第一情报 ---生物与医药

法国Sanofi-Synthelabo(赛诺菲-圣德拉堡)制药公司在节能方面的实践

制药业主要是化学制药业其实是化工行业的一个精细分支行业,生产过程中的废水、废热等污染源环境的影响不容小觑,同时对能源的消耗也是非常巨大的。尤其是化学原料药的生产属于污染大户,产生污染的原因是化学合成工艺比较长,反应步骤多,在原料的组成中,组成化学结构的原料只占原料消耗的5%~15%,而辅助性原料等却占原料消耗的绝大部分,而这些原料大部分转化为“三废”。为此,改进工艺技术,开展辅助性原料再利用研究,是减少环境污染的基础。
 
90年代初以来,制药工业已经引入使用了一批成熟技术和装备,以提高生产效率,降低物料和能源消耗。例如推广发酵计算机数据跟踪的最佳化动态分析、控制;膜分离技术;溶媒回收的渗透气化工艺;连续离子交换,相转移工艺等等。一些国际公司已经开始采用基因工程改进工艺,提高收益,降低污染,例如荷兰DSM公司的酶法绿色技术已经成功地应用于头孢菌素中间体的生产中,大大降低了对环境的污染程度针对节水、节能、降低污染、降低成本,一些大型制药公司近两年纷纷采取了一些有益的技术实践,并在实际生产过程中积极采用成效好的技术和设备。
 
根据欧盟LIFE(L'Instrument Financier pour l'Environnement)组织2004年的一份调研报告显示,法国Sanofi-Synthelabo(赛诺菲-圣德拉堡)制药公司为减少环境污染,从1997年开始采取了一系列创新技术降低药品生产过程中的环境伤害因素。主要有四方面的举措:
 
第一是通过与Degremont公司合作,在生产中采用最新的MBR(membrane bioreactor)技术,即膜生物反应器技术。膜生物反应器采用膜过滤技术进行生物处理,这一技术通过原料悬浮(suspended matters, SM)处理减少了污染,并能减少无机氮总量(total Kjeldahl nitrogen,TKN)和化学需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD)。Sanofi-Synthelabo公司通过这一实践发现,使用MBR技术之后,净化水的量从原来的每天450m3增加到900m3;输入11000mg/l的COD输出的COD量从原来的450mg/l减少到400mg/l;SM排出量从原来的205mg/l降低到8mg/l;而TKN则将少了75%;同时,剩余反应淤泥的量从每年的3000吨减少到1000吨。
 
图  膜生物反应器技术装置
图片来源:LIFE (L'Instrument Financier pour l'Environnement)
 
第二是采用PEGASE技术节约用水,就是采用一个封闭的冷却系统对加热生产过程中排出的废水进行循环利用。废水以18°C的恒温保存在循环冷却系统中,用于热交换。PEGASE技术其实并不是新的技术,但是之前从来没有在现成的厂房中使用。该系统的节水量可以达到每天3000 m3,比不采用PEGASE技术节约了50%。另外一种节水系统是在密封的单线液路(monofluid)中进行,没有蓄水池,这样可以避免细菌驻留繁殖,赛诺菲-圣德拉堡后来在一些车间中采用了这种单流封闭系统进行水循环处理。
 
图    封闭的水冷却循环系统
图片来源:LIFE (L'Instrument Financier pour l'Environnement)
 
第三是引入了两种新技术,分别是“干”真空泵(不加油)和基于乙二醇(MEG)的单线液流冷却技术。“干”真空泵的优点有:除了冷却过程不再消耗任何水量,无污染、无腐蚀、维修费用低、使用寿命长,并且使得采用较低压强(<1毫巴)维持更加稳定的化学反应成为可能。赛诺菲-圣德拉堡公司在试用中发现该技术能够大大控制生产过程中的成本费用,大大降低不必要的耗费。该技术在化学工业、重工业和石油工业中也开始被采用。
 
图   “干”真空泵装置
图片来源:LIFE (L'Instrument Financier pour l'Environnement)
 
基于乙二醇(MEG)的单线液流冷却技术,是采用三个封闭的环路,分别对流经其中的不同合成过程的反应物保持不同的恒温(从–25 到 +130°C),三个环路彼此隔离、独立。这种技术避免了以往不同控制管道中的反应物会发生的混合和腐蚀的风险,实际应过程中还大大降低了乙二醇的泄漏。与PEGASE技术相比,该技术的能率提高了一倍,而且这一技术过程几乎不消耗更多的能量,费用也更低廉,并且技术上的可操作性和可控性更强。
 
第四是采用反渗透技术(inverse osmosis process)对废水进行回收利用。不过这一技术的性价比不高,实际应用价值不大,除非是在那些水资源极其有限的地区才比较适用。
 
总之,赛诺菲-圣德拉堡公司通过采用这些新技术、新措施切实起到了可观的效果,每年的水消耗量从原来的2 490 000 m3大幅降低到1 440 000 m3,节水量达到42.2%,而且这些技术还大大提高了生产力。因此,赛诺菲-圣德拉堡公司已经在它设在很多地方的工厂推行这些技术。
 
参考文献:
 
Industrial pollution, European solutions: clean technologies. by LIFE and the Directive on integrated pollution prevention and control (IPPC Directive)
 
Guides to Pollution Prevention: The Pharmaceutical Industry. by Risk Reduction Engineering Laboratory; Center for Environmental Research Information; Office of Research and Development; U.S. Environmental Protection Agency

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