DOZN™ – Công cụ đánh giá định lượng hóa học xanh
Công cụ DOZN™ là công cụ định lượng đầu tiên trong ngành, áp dụng 12 nguyên tắc của hóa học xanh để so sánh mức độ thân thiện với môi trường tương đối của các hóa chất, quy trình tổng hợp và quy trình hóa học tương tự.
Chúng tôi tổng hợp 12 Nguyên tắc Hóa học Xanh này thành ba nhóm chính: cải thiện việc sử dụng tài nguyên, sử dụng năng lượng hiệu quả hơn và giảm thiểu rủi ro đối với con người và môi trường. Hiện tại, chúng tôi chưa tính đến tác động trong suốt vòng đời của nguyên liệu thô (tức là khai thác nguyên liệu thô, tiền xử lý và sản xuất), nhưng chúng tôi xem xét các rủi ro và việc sử dụng hiệu quả các nguyên liệu này. Chúng tôi chia sẻ kết quả về hiệu suất sản phẩm với khách hàng, minh họa cách các sản phẩm của chúng tôi tuân thủ từng nguyên tắc trong số 12 nguyên tắc này, cũng như trong ba nhóm chính nêu trên.
Công cụ DOZN™ sử dụng dữ liệu để hỗ trợ doanh nghiệp chúng tôi và khách hàng đưa ra các quyết định có căn cứ, nhằm giảm thiểu tác động đến môi trường, nâng cao hiệu quả sử dụng hóa chất và thúc đẩy sự phát triển bền vững.
Giải thích 12 nguyên tắc của các thuật toán Hóa học Xanh
2. Nền kinh tế nguyên tử
Trong khi Nguyên tắc 1 tập trung vào tất cả các nguyên liệu đầu vào, chúng tôi đã xây dựng phương pháp tiếp cận cho Nguyên tắc 2 nhằm tập trung vào việc tìm kiếm các cơ hội để giảm lượng chất phản ứng được sử dụng để sản xuất sản phẩm mong muốn.
Trong các Nguyên tắc 3, 4 và 5, chúng tôi đánh giá cả lượng và độc tính của các thành phần khác nhau trong quá trình tổng hợp hóa học, cụ thể là nguyên liệu thô, sản phẩm và dung môi như đã nêu chi tiết trong tài liệu này.
3. Các phản ứng tổng hợp hóa học ít độc hại hơn
Cách tiếp cận của chúng tôi đối với Nguyên tắc 3 là giảm lượng trung bình và mức độ độc hại của nguyên liệu thô được sử dụng trên mỗi kg sản phẩm. Chúng tôi nhận thức rõ về các dạng độc hại đa dạng và đã điều chỉnh cách tiếp cận của mình cho phù hợp với Hệ thống Phân loại và Ghi nhãn Hóa chất Toàn cầu (GHS). Bằng cách tuân thủ GHS, chúng tôi tối ưu hóa cả hiệu quả lẫn tính phù hợp toàn cầu của quy trình thu thập dữ liệu.
4. Thiết kế các chất hóa học an toàn hơn
Trong Nguyên tắc 3, chúng ta tập trung vào việc sử dụng các nguyên liệu đầu vào ít độc hại hơn; còn trong Nguyên tắc 4, chúng ta áp dụng cùng phương pháp dựa trên Hệ thống Phân loại và Ghi nhãn Hóa chất Toàn cầu (GHS) để tập trung vào độc tính của sản phẩm được sản xuất. Nhận thức được rằng một quá trình hóa học có thể tạo ra nhiều sản phẩm (“sản phẩm phụ”), chúng ta cẩn trọng xem xét độc tính của cả sản phẩm chính lẫn sản phẩm phụ khi triển khai Nguyên tắc này.
5. Dung môi và chất phụ gia an toàn hơn
Chúng tôi áp dụng phương pháp đã được sử dụng cho Nguyên tắc 3 và 4, nhằm tập trung vào việc giảm lượng và độ độc hại của các dung môi cũng như các chất tách khác được sử dụng trên mỗi kg sản phẩm.
6. Thiết kế nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng
Chúng tôi đang xây dựng một phương pháp ước tính tác động năng lượng bằng cách xem xét thời gian mà các bước tổng hợp diễn ra trong điều kiện áp suất và nhiệt độ khác với điều kiện môi trường xung quanh.
7. Sử dụng nguyên liệu tái tạo
Chúng tôi ưu tiên sử dụng nguyên liệu tái tạo khi có thể. Đối với Nguyên tắc này, chúng tôi ít nhất cũng ghi nhận xem liệu có đang sử dụng nguyên liệu có nguồn gốc sinh học hay không.
8. Giảm các sản phẩm phái sinh
Chúng tôi nhận thức được rằng mỗi bước dẫn xuất hóa đều đòi hỏi phải sử dụng thêm các chất phản ứng và có thể tạo ra chất thải. Mục tiêu của chúng tôi đối với Nguyên tắc này là phát triển một quy trình nhằm thống kê việc giảm thiểu chất thải từ quá trình dẫn xuất hóa, dù là trực tiếp hay gián tiếp.
9. Phản ứng xúc tác
Mục tiêu của chúng tôi đối với Nguyên tắc này là xây dựng một quy trình nhằm thống kê các trường hợp việc sử dụng chất xúc tác giúp giảm thiểu chất thải, dù là trực tiếp hay gián tiếp. Nguyên tắc 9 đóng vai trò bổ sung cho Nguyên tắc 2, có khả năng thúc đẩy việc cải thiện hiệu quả sử dụng nguyên tử thông qua phương pháp cụ thể là sử dụng chất xúc tác.
10. Thiết kế để thích ứng với sự suy thoái
Khi tiếp cận Nguyên tắc 10, chúng tôi nhận thức rõ rằng cần phải xem xét liệu một sản phẩm có dễ phân hủy sinh học hay không, cũng như các nguy cơ tiềm ẩn từ các sản phẩm phân hủy sinh học. Chúng tôi áp dụng theo mặc định các tiêu chí về nguy cơ môi trường của Hệ thống Phân loại và Ghi nhãn Toàn cầu (GHS) đối với cả sản phẩm gốc và các sản phẩm phân hủy.
11. Phân tích thời gian thực nhằm phòng ngừa ô nhiễm
Đối với Nguyên tắc 11, chúng tôi đang áp dụng một phương pháp nhằm công nhận giá trị của các bước quy trình tích hợp hóa học phân tích quy trình, ví dụ như phân tích trong quá trình sản xuất theo thời gian thực để phát hiện những thay đổi về nhiệt độ hoặc độ pH của quy trình. Chúng tôi nhận thức rằng việc khắc phục sớm các sai lệch so với kế hoạch sẽ giúp giảm thiểu khả năng quy trình tạo ra thêm chất thải hoặc gây ra các nguy cơ bổ sung.
12. Hóa học an toàn hơn về bản chất nhằm phòng ngừa tai nạn
Ý nghĩa của Nguyên tắc 12 là giảm mức độ nguy hiểm vật lý trung bình của nguyên liệu thô trên mỗi kg sản phẩm. Chúng tôi áp dụng các tiêu chí về nguy hiểm vật lý theo Hệ thống Phân loại và Ghi nhãn Toàn cầu (GHS) đối với toàn bộ các loại nguy hiểm như tính nổ, tính dễ cháy, khả năng oxy hóa và tính ăn mòn.
Nghiên cứu điển hình: β-Amylase
β-Amylase là một loại enzyme thường có trong khoai lang, có tác dụng thủy phân tinh bột thành đường. Công cụ DOZN™ đã giúp tái thiết kế quy trình sản xuất β-Amylase thành một quy trình tiết kiệm năng lượng, không gây nguy hại, đồng thời mang lại hiệu suất và năng suất cao hơn. Nhờ đó, điểm số DOZN™ đã giảm từ 57 xuống còn 1!