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首頁服務軟體與數位平台DOZN™ 定量綠色化學評估系統

DOZN™ 定量綠色化學評估工具

DOZN™ 工具是一項定量分析的、業界首創工具,它運用綠色化學的 12 項原則,用以比較類似化學物質、合成途徑及化學製程的相對環保程度。  

我們將這 12 項綠色化學原則歸納為三大類:優化資源利用、提高能源利用效率,以及將對人類與環境的危害降至最低。目前,我們尚未納入原材料的生命週期影響(即原材料開採、預處理及製造),但會考量此類材料的危害性及其利用效率。 我們與客戶分享產品性能的評估結果,說明我們的產品如何符合這 12 項原則,以及在三大類別中的表現。 

DOZN™ 工具運用數據,協助我們的企業及客戶做出明智的決策,以減少環境足跡、提升化學品使用效率,並促進永續發展。

「綠色化學」12 大原則演算法解析

1. 預防

原則 1 透過考量製程中所有投入材料(反應物與輔助材料)與所期望產出的產品之間的關係,推動資源效率的整體方法。其他原則,例如第 2、5、8、9 等原則,則推動資源效率的特定要素或方法。我們正在探索各種方法,以便針對不同程度的理想廢棄物管理策略,給予不同的權重。

雖然原則 1 著重於所有投入材料,但我們針對原則 2 所制定的方法,則著重於尋找機會,以減少生產目標產品所需的反應物用量。

在原則 3、4 和 5 中,我們評估化學合成中各項組分的數量與毒性,具體而言即本文件中詳述的原料、產品及溶劑。

針對原則 3,我們的做法是降低每公斤產品所使用原料的平均用量及其毒性。我們認知到毒性存在多種形式,並已將相關做法與我們的《全球 harmonized 系統》(GHS)保持一致。透過與 GHS 保持一致,我們既能優化資料蒐集流程的效率,又能提升其全球適用性。

在原則 3 中,我們著重於使用毒性較低的原料;至於原則 4,我們則採用同樣基於《全球 harmonized 系統》(GHS)的方法,著重於所生產產品的毒性。鑑於化學製程可能產生多種產品(「副產品」),我們在處理此原則時,會謹慎考量產品與副產品的毒性。

我們借鑒原則 3 和 4 所採用的方法,著重於降低每公斤產品所使用的溶劑及其他分離劑的用量及其毒性。

我們正透過考量各合成步驟偏離環境壓力與溫度所持續的時間長短,來估算其對能耗的影響。

在可行情況下,我們優先使用可再生原料。針對此原則,我們至少會記錄是否使用了生物基原料。

我們意識到,每個衍生物化步驟都需要額外的試劑,並可能產生廢棄物。我們針對此原則的目標,是開發一套流程,用以直接或間接地彙整衍生物化廢棄物減少的相關數據。

我們針對此原則的目標,是建立一套流程,用以歸類哪些情況下使用催化劑能直接或間接地減少廢棄物。原則 9 與原則 2 相輔相成,很可能透過催化劑應用的特定途徑,推動原子經濟率的提升。

在探討原則 10 時,我們意識到必須考量產品是否易於生物降解,以及生物降解產物的危害性。針對母體及降解產物,我們預設採用 GHS 環境危害標準。

針對原則 11,我們正採用一種方法,用以認可整合製程分析化學之製程步驟的價值,例如透過即時製程中分析來偵測製程溫度或 pH 值的變化。我們認知到,越早糾正與計畫的偏差,製程就越不易產生額外廢棄物或造成額外危害。

原則 12 的重要性在於降低每公斤產品所含原料的平均物理危害。我們針對各類危害類型(例如爆炸性、可燃性、氧化性及腐蝕性),均採用 GHS 物理危害標準。

案例研究:β-澱粉酶

β-澱粉酶是一種常見於地瓜中的酵素,能將澱粉水解為糖分。透過 DOZN™ 工具,成功將 β-澱粉酶的製造製程重新設計為一種節能、無危害且效率與產率皆更高的製程。藉此,DOZN™ 評分從 57 降至 1!

請觀看 DOZN™ 工具的實際應用示範,並查看 β-澱粉酶改良製程的計算得分表。