Teollisen mittakaavan aktiivisten lääkeaineiden valmistuksen sivuvirtojen hyödyntäminen vihreä kemia -periaatteella

Abstract

Tässä diplomityössä tutkitaan teollisen mittakaavan aktiivisten lääkeaineiden (API) valmistuksessa syntyvien nestemäisten sivuvirtojen koostumusta ja niiden hyödyntämismahdollisuuksia vihreän kemian periaatteiden mukaisesti. Työ toteutettiin Turussa PCAS Finland Oy:n tehtaalla, jossa API-tuotanto perustuu panosprosesseihin. Panosprosesseista syntyy sivuvirtoja muun muassa orgaanisten liuottimien käytön seurauksena. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää sivuvirtojen massa ja kemiallinen koostumus sekä arvioida niiden jatkokäsittelymenetelmien kannattavuutta teknistaloudellisesta näkökulmasta. Sivuvirtojen koostumuksen analysointiin käytettiin ydinmagneettista resonanssispektroskopiaa (NMR), pH-mittausta ja pyöröhaihdutinta haihdutusjäännöksen selvittämiseen. Sivuvirroista tunnistettiin sivuvirtojen koostumuksen massaprosenttiosuudet ja tämän perusteella arvioitiin niiden mahdollisuuksia viemäröintiin, myyntiin ja jatkokäsittelyyn sivuvirtojen polttamisen sijaan. Lisäksi tarkasteltiin eri erotustekniikoita, kuten tislausta, pervaporaatiota ja nanokalvosuodatusta, sekä niiden soveltuvuutta sivuvirtojen puhdistamiseen ja komponenttien talteenottoon. Tutkimuksessa havaittiin, että osa sivuvirroista koostui täysin puhtaista aineista, kuten isopropanolista tai etanolista, jolloin nämä sivuvirrat soveltuvat viemäröitäväksi tai hyödynnettäväksi muilla teollisuuden aloilla. Vastaavasti monet sivuvirrat sisälsivät useita eri yhdisteitä, kuten orgaanisia liuottimia, joiden erottelu vaatii tarkkoja menetelmiä. Taloudellisesti kannattavampia menetelmiä ovat energiatehokkaat kalvosuodatusmenetelmät, joilla voidaan erotella erityisesti poolisia ja poolittomia yhdisteitä. Sivuvirtojen hyödyntäminen vihreän kemian periaatteiden mukaisesti voi merkittävästi vähentää ympäristökuormitusta ja tuotannon Scope 1 ja Scope 2 -päästöjä. Toteutus vaatii investointeja ja lääketeollisuuden sääntelyn huomioimista (GMP-ohjeistukset). Sivuvirtojen kierrätyspotentiaaliin ja ympäristövaikutusten arviointiin tarvitaan uusia ja tarkempia mittaristoja, jotka huomioivat tarkemmin materiaalikierron ja eri loppusijoitteluvaihtoehtojen ympäristövaikutukset nykyisten ympäristömittarien sijaan. API-tuotannon sivuvirtojen loppukäsittelyä kehittämällä voidaan saavuttaa merkittäviä tuloksia taloudellisesta ja ympäristön näkökulmasta.