溶剤回収装置 3種類の実運用プロセス比較――吸着式 / 冷凝式 / 蒸留式 印刷所経営者が環境改善措置を受けた際に最初に計算すべき3つの費用
💡 💡 一言で理解
溶剤回収装置は、印刷工場における最も高額な環境対策投資です。選定にあたっては、3つの観点で収支を計算する必要があります。① 回収率とコスト削減率は一致しません。実際の収益＝回収量×浄化後の再利用率（60%-75%）×単価－年間運転電力費－保全費用。同じ条件では、吸着式は投資回収まで0.7年、蒸留式は2.8年です。蒸留式は節約を目的とするのではなく、純度と処理量を重視しているからです。② 加工方式の選択は溶剤成分によって決まります。3種類以内で安定している場合は吸着または凝縮を選び、5種類を超えて溶剤が頻繁に変化する場合にのみ蒸留を検討します。③ 敷地と法規制適合が実際の敷居となる――蒸留式は20㎡、吸着式はHW12の固体廃棄物区分の追加が必要。予算が限られている場合、発生源での削減（UVインクへの変更と溶剤の一元管理）の方が、設備的投资よりも常に費用対効果が高い。
2023 年 9 月、当社は是正通知を受け取りました。排気中の VOCs が管理されていない逸散排出について基準値を超えていたため、年末までに対策設備を設置し、安定した運転を確保するよう求められています。
当時、工場では同時に2つのことを進めていた。溶剤インキは引き続き使用されており（パッケージ印刷を行う顧客の中には、水性インキへの変更を認めない顧客もいた。色差の検収で合格しないためである）、一方、別の機械ではすでにUVインキへ全面的に切り替えられていた。2つの方式が併存していたため、「溶剤インキの生産停止」という手段で問題を回避することはできなかった。
社長は3つのプランを机上に並べました。
店主が現実的な質問をした。「我社の年間溶剤購入額は80万なのに、58万を回収するまで何年かかるのか」
この質問はまさに的を射ています。加工方式を誤った印刷会社，是因为技術を知らないためではなく、次の3つの採算を明確に把握していないためです。この）では、その3つの採算を詳しく説明します。
最初のVISION：回収率は節約率に等しくない
これは最も計算間違いが起きやすい数値です。
ある機械が年間に溶剤 40 トンを使い、回収率が 90% であれば、理論上36 トンを生産工程に戻して再利用できます。36 トンの溶剤代を節約できる听起来ます。
しかし、実際に計算するとそうではありません。回収した溶剤をそのままインクタンクに戻すのではなく、複数の工程で損失が生じます。
第一、浄化後も補充が必要です。吸着式と凝結式で回収した溶剤は「混合溶剤」であり、その中には水、アルコール、少量のインキ顔料などの不純物が含まれています。生産に使用するには、新しい溶剤と一定比率で調合する必要があります。当工場の実績では、回収液を直接使用できる割合は 60% から 75% の間です。
第二、揮発損失。回収装置の運転中に、溶剤の一部が密閉系から失われます。この部分は「跑冒滴漏」と呼ばれ、通常は 3% から 8% です。
第三、エネルギー消費を差し引きます。凝縮と蒸留では、圧縮空気、制冷または加熱が必要となるため、その電気代を利益から直接差し引きます。
したがって、実際の式は次のようになります。
年間収益 = 回収量 × 浄化後に再利用できる割合 × 溶剤単価 − 年間運転電力費 − 保守消耗品費
私たちの数値で試算してみましょう：
40 トン × 90% 回収率 × 70% 再利用率 = 25.2 トン。溶剤単価を 1.1万元/トンとすると、年間 27.7万元 節約できます。凝縮式は年間運転電力費＋保守費が約 7万円 で、純利益は 20.7万円 です。58万元 の蒸留式設備への投資は、投資回収期間に 2.8年 を要します。
また、18 万元の吸着式は、36 トンの回収量 × 75% の利用可能率 = 27 トンとなり、年間 29.7 万元節約できます。年間運転コストは約 4 万元で、純収益は 25.7 万元です。静的投資回収期間は 0.7 年です。
ここには直感に反する結果がございます：同じ溶剤消費量であれば、吸着式の方が蒸留式よりも多く稼げます。これは、蒸留式に追加投資が必要なのは「純度」と「処理量」の確保のためであり、コスト削減のためではないからです。
2つ目の帳面：溶剤成分で利用できるか否かが決まる
この3種類の加工を本当に分けるのは価格ではなく、使用する溶剤です。
当時、当工場の溶剤状況は次のとおりです。オフセット印刷にはアルコール溶性の混合溶剤（エタノール＋酢酸エチル＋酢酸ブチル＋少量トルエン）を使用し、純酢酸エチル専用の設備も1台配备していました。溶剤の種類は3種類以下でした。
ある印刷会社が同時に 8 種類から 10 種類の異なる溶剤を使用する場合（例として、水性インキと溶剤インキ、UV、OCA、および各種特殊加工用の洗浄剤など），次のような問題が生じます。
吸着式における課題は、吸着剤の選定です。溶剤ごとに分子量、極性、沸点が大きく異なるため、1種類の吸着剤ですべての成分を同時に高効率で吸着することは困難です。実際には、2～3つの吸着单元を並列に配置し、それぞれに異なる吸着剤充填します。これにより、設備数量と設置面積がともに係数倍となり、投資額は直接2倍になります。
凝縮方式の課題は沸点の差です。凝縮は、気体の溶媒を露点以下まで冷却して液体にする原理に基づいています。混合溶媒の沸点範囲が広すぎる場合、例えば水20%を含む水溶性溶媒の混合液では、低沸点成分と水が同時に凝縮されるため、回収液の純度が非常に低くなり、廃液として処理也只能となります。
蒸留方式の強みはここに表れます。精留塔は沸点に応じて分留し、異なる成分を分けて回収できます。沸点の高い酢酸ブチルも回収できますが、前提は供給される混合物の組成が比較的安定していることです。日々入社する溶剤の成分が異なる場合、塔の運転条件を頻繁に調整する必要が生じ、逆に安定運転が難しくなります。
したがって、溶剂選定の最初の問いは「『あなたの溶剤は何種類ありますか？成分は安定していますか？』」となるでしょう。答えが「3種類以内で安定している」なら、吸着または冷却凝結で十分です。一方、5種類を超えて内容が頻繁に変わる場合は、蒸留を導入するか、先に溶剤管理（統一采购、統一回収、集中調合）を整える必要があります。
第3つの帳面：场地と法規制適合が本当の関門
多くの印刷وارع価格比較を行う際に設備価格だけを確認し、次の2点を見過ごしています。
?n
法規制適合の勘定。この3種類の装置は、環境規制への適合性における位置づけがまったく異なります。
ここで見落としやすい点があります。吸着式は安価ですが、固体廃棄物（廃吸着剤）を生じます。印刷所がすでに危険廃棄物の管理対象であれば、固体廃棄物の種類が1つ増えるごとにリスクも増えます。凝縮式と蒸留式では液体廃棄物が発生しますが、液体廃棄物は印刷所ではすでに一般的な管理対象であり、むしろ管理コストは低く抑えられます。
最終的に選ばれたのは 32 万の復水式です。理由は明確で、次のとおりです。
まず、溶剤成分は凝縮の前提条件を満たしている。溶剤は3種類のみで、いずれもアルコールエステル類であり、沸点幅を制御できる。
第二、敷地に収めることができます。12 ㎡を既存の排気管の横に配置し、消防設備には手を触れていません。
第三、固体の廃棄物の新しい区分は追加していません。凝縮水は工場の廃水前処理に接続されており、測定データも正常です。
第四、溶剤インクから UV インクへの切り替えを同時に進めました。2 台目の機械の改造が完了すると、溶剤の使用量が 60% 減少し、回収装置の負荷も下がりました。2 つの対策を合わせた結果、2 年目で設備コストを回収できました。
予算が1セット分の購入しかない場合、最初に何をするべきか
これは，老板が私たちに问了最後の質問であり，答えは設備の購入とは無関係かもしれない。
溶剤使用量の削減は、回収よりもコスト面で有利です。毎年 80 万の溶剤を使用する場合でも、加工方法の変更（UV インク、水性インク）によって使用量を 30 万まで減らせば、対策設備の規模、エネルギー消費、回収液的処理量がいずれも同比で低下します。回収装置は「末端対策」であり、使用量削減は「源头対策」です。源头での削減の方が常に安く済みます。
溶剤を一元管理するほうが、設備を購入よりもコスト面で有利です。購入、回収、調合を一元化すれば、まず溶剤の種類を 8 種類から 4 種類以内に抑えられ、回収設備への投資額を下げるとともに、回収率も高くできます。
設備を購入するのは最後です。溶剤の種類と使用量が確定してから、3種類の加工プロセスを比較します。この時点での価格比較には意味があります。
当社工場で最終的に選んだ投資順序は、まず 12 万を投じて 1 台を UV インク対応に改修したところ、溶剤使用量を 60% 削減できました。次に 32 万を投じて凝縮式を導入し、合計は 44 万です。最初から 58 万の蒸留式を導入していれば 14 万余計にかかり、加えて改修した製造機の処理能力の大部分が蒸留式では使われない結果となります。
関連情報
VOCs対策には、ひとつの対策が他の要素にも波及し、全体の整合性が問われるという難しさがあります。これら数編は、併せて読むことで全体像が把握できます。
よくある質問
回収率90%なら、溶剤費の90%を節約できるということですか？
いいえ。回収液は、浄化してから所定の割合で調合する必要があります。そのまま再利用できる割合、通常は60%-75%しかなく、さらに揮発損失3%-8%と年間運転電費を差し引く必要があります。正確な計算式は、回収量×浄化後の再利用率×単価−年間運転電費−保守耗材費です。
3種類の加工方法该如何选择？
まず溶媒成分を確認します。成分が3種類以内で安定している場合は、吸着式または冷凝式を選びます。5種類を超えて絶えず変化する場合は、蒸留式を導入するか、先に溶媒を一元管理してください。次に、敷地と固形廃棄物の規制要件を確認します。吸着式ではHW12の固形廃棄物（使用済み吸着剤）が発生し、冷凝式と蒸留式では廃液が発生します。
回収率の高い蒸留式なのに、なぜ投資の回収が遅くなるのでしょうか？
蒸留方式に追加投資をご検討いただく場合、得られるのは純度と処理量であり、コスト削減ではありません。投資額が高く、設置面積が大きく、エネルギー消費量も多いため、同じ溶剤消費量でも純利益が吸着方式を上回るとは限りません。処理量を十分に拡大して初めて採算が成り立ちます。
回収装置を買う予算が足りない場合、先に何をすべきですか？
まず使用量の削減から着手します。UV インキや水性インキに変更できる工程は先に変更し、溶剤の一元管理によって溶剤の種類を 8 種類から 4 種類以内に抑えます。溶剤の使用量と成分が確定した後に回収装置を選定すれば、規格は 1 つ小さいものを選べます。
吸着式処理で発生する廃吸着剤は、危険廃棄物ですか？
を含む廃吸着剤は、HW12の危険廃棄物にあたるため、管理台帳、移転伝票、遵法な処理契約が必要です。印刷所がすでに危険廃棄物の検査重点対象に指定されている場合、吸着式を採用すると、固体廃棄物に新たな区分が加わります。
回収装置の年間電力費はどのくらいですか？
風量と加工方法によって異なります。蒸気式は中型機で通常、年間の運転電気代が5万元から10万元で、蒸留式はより高く、吸着式が最も低くなります。見積書作成時には、必ずサプライヤーに「年間の運転電気料金」を個別に明記させ、機器購入の総額だけを見ないでください。
装置の稼働開始後、どれどのくらいで環境保護に関する検査に合格できますか？
现地の監視要件や排出基準の解釈基準によって異なる关键是、施設が竣工しても基準を満たしているとは限りません。処理施設の運転記録、廃液の処理台帳、オオンライン監視データを整備する必要があります。調達契約には「試運転調整を行い安定運転まで実施するほか、验收に必要な台帳の様式を提供する」旨を明記することが望まれます。