市场困局促进凹印行业转型升级

薛志成

当全国人民沉浸在9.3大阅兵的豪情壮志时，陶醉在强烈的民族自豪感时，我们还享受了一次空前的福利—阅兵蓝。可是几天过后，雾霾又深深包裹着整片天空，作为印刷包装行业的一名资深人士，笔者陷入了深深的沉思……

在我国，为包装行业做出巨大贡献的凹印工艺在经历了近20年的高速发展后，再次面临市场的挑战与洗礼。由于凹印过程存在大量VOCs排放，因此正面临着巨大的环保压力。欧美国家早在20年前就立法保护环境，对VOCs排放做出规定和限制，而我国VOCs治理却刚刚起步，还存在众多问题需要解决。

除了VOCs治理之外，降低能源消耗也是当前行业的强烈呼声。此外，我们还观察到凹印设备面临的发展趋势：设备更加智能化；对降低劳动力成本的要求越来越高；对设备效率的要求越来越高；对降低能源消耗的要求越来越高；对设备操作的工作环境要求越来越高；要求对产品整个生产过程进行管控；“量化价值”成为客户评估、决定投资项目的不二途径。

这些问题看似错综复杂，但细细分析总结后，就可以得出凹印行业的发展趋势：环保、节能、智能工厂。

环保

2012年，国务院正式批复《重点区域大气污染防治“十二五”规划》，首次把VOCs污染控制作为建设项目环境影响评价的重要内容，首次在国家性文件中明确VOCs的处理和减排目的。《规划》中还提出了重点控制区域和重点排放企业，重点控制区域内的企业将受到严格的监控和管理。

近期出台的一系列国家和地方法规更是剑指印刷行业，例如，北京市从今年10月1日起开始征收VOCs排污费，通过挥发性有机物清洁生产评估、排放浓度低于或等于本市排放限值的50%，且当月未因污染环境受到环保部门处罚的，收费标准为每千克10元；对于存在未安装废气治理设施、废气治理设施运行不正常或挥发性有机物超标排放等环境污染行为的，收费标准为每千克40元；其他情况收费标准为每千克20元。上海市、江苏省印刷行业VOCs排放收费标准也在制定中。这些规定都将促进印刷行业尤其是凹印行业的产品升级和企业转型。

凹印行业VOCs治理方法主要有回收技术和RTO蓄热氧化技术两种，但国内的相关技术还不是很成熟，仍存在一些问题，如吸附率快速下降、溶剂酸化、安全问题以及混合溶剂后期的分离处理等。

因此，采取一套行之有效的方法和高品质的设备才是应对问题的法则。对单一溶剂进行吸附→回收→冷凝→精馏，得到高纯度的溶剂，实现溶剂的循环使用，既环保又有经济效益。采用RTO蓄热氧化技术对排放的混合溶剂进行处理，并对热能进行回收利用，这样才是最为有效的处理办法。而且，在进行这两项VOCs处理措施之前，对原有设备进行改造，加装LEL安全循环装置，可以降低VOCs回收设备和RTO蓄热氧化设备投资的40%以上。陕西北人引进的欧洲氮气低冷凝溶剂回收装置（如图1所示，其原理如图2所示），整体回收率高于国内同类设备20%；引进的欧洲RTO蓄热氧化装置（如图3所示，其原理如图4所示），VOCs去除率高达98.0%～99.8%，热回收效率高达95%。

节能

凹印过程在排放VOCs的同时，还会消耗大量热能，这些热能主要是印刷干燥本身所需的溶剂汽化潜热以及VOCs尾气带走的余热。按照传统凹印的溶剂使用量计算，一个色组的理论加热功率只需5～10kW，而实际上干燥功率往往达到30～72kW，甚至更高。凹印干燥所需能耗占整个产品成本的2%～5%，而凹印企业的利润也大约维持在这个水平。如果有某项技术使传统干燥的能耗降低一半，那就意味着凹印企业的利润会翻番，因此，高效节能的措施应用而生。陕西北人率先在国内引进两种高效的节能方法：热泵和热管。

需要注意的是，在凹印所需干燥温度低于100℃时使用热泵，高于100℃时使用热管。

1.热泵

热泵通常可节能60%～70%，全国25%的印刷企业使用电作为加热的能源，如果这些企业都改为热泵加热，那么全国印刷行业每年可节约电能10.2亿度，相当于刘家峡水电站2个月的发电总量（刘家峡水电站的年发电量为60亿度），也相当于减排10万吨二氧化碳。截止今年9月份，全国印刷行业热泵装机已超过1000台。

2.热管

热管以前被广泛应用在宇航、军工等行业，自从被引入散热器制造行业，使人们改变了传统散热器的设计思路。

热管换热器的工作原理如图5所示，排风经过热管换热器的蒸发端，热管一端受热，毛细管中的介质液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端（冷凝端），新鲜风通过冷凝端时，热管中的介质蒸气遇冷释放出热量，重新凝结成液体，液体则沿热管内部多孔材料靠毛细力的作用流回到蒸发端，如此循环不止，热量由热管一端传至另一端。热管的传热原理是靠管内介质的相变来进行，高效且迅速，传热效率最高可达到60%以上。由于依据蒸发原理设计，热管工作温度越高，节能效果越明显，其节能率通常在35%～55%。

智能工厂

汽车制造、化工、物流等诸多行业正在发生变化，以工业3.0作为基础向工业4.0迈进。在全球工业4.0背景下应运而生的智能制造与智能工厂迅速扩展起来。

传统的凹印工厂依据人工的技能和纸质的信息流进行生产，效率低，能源和材料消耗高，企业大而不精，缺乏市场竞争力。目前，全国凹印行业仍处于2.x时代，甚至更低。为此，陕西北人依据凹印行业的特点，制定基于数字化的智能工厂发展模式。

智能工厂是一个复杂的庞大系统，主要由智能物流系统、企业管理软件、生产信息采集系统和智能生产设备4大部分组成。通过各系统协同工作，构建功能完备、具有高度自动化的智能数字化工厂。在智能数字化工厂中，设备与设备、人与人、人与设备互联，即系统中的物理对象在信息系统中进行通讯，并进行跨界信息交流，各个系统实现跨越整合。

在智能工厂中，凹印设备不再是唯一或独立的主要生产设备，而是整个智能生产过程中的一个环节。整个系统实现智能调度，从智能仓库自动运送材料到凹印设备，设备自动完成上下卷，无需设备操作人员装卷和卸卷。整台设备的工艺参数都由MES系统发送到设备，设备自动读写并完成参数的设定。设备操作人员只是起到监督检查的作用，可减少50%的人力。

传统凹印设备都具备如下功能：全自动上下卷技术、全自动裁切技术、智能预套印技术、智能自动上下墨技术、自动清洗技术、智能数据管理系统、与云服务中心对接技术。随着以上技术在凹印行业的应用，传统凹印工厂将面临重新洗牌和整合，低效、不环保的小企业将被迫关停并转，市场的无序竞争将变为有序竞争，从而促进凹印行业的健康发展。