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独家!适合中小软包装企业的源头减排、末端治理新方案!
时间:2019-05-31   来源: 网络   阅读:600次

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文:《包装前沿》范军红  沈晓芸


5月20日,广州市番禺祈福酒店。

中国印刷及设备器材工业协会绿色印刷及VOCs治理工作委员会、广东包协情报委、《包装前沿》主办,广东环葆嘉节能科技有限公司、陕西北人印刷机械有限责任公司、大连奥特马工业有限公司协办第六届包装印刷行业VOCs治理技术交流会暨软包装绿色创新技术论坛进入第二天的议程。(第一天会议内容传送门:包装前沿】独家!经济可行,环保达标才是硬道理!——第六届VOCs治理会议广州召开



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会议现场

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会议由VOCs委员会(联盟)副主任委员·广州通泽机械有限公司董事长  

左光申先生主持

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        中科丽颜科技有限发展公司技术总监  魏洪涛先生介绍软包装行业绿色凹版印刷整体解决方案


中科丽颜从国内软包装印刷行业市场实际情况和技术水平出发,开发了一种可以达到原溶剂油墨印刷质量同等品质、具有可替代性的水- 醇凹印油墨。该油墨体系保留了原溶剂型油墨的功能架构,把挥发性有机溶剂油墨里的苯、酮、酯、醚等有机溶剂去除,用纯水和符合国标GB 10343-2008 的食用酒精代替。由于水醇的汽化热比甲苯、丁酮、乙酯高数倍,因此VOCs的无组织排放大幅度减少;同时由于在印刷过程中,维持印刷粘度所需的稀释剂也大比例降低,总的VOCs排放量远低于溶剂型油墨,是凹版印刷行业源头削减可靠又可行的解决方案。中科丽颜水- 醇凹印油墨已经在华新彩印成功应用了多年,印刷效果达到客户要求。

本次会议上魏总重点介绍的是大家关心的应用水-醇油墨后的乙醇如何处理的问题。

魏总介绍的是乙醇回收利用方案:

利用水与乙醇无限混溶的性质,以水为吸收介质,将凹印过程中产生的乙醇废气吸收,达到一定浓度后(乙醇含量≥3%)将乙醇吸收液蒸馏,使回收的乙醇含量达到60%以上,将回收的乙醇溶液加入油墨中作为稀释剂使用,而废水继续做为回收介质重复使用。整个过程无废水排放,末端VOCs达到国家相关标准。

工作流程:

将烘箱和车间排出的废气经过冷水风机降温到40℃以下。

在旋流塔内,水流与废气充分混合,其中的乙醇溶解在水里进入水箱。其乙醇吸收效率在90%以上

从旋流塔出来的空气进入静电除湿塔,其中含有乙醇的水雾凝结下来流回水箱。

从静电除湿塔中排出的空气进入大气,检测其VOCs含量,并将数据传输至相关环保监测机构。

待水箱中乙醇浓度达到3%以上时,将乙醇溶液送入小型酒精蒸馏装置中,升温至80℃左右,蒸出其中的大部分乙醇。

将蒸馏后的水送入水箱中继续使用。

上述整个工作过程无高温、无明火、占地少、投资小,回收的乙醇(浓度大于60%)可以作为稀释剂加入油墨中继续使用。

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对于水墨印刷的另一大难题——干燥,魏总介绍了一种新的干燥设备——微波烘箱。水是极性分子,在微波电磁场的作用下会快速地升温气化蒸发。微波烘箱可以让水墨里面的水快速汽化蒸发,印刷基材上的墨膜达到完全干燥,保证印刷质量和生产效率需求。

针对水以及中和剂容易在墨膜中残留,从而影响复合强度和复合效果的问题,魏总介绍了一种印后辅助干燥技术——真空干燥装置,在真空负压下,水的沸点降低,从而可以很容易从墨膜中脱出。该技术不影响生产过程,能耗更低。

采用水醇油墨印刷产生的废水及废旧包装可以用水和洗衣粉清洗干净,回收再利用,将产生的废水和印刷过程中洗版和墨槽产生的废水收集起来,加入有机絮凝剂或氯化钙溶液,沉淀后过滤。有条件的厂家可以用板框压滤机压滤,同时将废水加气氧化降低COD含量至达标排放。这种方式占地面积小、设备投资少。

软包领域采用水-醇油墨印刷,不仅解决了传统溶剂油墨的毒害、污染问题,而且随着废气中乙醇回收再利用技术的成熟和完善,软包凹版印刷厂基本不需要购买、储存大量的有机溶剂,降低成本,减少安全隐患。


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广德美好包装科技有限公司总经理  张建平先生分享软包装凹版油改水经验与工业化应用成果

从2016年开始测试到2018年中成功应用水墨量产软包装,美好包装经历了很长一段时间的摸索。美好包装张总和大家分享了“油变水“的应用过程并分享了自己的经验。

水墨凹印被人诟病的主要缺陷,美好包装都遇到了:

1、干燥

使用旧的版辊干不了,只能放慢速度来印刷;

把版辊改浅后,上墨量低,速度可以提升,正常1~2个满版色、图案不复杂可以达到180m/min,简单的只有一两个色的,印刷速度可以达到200m/min。

2、颜色变浅

印了几十万米后,颜色变浅。这个主要是油墨的复溶性问题。水墨为了达到干燥目的,一般会加快干剂,印刷后,图案表面可以快速干燥。但正因为如此,会严重影响油墨的复溶性,不仅颜色会变,而且极易堵版,并且堵版后还极难清洗。这一点也会影响耐印率

张总表示:在长期的测试过程中,发现油墨的性能是决定成功与否的关键! 

从2016年开始测试,2017年小批量生产到2018年5月成功大批量生产,一年多的时间里,美好测试了各种基材的水墨印刷效果,并寻找多家胶水来配合水墨、匹配不同的熟化时间来摸索最佳的工艺参数。

在经过多个产品的比对后,美好包装最终选择了福建某企业的聚氨酯体系水墨。因为现在后序的复合环节,企业大多选用的也是聚氨酯体系的胶水,同体系的油墨和胶水,相溶性更好,复合牢度强

这款水墨里面,油墨生产商已经加了15%的醇,在印刷时,如果是印刷BOPP,稀释剂可以直接加100%纯水,因为BOPP密度低,对水的释放性比较好,容易干;而如果是印刷PET,因为PET密度较大,对水的释放性差,因此需要加一点醇加速干燥。所以,美好在印刷PET时,即使用的是水墨印刷专用设备,速度仍然只会开150m/min,以确保干燥。 

虽然速度仍然没有上来,但是水墨印刷的产品已被美好的品牌客户三只松鼠、西域美农、百草味、九阳豆浆等接受,而众多精美的面膜袋也已经接受了水墨印刷。

目前,美好包装已经实现了100%产品的水墨印刷。

张总认为,要推动塑料凹印水墨的应用,需要印刷设备、油墨、胶水和彩印企业共同配合,在大量数据的基础上,摸索出最适合企业的产品和工艺。

关于水墨使用成本,张总的感受是综合成本大大降低:

1、油墨使用量少

与传统的溶剂型油墨配方设计相比,水性油墨具有高色含量、低粘度和浅版印刷的特点,每平方米印刷油墨使用量比溶剂型油墨减少约30%~50%。 

2、溶剂使用量少

传统的溶剂型油墨在印刷过程中,需要不停地添加溶剂以保证工作粘度,而水性油墨则不需要,因此,比溶剂型油墨减少溶剂使用量20%左右。 

3、费用支出少

水性油墨的溶剂主要使用普通的自来水,降低了有机溶剂的采购、运输、储存等环节的费用。 

4、2019年1~4月水墨产品销售额439.752万元,产量181.64万平方米,使用水墨10.9吨。平均油墨耗用量5.9g/m2(湿墨)。


印刷厂使用醇水油墨的原则是:

印刷速度不能降低,产品质量不能降低,生产成本不能提高,这三个问题统筹解决有难度。


因此,对于软包装企业目前应用水墨,张总建议:

1、通过实践检验,印刷机不进行烘干箱改进,达到溶剂性油墨的印刷速度是不现实的,提高醇水油墨溶剂的无水乙醇比例,可以适当的提高印刷速度。 

2、产品印刷质量指的是印刷颜色的饱和度(颜色鲜艳)、再现性(图案文字不丢失网点)、遮盖力(满足不同公司遮盖力指标的要求),醇水油墨目前做到这点没有太大的问题。 

3、醇水油墨印刷要改印版会增加比较大的成本,目前醇水油墨可以在彩色印刷时,版辊不用改,只是印刷满版油墨时,版辊需要改(主要指白版),不会过多地增加成本。 

4、烘干箱进风量、排风量、循环风量的调整非常重要(指存量印刷机),一般印刷醇水油墨需要很好的干燥性,所以需要最大的风量解决干燥问题,在使用醇水油墨时进风量调整尽量大,循环风量适中,排风量以承印物的幅宽进行调整,在烘干箱的进料口呈微正压力为宜。 

5、醇水油墨的润滑性不好,刮刀角度要适当调整为≥45°并≤65°,刮刀最好使用耐磨的陶瓷刮刀。 

6、烘干箱的温度调整也非常重要,根据承印物的软化温度进行调整。一般情况下印刷版周长不能小于工艺版周长的2‰(长度、宽度尺寸要满足后加工工序的最终产品要求,参照GB/T10004-2008中的5.3.3袋的尺寸偏差)。

7、醇水油墨稀释剂中乙醇回收回用可以降低成本,回收水和乙醇的混合物,不需要精馏提纯,只需要强制过滤就可以回用

在环保治理重压下,众多中小软包企业为投不起末端治理VOCs设备而倍受煎熬之时,美好包装成功应用水墨无疑给大家带来了希望:水墨可行!

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竹田精机(大连)工业有限公司社长  大竹茂好先生介绍适合塑料薄膜水性油墨印刷的新型高速凹印机

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营业部部长 金灿先生 翻译

大竹茂好先生针对水墨印刷难干燥的问题,重点介绍了竹田精机新型高速凹印机的烘干系统。

大竹茂好首先分享了一组水墨印刷数据:采用竹田精机新型高速凹印机,使用北京雄鹰油墨,使用慈溪新华自带印版,全水墨印刷7色,印刷速度320m/min,溶剂配比30%醇,70%水,印刷宽度800mm,印刷版辊周长500mm,印刷材料BOPP(20μm),干燥及印刷效果均达到客户要求。

1、干燥

水墨印刷机要提高烘干效率,必须减少烘箱内气流流动阻力,科学设计烘箱烘道结构,降低风阻,并且烘箱材料需要解决水性溶剂影响的锈蚀问题。

因此,竹田精机的烘箱采用不锈钢内胆和镀铝镁锌硅钢板,可保证其30年不锈,防止铁锈脱落导致的薄膜污染。

采用特殊断热材料,可防止热量散失,有效保温节能。

配有微负压传感器,内温与风量的传感器和控制器,电动和气动风阀,可直观获取数据,通过计算机精密计算风压风量,并精密控制风量以保持风压恒稳。

采用V型风嘴结构,防止热气溢出。

采用特殊可局部封闭喷嘴,有效提高风速,适用水墨印刷。

采用特殊3D风嘴,实现慢干燥和快干燥的任意调整。

同时,大竹茂好强调,在风机进口和出口的连接部分,应尽可能提供均匀而且直的气流状态,避免涡流现象,减少内能耗。

2、刮刀

水性油墨印刷中,当刮刀角度过小时会出现线条扩缩严重的现象。当刮刀存在破损,有缺口,或者压力过大造成跳刀时,会产生刀线。鉴于这种情况,竹田精机制造的刮刀,整体采用铸件结构,增加结构稳定性,对于刮刀摩擦的震动有优秀的吸收能力,整体运行流畅,稳定,无震动,并配有刮刀角度显示功能,可快速确定和调整刮刀角度,杜绝不良品产生。

水性油墨的润滑程度相对于溶剂型油墨差,也就是刮刀和版辊之间的摩擦力增大,为防止出现刮刀筋和版罩现象,以往都是单纯增加刮刀压力,解决问题的同时却让刮刀和版辊加速磨损,于刮刀和版辊的寿命不利。竹田精机提高了刮刀装置的整体精度和强度,零部件加工精度在0.001mm,是国内标准的10倍,考究的材料使用,可以确保刮刀压力均匀稳定。

水墨印刷须频繁拆卸刮刀,调整刮刀角度与压力,乃至更换损坏刮刀。传统刀架采用螺丝固定刮刀,每次拆卸更换费时费力并且极易磨损,竹田精机设备采用一键式刮刀,轻松效率更换刮刀,单组拆装刮刀不超过3分钟。刮刀及版辊附近零件采用特氟龙处理,后续清洁方便,减小工作量,节约大量时间。

总的来说,竹田精机设备制造全面进入高精度制造3um时代,比以前设备提高精度10~12倍。寿命增加3倍,接近30年使用寿命。电气控制部分全面进入工业3.0时代,正在向4.0时代和5G时代快速跃进。结合日本先进技术,设计更人性化,更加符合印刷机实际应用,提高印刷效率;通过独特设计和改进,减少生产中的浪费,让客户持续节约成本;经过多年积累,简化设备操作,人性化使用,降低操作人员强度,减小操作难度,简单易学,可以更快掌握设备操作。


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深圳创视智能视觉技术股份有限公司事业部总经理  宋宝富先生介绍制袋机收袋与打包智能化配套设备的研发

塑料软包装制袋机的产品种类繁多,深圳创视智能经各方面调研,发现行业中很多制袋厂存在着以下痛点:

1、大量手工作业,人力成本高;

2、产品质量控制难,成品率低;

3、人工肉眼检测软包装袋,手工包扎成捆、劳动量大、漏检率高。

为此, 深圳创视智能研发了一款软包装袋质量检测、自动包扎系统,并获得一项发明专利、一项实用新型、一项软件著作权。

目前,制袋机最快速度是每分钟300刀,最多5列通道,包装袋形状、尺寸品种繁多,制袋过程中,制袋机部分主要机械结构。

深圳创视智能开发的软包装袋自动收料智能包扎设备可以用于制袋机的所有产品自动收料、捆扎、打包,处理能力为每分钟350刀以下。

主要功能包括

1、自动取料:模切后的包装袋经吸风皮带自动多通道同时接收成品料。

2、变向传输:将上工位输送过来的多通道包装袋排成一队列加速前行,保证下一批包装袋到来之前传输到下一个工位,同时改变传输方向,便于后续计数、检测、捆扎。

3、自动计数:通过光电传感器准确计数,用于打包、NG排废。

4、自动堆垛:按设置的计数参数,通过传感器计数,自动整齐堆垛。

5、整垛传输:传输机构把整齐堆垛好的包装袋平稳输送到包扎存储区。

6、自动包扎:抓手会把存储区的整垛包装袋放到包扎区,自动包扎。每次打好的小包暂存到存储区,直到设定的小包数量准确到齐后,全部返回包扎区,然后打成一大包完成一次作业。

通过使用这套设备,有望打造软包装袋智能打包流水线,提高生产效率。

当然,在这套系统里面,还必须配备软包装袋印刷模切质量监测系统和软包装袋印刷模切质量检测系统,真正把人从人工检测里面解放出来,实现高效、精准的检测,并接入软包装袋智能打包流水线,打造智能制袋车间


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广东肇庆德通有限公司项目销售总监  张阁先生主讲环保型机器风机如何让VOCs收集与治理费用一降再降

德通成立于1982年,30多年来一直专注于风机的研发、制造与销售服务,拥有员工1000人,20万平方米生产厂房,是华南区域规模化的风机制造基地,产品远销售销100多个国家和地区。

张总详细介绍了如何通过选择高能效风机,降低企业能耗。特别是在VOCs末端治理设备中,风机的能耗占比很大,其中,RTO设备约占75%,CO设备约占95%。因此,选择高能效的风机可以大大降低VOCs治理费用。 

节能有几大关键点:

1、系统的优化设计

管道及系统设计的合理性,减少阻力。德通能够给企业提供协助和合理建议。 

2、选择高能效的风机

比如德通KTF产品,能效高达87%,比国标一级能效标准高出7%。

3、确保风机在高效区运行

高效区的意义:能效高,节能,运行稳定,延长使用寿命。如图所示:A点85%,B点75%。

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企业如何确定风机在高效区运行呢?

1、系统参数的确定:理论计算和经验估算结合;

2、专业检测:检测中心对风机及设备的检测 ;

3、现场检测:现场管道系统的综合检测。

同时,张总强调了风机质量稳定的重要性:如果因为风机故障,有可能带来的损失包括用户的直接损失、设备的回款以及售后和维护的成本。因此,企业应尽量选择专业的公司、设备、人员和工艺生产出来的优质风机,确保高效、稳定的生产,并确保节约能耗。


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西安昱昌环境科技有限公司总经理  苏翔宇先生解析燃烧法VOCs处理关键设备RTO选型技术  

苏总首先对RTO的节能性进行了对比,指出软包装工厂的RTO必需具备“闷炉保温”技术,才能适应淡季单班生产。要求停机12小时后,RTO炉内温度亦不得低于400℃

接着,苏总分析了各种旋转阀的优劣,并介绍了昱昌公司最新的旋转阀接触式橡胶密封方式:利用火箭发动机的密封技术,将接触式橡胶密封从“主轴径向动密封”改进为“迷宫式端面静密封”,极大地提升了旋转阀的可靠性。

随后,苏总介绍了适应中小型软包装企业的VOCs治理技术

中小企业设备数量少,开机率低,产品幅宽小,设备车速低,订单更换频繁,小批量订单居多,1-2小时就需要换版。因此,目前80%的厂家采用了活性炭吸附处理方式VOCs,此种方式不能够保证长期排放达标,必须频繁更换活性炭,更换活性炭、处理危废活性炭都会产生相当大的费用。 

因此,昱昌为这类中小型企业推出了经济可行的治理方案: 

自制串联减风增浓系统+专业旋转RTO(“果果”)+RTO自运行+无组织采用活性炭吸附

以1~2台印刷机+1台干式复合机为例,这套系统需要投资100~150万元,运行费用为7~10万元/年(增加电费),可间断回收热水用于取暖、洗澡。

“果果”旋转式RTO技术特点:

1、采用旋转式 RTO 结构,保障稳定可靠的净化效率和节能性;

2、设置 8 个蓄热室,田格式布局,温度分布更均匀;

3、旋转配气阀外置,并采用橡胶接触式密封;

4、体积小、散热损失少,自运行功耗更低;

5、工厂一体式生产制造完成,运输、安装方便;

6、天燃气、电两种能源型式选择,适应中小项目和旧厂改造;

7、批量化流水线制造,超级性价比。

这套解决方案简单有效便宜,减风增浓效果不错,非常适合小幅面、低速机,但缺点是地排抽风效果不好。

为此,苏总特别介绍了无组织气流收集及处理办法

1、减少无组织挥发(源头管控):油墨槽加盖、油墨桶封闭、烘箱负压、管道及阀门密闭检查控制车间温度;

2、无组织废气围挡;

3、设置无组织废气排风系统;

4、无组织废气处理:无组织废气未来一定不能“偷排” ,应采用沸石转轮吸附浓缩后,送入RTO处理。


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佛山安洁保节能设备有限公司总经理  林建东先生介绍适合中小软包装企业末端治理的新方案----TRO

安洁保公司自主研发的TRO回热式有机废气热力氧化系统是通过高效换热器,将燃烧后的烟气热量转移至待燃烧的废气,使废气在进入燃烧室前接近或达到自身燃点,可大幅减少废气燃烧所需要补充的天然气而实现节能,可用于处理中小风量、中低浓度的VOCs废气,VOCs废气燃烧处理后达标排放,最后对排放的烟气余热再进一步回收利用,减少企业烘干能耗成本。

1、超强的换热性能:进入废气与排出烟气的换热效率>80%;烟气温度比传统TO降低100℃以上;VOCs自燃浓度下降至6g/m3左右。

2、全新的换热技术突破传统TO以热传导为主的换热方式,融合了蓄热和热辐射换热技术,大幅提高换热效率和VOCs分解效率。

3、超高的温度耐受性:炉膛可长期耐受950℃以上的高温; 850~950℃高温下VOCs在瞬间彻底分解。

4、低风阻防堵塞风道:多弯流道取代蜂窝微孔流道,保证足够乱流前提下风道阻力少于 600Pa,大幅降低主风机的功率,主风机和助燃风机总功率为同等风量RTO的15%以下,可避免带粉尘废气对风道堵塞,可适用于涂硅使用。

5、设备结构稳定可靠:没有频繁动作的阀门机构,长时间运行维修率非常低,也没有需要更换的易耗品。

6、占地小迁移安装方便:设备一体化设计可整体装运;可放置于过道或平台或楼顶; 设备可当天就位并48小时内点火;设备迁移方便有利于短期厂房租户。   

7、 优异的性价比:适用于更大范围的废气浓度,溶剂处理量为同等风量RTO的2倍,2万风量的TRO其溶剂处理能力等同于4万风量的RTO,同等溶剂处理量比RTO投入减半。


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TRO  PK  RTO


以天然气 + 电力作综合节能指标对比

在较低浓度废气工况时RTO胜于TRO

在较高浓度废气工况时TRO胜于RTO

废气浓度分水岭在4.5g/m3

两者没有胜负之分

只是在不同场合各领风骚    

林总特别强调,TRO在解决排放达标的同时,更可节约大笔烘干能耗开支,就算环保没有要求也值得投资。未来,TRO还可与独立的吸脱附设备实现连线,通过TRO的余热热风和热力氧化功能分别对低浓度无组织废气进行脱附和热力分解。


微论坛·软包装行业VOCs治理成果、问题、对策

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主持:广东包协情报委秘书长·《包装前沿》总编范军红女士


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嘉宾(从左至右):

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杨   进:毕玛时(东莞奇妙)高级工程经理

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蒋   峰:四川塑料软包装专业委员会秘书长·成都天佑祥总经理

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王灿军:沧州市塑料包装商会副会长·沧州精彩总经理

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左光申:中印工协VOCs治理委员会副主任·广州通泽机械有限公司董事长

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李建军:中印工协VOCs治理委员会主任


具体论坛交流内容详见后续的微信报道及《包装前沿》2019年7月号


在前几届VOCs治理会议的基础上,第六届VOCs治理会议除了继续传达国家最新管控政策及法规,主要介绍的是源头替代技术及中小型软包装企业用得起的经济、可行、环保达标的末端治理技术。

李建军先生在对大会总结发言时表示,本次会议内容对大家的治理和发展有帮助,希望参会代表会后仔细梳理。已经有治理设施的企业 ,考虑如何运行好;还没开始治理的,要思考如何选择适合的解决方案。 

总的来说,本次会议本着务实的态度,为行业提供了经济、可行、环保达标的技术路线指引,希望大家认真学习,把会议上的内容和企业自身实际情况结合起来,选择最适合自己的环保发展路线。


    参观活动,收获满满!


下午参观了四家企业,分为两组参观,第一组是参观祥利和松德,祥利主要是参观安洁保的末端治理设备TRO,松德是参观无溶剂印刷机;第二组是参观华新彩印和广州通泽,华新彩印是醇水墨印刷生产,广州通泽是无溶剂复合设备最新机型和成果。具体参观内容请留意后续报道,并将刊于《包装前沿》2019年7月号。


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参观江门祥利(具体情况见微信公众号后续报道及《包装前沿》2019年7月号)

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参观中山松德(具体情况见微信公众号后续报道及《包装前沿》2019年7月号)

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参观华新彩印(具体情况见微信公众号后续报道及《包装前沿》2019年7月号)

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参观广州通泽(具体情况见微信公众号后续报道及《包装前沿》2019年7月号)


本文系包装前沿网(pack168.com)独家供稿,禁止转载、拷贝,违反者包装前沿网将追究其人和单位的法律责任。有疑问请致电020-85626447。 包装前沿网
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