Procédé de production de solution d'essuyage fraîche et de traitement de solution d'essuyage usée et dispositif de mise en oeuvre

Abstract

 Le procédé comporte les étapes suivantes: (a) production de solution d'essuyage fraîche, (b) introduction de la solution d'essuyage fraîche dans une ou plusieurs cuves d'essuyage et contamination par les encres, (c) ultrafiltration de la solution usée sortant de la ou des cuves d'essuyage, produisant une solution claire et une solution concentrée, (d) recyclage de la solution claire en solution d'essuyage fraîche, (e) floculation de la solution concentrée, (f) filtration de la solution issue de la floculation, produisant des résidus solides et une solution filtrée, et (g) neutralisation de la solution filtrée. Il est caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes: (h) évaporation de la solution neutralisée, produisant une solution salée concentrée et de l'eau distillée, (i) utilisation de l'eau distillée pour produire la solution d'essuyage fraîche, (j) filtration de la solution salée concentrée produisant des sels solides et une solution.

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé de production de solution d'essuyage fraîche, contenant au moins 90% d'eau et des additifs, et de traitement de cette solution d'essuyage usée par les encres d'une ou plusieurs machines d'impression taille-douce fonctionnant en circuit fermé et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.

[0002] Dans les machines d'impression taille-douce, les plaques d'impression montées sur le cylindre porte-plaque, dans lesquelles les dessins sont engravés, sont essuyées par le frottement d'un cylindre d'essuyage tournant dans le même sens que le cylindre porte-plaque et qui enlève l'encre se trouvant en dehors des tailles de la plaque. Pour effectuer le nettoyage de l'encre se trouvant sur le cylindre d'essuyage, la partie inférieure de celui-ci se trouve dans une cuve d'essuyage, cette cuve étant en outre équipée de brosses et de râcles. Un système de buses gicle de la solution d'essuyage fraîche sur le cylindre d'essuyage et la solution fraîche une fois mélangée à l'encre va sortir de la cuve d'essuyage comme solution usée.

[0003] A titre d'exemple, le brevet US 5,390,598 décrit une telle installation de nettoyage permanent du cylindre d'essuyage dans une machine d'impression taille-douce.

[0004] Actuellement, de nouvelles encres ont été développées, et celles-ci permettent de mettre en oeuvre un procédé d'essuyage utilisant une solution à base d'eau qui est beaucoup moins nocive pour l'environnement. Ces nouvelles encres utilisées dans le processus d'impression taille-douce sont connues, par exemple des brevets US 4,966,628 et EP 0 340 163. De telles encres comprennent entre autres des composants oléorésineux et des pigments. Des solutions d'essuyage à base d'eau utilisées dans de telles machines d'impression taille-douce avec ces nouvelles encres sont également connues dans l'état de la technique et ces solutions d'essuyage contiennent, en général, au moins 90% d'eau et des additifs.

[0005] L'une de ces solutions d'essuyage est décrite dans le brevet DE 1 546 776 et se compose d'une solution aqueuse contenant 1 à 5% en poids de lessive alcaline, 2 à 10% en poids d'un produit de nettoyage commercial contenant du phosphate alcalin et 1 à 10% en poids d'un agent mouillant. Plus particulièrement, cette solution aqueuse contient 1,5 à 2,5% en poids de soude caustique NaOH, 2 à 5% en poids de phosphate de sodium Na₃(PO₄) et 1 à 3% en poids d'huile de ricin sulfonée.

[0006] Une autre de ces solutions d'essuyage est décrite dans le brevet US 3,389,656 et se compose d'une solution aqueuse contenant environ 1 à 5% en poids d'une base forte, comme par exemple l'hydroxyde de potassium ou l'hydroxyde de sodium ou encore l'hydroxyde d'ammonium, environ 2 à 10% en poids d'un détergent, par exemple du polyphosphate de sodium, et environ 0,3 à 10% en poids d'un agent mouillant tel que de l'huile de ricin sulfonée.

[0007] Un procédé de production de solution d'essuyage fraîche et de traitement de solution d'essuyage usée connu dans l'état de la technique comporte les étapes suivantes:

(a) production de solution d'essuyage fraîche,

(b) introduction de la solution d'essuyage fraîche dans une ou plusieurs cuves d'essuyage et contamination par les encres,

(c) ultrafiltration de la solution usée venant de la ou des cuves d'essuyage, produisant une solution claire et une solution résiduelle concentrée,

(d) recyclage de la solution claire dans le circuit de solution d'essuyage fraîche,

(e) floculation de la solution résiduelle concentrée issue de l'ultrafiltration,

(f) filtration de la solution floculée donnant des résidus solides et une solution,

(g) neutralisation de la solution filtrée avec de l'acide,

(h) réduction de la demande chimique d'oxygène de la solution neutralisée, et

(i) rejet à l'égout de la solution réduite.

[0008] Un exemple d'un tel procédé est donné sous forme de schéma bloc à la figure 1.

[0009] La capacité de recyclage de ce procédé après ultrafiltration est d'environ 80%, cette valeur dépendant en plus de la qualité de l'encre utilisée et de sa concentration dans la solution d'essuyage.

[0010] L'inconvénient majeur de ce procédé est que la solution résiduelle traitée et envoyée à l'égout contient une grande quantité de sel. Ces sels sont principalement des chlorures provenant des produits de floculation et de neutralisation, et ainsi que des sulfates si l'on a utilisé de l'acide sulfurique pour la neutralisation. La présence de quantité importante de chlorures et/ou de sulfates de même que la demande chimique en oxygène qui peut être considérablement réduite mais non entièrement éliminée pose des problèmes dans de nombreux pays.

[0011] En plus, en fonction du nombre de machines utilisées, la consommation d'eau et de produits de floculation peut être importante et coûteuse. Enfin, l'eau usée rejetée à l'égout a une demande biologique d'oxygène.

[0012] Le but de la présente invention est de réaliser un procédé fonctionnant en circuit fermé, en particulier dans lequel la plus grande partie de l'eau et des produits de floculation en circuit est récupérée de la solution d'essuyage usée, réutilisée pour produire la solution d'essuyage fraîche et non plus rejetée à l'égout. La consommation d'eau et des produits de floculation du procédé peut ainsi être fortement diminuée et l'on obtiendra seulement des déchets solides que l'on pourra ensuite traiter dans le respect des normes de protection de l'environnement.

[0013] L'invention permet aussi de ne plus utiliser de charbon actif qui corrigeait la demande chimique en oxygène.

[0014] Un tel procédé de production de solution d'essuyage fraîche et de traitement de solution d'essuyage usée est défini par les étapes des revendications 1 et 2.

[0015] Les revendications dépendantes 3 à 8 définissent des modes de réalisation particuliers du procédé selon l'invention.

[0016] La revendication indépendante 9 définit un dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention.

[0017] Les revendications 10 à 18 définissent des modes de réalisation particuliers du dispositif de mise en oeuvre du procédé.

[0018] La présente invention sera mieux comprise grâce à la description d'un mode de réalisation et des dessins qui l'accompagnent.

[0019] La figure 1 est le schéma bloc d'un procédé de traitement de solution d'essuyage connu dans l'état de la technique.

[0020] La figure 2 est le schéma bloc d'un procédé de production et de recyclage de la solution d'essuyage selon l'invention.

[0021] La figure 3 est le schéma bloc d'un dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention.

[0022] Le procédé selon l'invention sera tout d'abord décrit en référence à la figure 2.

[0023] De préférence, la solution d'essuyage fraîche contient les composants suivants dans les proportions indiquées:

-) eau adoucie 98,5%

-) soude caustique NaOH 1%

-) huile de ricin sulfonée 0,5%

[0024] La solution d'essuyage peut éventuellement contenir en plus du détergent.

[0025] Dans l'étape (a) du procédé, la solution d'essuyage fraîche est produite en mélangeant de l'eau, de la soude caustique et de l'huile de ricin sulfonée.

[0026] La solution fraîche est introduite dans une ou plusieurs cuves d'essuyage à l'étape (b) du procédé et contaminée par les encres.
La solution d'essuyage usée est ensuite transférée de la ou des cuves d'essuyage dans l'installation d'ultrafiltration pour subir l'étape (c) du procédé, à savoir une ultrafiltration. Cette étape (c) produit d'une part une solution claire qui est sans autre recyclée comme solution d'essuyage fraîche dans l'étape (d), et d'autre part une solution résiduelle concentrée contenant de l'encre. Cette étape d'ultrafiltration permet de récupérer environ 80% de la solution.
La solution résiduelle concentrée subit ensuite l'étape (e) du procédé qui est une floculation. Cette floculation se produit par adjonction de chlorure de calcium CaCl₂ et de chlorure ferrique FeCl₃.
Le résultat de la floculation est alors filtré dans l'étape (f) du procédé et l'on obtient ainsi des résidus solides et une solution filtrée.
Dans l'étape (g), cette solution filtrée est neutralisée par adjonction d'acide chlorhydrique HCL. La solution neutralisée subit dans l'étape (h) une évaporation qui donne d'une part de l'eau distillée, et de l'autre une solution salée concentrée. L'eau distillée est récupérée afin de l'utiliser pour produire de la solution d'essuyage fraîche dans l'étape (i) du procédé, tandis que la solution salée concentrée est filtrée dans l'étape (j) et cette filtration donne d'un côté des sels solides et de l'autre une solution fortement concentrée en sel qui est réutilisée pour réaliser la floculation de l'étape (e) du procédé.
L'eau distillée est envoyée dans un réservoir où elle est mélangée à de l'eau adoucie prise sur le réseau de ville. Ce mélange est utilisé finalement pour produire de la solution d'essuyage fraîche en y ajoutant de l'huile de ricin sulfonée et de la soude caustique NaOH, dans les proportions indiquées ci-dessus par exemple.

[0027] Ce procédé permettant de recycler presque toute l'eau, la consommation de l'eau prise sur le réseau sera très faible et compensera les éventuelles pertes.

[0028] De plus, en considérant les flèches quittant le schéma bloc de la figure 2, on voit clairement que seuls des résidus solides ne sont pas réutilisés dans ce procédé tandis que le liquide tourne en circuit fermé.

[0029] La figure 3 représente un exemple de dispositif pour la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention.

[0030] Ce dispositif comprend un réservoir 1 dans lequel la solution usée passe et est transvasée dans un premier réservoir 2 d'ultrafiltration, d'où elle passe ensuite dans une première unité d'ultrafiltration 3. La solution claire issue de cette première unité d'ultrafiltration 3 est amenée dans un réservoir de solution fraîche 21 d'où elle est réutilisée comme solution d'essuyage fraîche, tandis que la solution résiduelle concentrée issue de cette première unité d'ultrafiltration 3 est envoyée dans un deuxième réservoir d'ultrafiltration 4 et de là dans une deuxième unité d'ultrafiltration 5. La solution claire issue de cette deuxième unité d'ultrafiltration 5 est à son tour envoyée dans le réservoir de solution fraîche 21 pour être réutilisée comme solution d'essuyage fraîche, tandis que la solution résiduelle concentrée est amenée dans un réservoir de solution concentrée 6. Cette solution résiduelle concentrée passe ensuite dans le réservoir de floculation 7 où l'étape de floculation est effectuée. Des moyens pour ajouter le chlorure de calcium CaCl₂ et le chlorure ferrique FeCl₃ nécessaire à la floculation sont montés sur le réservoir de floculation 7. Ces moyens comportent au moins un réservoir et une pompe de dosage pour chaque composé ajouté. La solution floculée est amenée ensuite dans un filtre presse 8 séparant les résidus solides de la solution. La solution résiduelle filtrée est stockée dans un réservoir de solution filtrée 9. Cette solution est amenée ensuite dans un réservoir de neutralisation 10 où elle est neutralisée par l'adjonction d'acide chlorhydrique HCL et récupérée dans un réservoir de solution neutralisée 11. A cet effet, des moyens pour ajouter de l'acide chlorhydrique sont montés sur le réservoir de neutralisation 10. Ces moyens comprennent au moins un réservoir et une pompe de dosage. De ce réservoir 11 de solution neutralisée, la solution est envoyée dans une première unité d'évaporation 12. La vapeur d'eau obtenue de cette première unité d'évaporation 12 est récupérée dans un réservoir d'eau distillée 17, tandis que la solution salée passe dans un réservoir de solution salée 13 puis dans une deuxième unité d'évaporation 14. La vapeur d'eau obtenue de cette seconde unité d'évaporation 14 est elle aussi récupérée dans le réservoir d'eau distillée tandis que la solution salée et concentrée passe dans un réservoir 15 et ensuite dans un système de filtration 16 duquel on extrait d'un côté des sels solides et l'autre une solution qui est recyclée par des moyens appropriés, comme par exemple une pompe, dans le réservoir de floculation 7. Du réservoir d'eau distillée 17, l'eau est envoyée dans un réservoir d'eau 19, lequel reçoit également l'eau de ville une fois que celle-ci a passé dans un adoucisseur d'eau 18, et l'eau adoucie et l'eau distillée sont envoyées dans le réservoir de mélange de solution d'essuyage 20 où la solution fraîche est préparée par adjonction d'huile de ricin sulfonée et de soude caustique. Celle-ci est finalement transportée dans le réservoir de solution fraîche 21 et passe à nouveau dans la ou les cuves d'essuyage des machines d'impression après utilisation.

[0031] Afin d'effectuer le transfert des solutions dans les différents réservoirs du dispositif, des moyens de pompage sont utilisés.

[0032] Les modes d'exécutions décrits sont donnés à titre d'exemple et des variations dans le cadre de la protection revendiquée sont possibles. Par exemple, la proportion des composants de la solution d'essuyage peut être légèrement variée. Ou encore, l'acide utilisé pour effectuer la neutralisation peut être de l'acide sulfurique.

Revendications

1. Procédé de production d'une solution d'essuyage fraîche, comprenant au moins 90% d'eau et des additifs, et de traitement de la solution d'essuyage usée par les encres d'une ou plusieurs machines d'impression taille-douce, ledit procédé comportant les étapes suivantes:

(a) production de la solution d'essuyage fraîche,

(b) introduction de la solution d'essuyage fraîche dans une ou plusieurs cuves d'essuyage et contamination de la solution fraîche par les encres,

(c) ultrafiltration de la solution usée sortant de la ou des cuves d'essuyage, produisant une solution claire et une solution concentrée,

(d) recyclage de la solution claire obtenue à l'étape d'ultrafiltration en solution d'essuyage fraîche,

(e) floculation de la solution concentrée obtenue à l'étape d'ultrafiltration,

(f) filtration de la solution issue de la floculation, produisant des résidus solides et une solution filtrée,

(g) neutralisation de la solution filtrée, et caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes:

(h) évaporation de la solution neutralisée, produisant une solution salée concentrée et de l'eau distillée,

(i) utilisation de l'eau distillée pour produire la solution d'essuyage fraîche sous l'étape (a),

(j) filtration de la solution salée concentrée produisant des sels solides et une solution.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution filtrée issue de l'étape (j) de filtration de solution salée concentrée est utilisée pour réaliser la floculation de l'étape (e).

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la solution d'essuyage fraîche contient de l'eau adoucie, de l'huile de ricin sulfonée et de la soude caustique NaOH.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la solution d'essuyage fraîche contient environ 98,5% d'une solution aqueuse, environ 1% de soude caustique NaOH et environ 0,5% d'huile de ricin sulfonée.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la floculation est produite par l'ajout de chlorure de calcium CaCl₂ et de chlorure ferrique FeCl₃.

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la neutralisation est effectuée avec de l'acide chlorhydrique ou avec de l'acide sulfurique.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit procédé comporte deux étapes d'ultrafiltration successives.

8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit procédé comporte deux étapes d'évaporation successives.

9. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant au moins un réservoir de solution d'essuyage fraîche (21), un réservoir de solution d'essuyage usée (1), un réservoir de recyclage par ultrafiltration (2), une unité d'ultrafiltration (3) dont une sortie délivre une solution claire et est reliée au réservoir de solution fraîche (21) et l'autre sortie une solution résiduelle concentrée, un réservoir de solution concentrée (6) recevant la solution résiduelle concentrée, un réservoir de floculation (7) dans lequel s'effectue la floculation de la solution résiduelle concentrée, un filtre presse (8) filtrant la solution résiduelle floculée, un réservoir de solution filtrée (9) récupérant la solution issue du filtre presse (8), un réservoir de neutralisation (10) dans lequel la solution est neutralisée suivi d'un réservoir de solution neutralisée (11), et caractérisé en ce qu'il comporte en outre une unité d'évaporation (12) recevant la solution neutralisée du réservoir de solution neutralisée (11), un réservoir d'eau distillée (17) recevant l'eau de l'unité d'évaporation (12), un réservoir de solution salée et concentrée (15) recevant la solution quittant l'unité d'évaporation (12), un système de filtration (16) filtrant la solution salée et concentrée et produisant des résidus solides et une solution résiduelle, et des moyens de pompage pour transférer lesdites solutions de l'un desdits réservoirs dans l'autre.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour amener la solution résiduelle filtrée issue du système de filtration (16) dans le réservoir de floculation (7).

11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un réservoir d'eau (19) recevant de l'eau adoucie d'un adoucisseur (18) et l'eau distillée du réservoir d'eau distillée (17), un réservoir de mélange de solution d'essuyage (20) produisant la solution d'essuyage fraîche recevant l'eau du réservoir d'eau (19) et relié au réservoir de solution fraîche (21).

12. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que la solution d'essuyage fraîche contient de l'eau adoucie, de l'huile de ricin sulfonée et de la soude caustique NaOH.

13. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que la solution d'essuyage fraîche contient environ 98,5% d'une solution aqueuse, environ 1% de soude caustique NaOH et environ 0,5% d'huile de ricin sulfonée.

14. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour ajouter de la soude caustique NaOH et de l'huile de ricin sulfonée dans le réservoir de mélange de solution d'essuyage fraîche (20).

15. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour ajouter du chlorure de calcium CaCl₂ et du chlorure ferrique FeCl₃ dans le réservoir de floculation (7).

16. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 15, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour ajouter de l'acide chlorhydrique HCL ou de l'acide sulfurique dans le réservoir de neutralisation (10).

17. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte un deuxième réservoir de recyclage par ultrafiltration (4) et une deuxième unité d'ultrafiltration (5) suivant l'unité d'ultrafiltration (3) et en ce que la sortie de la deuxième unité d'ultrafiltration (5) délivrant une solution claire est reliée au réservoir de solution fraîche (21).

18. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 17, caractérisé en ce qu'il comporte une deuxième unité d'évaporation (14) suivant l'unité d'évaporation (12) et en ce que le réservoir d'eau distillée (17) reçoit l'eau de la deuxième unité d'évaporation (14).

Dessins