Przejdź do zawartości
Merck
Strona głównaUsługiOprogramowanie i platformy cyfroweDOZN™ – narzędzie do ilościowej oceny zielonej chemii

DOZN™ – narzędzie do ilościowej oceny zielonej chemii

Narzędzie DOZN™ to pierwsze w branży narzędzie ilościowe, które wykorzystuje 12 zasad zielonej chemii do porównywania względnej ekologiczności podobnych substancji chemicznych, ścieżek syntezy i procesów chemicznych.  

Te 12 zasad zielonej chemii dzielimy na trzy główne kategorie: poprawę wykorzystania zasobów, bardziej efektywne wykorzystanie energii oraz minimalizację zagrożeń dla ludzi i środowiska. Obecnie nie uwzględniamy wpływu surowców na cykl życia (tj. wydobycia surowców, wstępnego przetwarzania i produkcji), ale bierzemy pod uwagę zagrożenia związane z tymi materiałami oraz efektywność ich wykorzystania. Dzielimy się z naszymi klientami wynikami dotyczącymi wydajności produktów, pokazując, w jaki sposób nasze produkty są zgodne z każdą z 12 zasad, a także z trzema głównymi kategoriami. 

Narzędzie DOZN™ wykorzystuje dane, aby pomóc naszej firmie i naszym klientom w podejmowaniu świadomych decyzji mających na celu zmniejszenie ich wpływu na środowisko, zwiększenie efektywności wykorzystania substancji chemicznych oraz promowanie zrównoważonego rozwoju.

Wyjaśnienie 12 zasad zielonej chemii w kontekście algorytmów

1. Profilaktyka

Zasada nr 1 stanowi podstawę ogólnego podejścia do efektywnego gospodarowania zasobami poprzez uwzględnienie relacji między wszystkimi materiałami wykorzystywanymi w procesie (reagentami i substancjami pomocniczymi) a pożądanym produktem końcowym. Inne zasady, takie jak nr 2, 5, 8, 9 itd., dotyczą konkretnych elementów lub podejść w zakresie efektywnego gospodarowania zasobami. Badamy podejścia, które pozwalają nam na zróżnicowane wyważanie bardziej i mniej pożądanych strategii gospodarowania odpadami.

Podczas gdy Zasada 1 dotyczy wszystkich materiałów wsadowych, nasze podejście do Zasady 2 skoncentrowaliśmy na poszukiwaniu możliwości zmniejszenia ilości reagentów wykorzystywanych do wytworzenia pożądanego produktu.

W zasadach 3, 4 i 5 oceniamy zarówno ilość, jak i toksyczność różnych składników syntezy chemicznej, a konkretnie surowców, produktów i rozpuszczalników, zgodnie z niniejszym opisem.

Nasze podejście do zasady nr 3 polega na zmniejszeniu średniej ilości i toksyczności surowców wykorzystywanych na kilogram produktu. Zdajemy sobie sprawę z różnorodnych form toksyczności i dostosowaliśmy nasze podejście do systemu GHS. Dzięki dostosowaniu do systemu GHS optymalizujemy zarówno wydajność, jak i globalną przydatność naszego procesu gromadzenia danych.

W zasadzie nr 3 skupiamy się na stosowaniu mniej toksycznych materiałów wyjściowych, natomiast w zasadzie nr 4 stosujemy to samo podejście oparte na systemie GHS, aby skupić się na toksyczności wytworzonego produktu. Mając na uwadze, że w wyniku procesu chemicznego może powstawać wiele produktów („produkty uboczne”), przy stosowaniu tej zasady starannie uwzględniamy toksyczność zarówno produktów, jak i produktów ubocznych.

Wykorzystujemy podejście zastosowane w przypadku zasad nr 3 i 4, aby skoncentrować się na zmniejszeniu ilości i toksyczności rozpuszczalników oraz innych środków separujących stosowanych na kilogram produktu.

Opracowujemy metodę oszacowania wpływu na zużycie energii, biorąc pod uwagę czas, przez jaki poszczególne etapy syntezy odbiegają od ciśnienia i temperatury otoczenia.

W miarę możliwości priorytetowo traktujemy wykorzystywanie surowców odnawialnych. W ramach tej zasady rejestrujemy co najmniej to, czy stosowane są surowce pochodzenia biologicznego.

Zdajemy sobie sprawę, że każdy etap derywatyzacji wymaga użycia dodatkowych odczynników i może powodować powstawanie odpadów. Naszym celem w ramach tej zasady jest opracowanie procesu pozwalającego na katalogowanie sposobów ograniczenia ilości odpadów powstających w wyniku derywatyzacji – zarówno bezpośrednio, jak i pośrednio.

Naszym celem w odniesieniu do tej zasady jest opracowanie procesu katalogowania przypadków, w których zastosowanie katalizatora przyczynia się do zmniejszenia ilości odpadów – bezpośrednio lub pośrednio. Zasada 9 stanowi uzupełnienie zasady 2 i prawdopodobnie przyczyni się do poprawy efektywności wykorzystania atomów poprzez konkretne zastosowanie katalizatorów.

Podchodzimy do zasady nr 10, mając na uwadze, że musimy uwzględnić zarówno to, czy dany produkt ulega łatwej biodegradacji, jak i zagrożenia związane z produktami biodegradacji. Domyślnie stosujemy kryteria zagrożenia dla środowiska określone w systemie GHS zarówno w odniesieniu do substancji macierzystej, jak i produktów jej rozkładu.

W ramach Zasady 11 wprowadzamy podejście mające na celu uznanie wartości etapów procesu, w których wykorzystuje się analitykę procesową, na przykład analizę w czasie rzeczywistym w trakcie procesu, służącą do wykrywania zmian temperatury lub pH. Zdajemy sobie sprawę, że im szybciej zostaną skorygowane odchylenia od planu, tym mniejsze jest prawdopodobieństwo, że proces spowoduje powstanie dodatkowych odpadów lub stworzy dodatkowe zagrożenia.

Celem zasady nr 12 jest zmniejszenie średniego poziomu zagrożeń fizycznych związanych z surowcami w przeliczeniu na kilogram produktu. Stosujemy kryteria GHS dotyczące zagrożeń fizycznych w odniesieniu do różnych rodzajów zagrożeń, takich jak wybuchowość, palność, właściwości utleniające i korozyjność.

Studium przypadku: β-amylaza

β-amylaza to enzym powszechnie występujący w słodkich ziemniakach, który rozkłada skrobię na cukier. Narzędzie DOZN™ umożliwiło przeprojektowanie procesu produkcji β-amylazy, przekształcając go w energooszczędny, bezpieczny proces o większej wydajności i wyższej wydajności produkcyjnej. Dzięki temu wynik DOZN™ spadł z 57 do 1!

Zobacz, jak działa narzędzie DOZN™, i zapoznaj się z obliczoną kartą wyników ulepszonego procesu produkcji β-amylazy.




Zaloguj się, aby kontynuować

Zaloguj się lub utwórz konto, aby kontynuować.

Nie masz konta użytkownika?

Dla wygody naszych klientów ta strona została przetłumaczona maszynowo. Dołożyliśmy starań, aby zapewnić dokładne tłumaczenie maszynowe. Tłumaczenie maszynowe nie jest jednak doskonałe. Jeśli tłumaczenie maszynowe nie spełnia Twoich oczekiwań, przejdź do wersji w języku angielskim.