubber (DBS), und legen es auf Ihre spezifischen VOC-Profile aus.
• Korrosionsschutz für Steuerungselektronik: Wir schützen Druckmaschinensteuerungen, Frequenzumrichter und Leitstände vor lösemittelbedingter Korrosion und helfen so, kostspielige Produktionsausfälle zu vermeiden.
• Filtermedien und Wartung: Wir liefern alle notwendigen Filtermedien und begleiten Sie langfristig mit Wartungsservices und Nachfolgemessungen.
• Beratung zu gesetzlichen Anforderungen: Wir helfen Ihnen, die Anforderungen der 31. BImSchV und der TA Luft zu verstehen und technisch umzusetzen.

Unser Service ist für Sie kostenlos und unverbindlich. Wir kommen gerne zu Ihnen vor Ort, um uns ein genaues Bild Ihrer Situation zu machen und gemeinsam die passende Lösung zu entwickeln. Sprechen Sie uns an, damit wir die Luftqualität in Ihrem Druckbetrieb nachhaltig verbessern können.