استفاده مجدد از پسآب یا فاضلاب باعث کاهش مصرف منابع آب شیرین و اثرات منفی زیست محیطی ناشی از تخلیه پساب های صنعتی می شود. برخی صنایع قبلاً این رویه را پذیرفته اند. با این حال ، هیچ مطالعه ای تا به این زمان در مورد این موضوع در صنعت داروسازی یافت نشد و ما را بر این داشت تا دست به این کنکاش بزنیم.
تصفیه فاضلاب صنایع داروسازی
کلمات کلیدی : استفاده مجدد از پساب ؛ صنعت داروسازی ؛ تولید واکسن
پیشرفت علم و تکنولوژی و در کنار آن گسترش فعالیت های پزشکی و دارویی برای مقابله با انواع بیماری ها و محافظت و افزایش طول عمر انسان باعث شده تا صنعت داروسازی در دنیا روز به روز گسترده تر شود. از این روی می‌بایست برای دفع پساب ، تصفیه و فاضلاب صنایع داروسازی چاره ای اندیشید، به همین علت صنعت داروسازی یکی از مهمترین و پرتنوع ترین صنایع حساس در تمام دنیا به شمار میرود.
به دلیل ماهیت این صنعت ، تصفیه فاضلاب صنایع داروسازی به سه بخش پر خطر ، کم خطر و بی خطر تقسیم میشود . استانداردهای خاصی برای تصفیه فاضلاب در صنعت داروسازی تدوین گردیده که اجرای صحیح و اصولی آنها علاوه بر برطرف کردن شیوع بیماری ها در آب و خاک باعث صرفه جویی در وقت و انرژی و سرمایه های مادی میشود.
این کار استفاده مجدد احتمالی از پساب (کنسانتره) تولید شده از سیستم اسمز معکوس / الکترو دیونیزاسیون (RO / EDI) را که برای تولید آب تصفیه شده فوق خالص داروسازی در یک کارخانه دارویی در برزیل استفاده می شود ، بررسی میکند.
در بین سالهای 2012 و 2013 این مجتمع صنعتی ، بالغ بر 200.000 مترمکعب آب را برای تولید یک میلیون دوز واکسن ، یعنی 2 لیتر آب در هر نوبت از واکسن مصرف کرده است.
در طول این دوره، حجم پسآب سیستم EDI بالغ بر 27000 مترمکعب و پسآب EDI 24000 مترمکعب تخمین زده شد که این مقدار از پسآب میتواند برای تامین تولید بخار صنعت ( بویلر ) و یا آب سرد ( برج خنک کننده ) مورد استفاده قرار بگیرد. ( صرفه جویی در مصرف انرژی ). استفاده مجدد از این پساب موجب صرفه جویی مالی ناخالص 96000 دلار در سال می شود ، به استثنای هزینه های نصب و کنترلی. این کار برای اولین بار امکان استفاده مجدد از پساب از سیستم RO / EDI در صنعت داروسازی را نشان داد.
در حال حاضر در یکی از پرجمعیت ترین مناطق برزیل بحران آب وجود دارد. تغییر الگوی مصرف ، دفعات و مقدار بارندگی ، مدیریت ضعیف منابع آب و فرهنگ استفاده محلی و ملی از دلایل اصلی این کمبود است. برای غلبه بر این کمبودها ، تغییرات مختلفی لازم است. ازجمله اقدامات صرفه جویی در مصرف آب ، استفاده مناسب و وجدانمند از آب ، آموزش محیط زیست و به ویژه برنامه های نگهداری منابع آب می‌باشد.
برای رسیدگی به این مسائل ، شورای ملی محیط زیست برزیل برای افزایش محدودیت ها در استخراج آب شیرین و دفع فاضلاب ، تغییرات نظارتی ایجاد کرده است. این اقدامات نظارتی باعث شده است که مردم شروع به استفاده از گزینه های دیگری مانند استفاده از آب باران و آب خاکستری و استفاده باوجدانتر از آب با هدر رفت کمتر کنند.
صنایع یکی از بزرگترین مصرف کنندگان آب خام و یا تصفیه شده هستند. به دلیل هزینه های بیشتر برای دستیابی به آب شیرین و دفع فاضلاب ، برخی از شرکت ها برای مطابقت با مقررات جدید ، به ویژه برای استفاده مجدد از پسآب ، طرح تولید خود را تغییر داده اند. بنابراین ، پالایشگاه های نفت ، صنایع خمیر کاغذ ، تولید کنندگان اتومبیل ، صنایع شیمیایی و کارخانه های تولید مواد غذایی به دنبال گزینه هایی برا کاهش مصرف آب و تخلیه پساب هستند.
به طور معمول ، استفاده مجدد از پساب در صنایع نیاز به پیش تصفیه هایی از قبیل فناوری غشاء RO یا فرآیندهای اکسیداتیو دارد. از روش تصفیه نانو فیلتراسیون میتوان فاضلاب تولید در یک کارخانه لبنیات سازی را مجدد به چرخه تولید برگرداند.
استفاده مجدد از پساب در صنایع دارویی یا داروسازی به دلیل نوع فعالیت آن باید بسیار دقیق باشد. همانطور که در صنایع غذایی ، هرگونه استفاده مجدد از آب یا فاضلاب در بخش فرآوری تولید باید با معیارهای کاملا تعیین شده برای جلوگیری از خطرات بهداشتی مطابقت داشته باشد. کتاب راهنمای آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده آمریکا ( EPA ) نمونه هایی از استفاده مجدد را در بخش های مختلف تولیدی ، از جمله ، کشاورزی ، شرکت های تولید کاغذ ، تولید کنندگان مواد غذایی و سایر صنایع ذکر کرده است.
با این حال ، هیچ رهنمودی برای صنعت داروسازی وجود ندارد ، که احتمالا به دلیل ماهیت محصولات آن و نیازهای سختگیرانه اختصاص یافته به آب مورد استفاده در فرآیندهای آنها است . در کتابچه راهنمای EPA ، استفاده اصلی از پسآب برای خنک سازی برج ها ، دیگ های بخار و به طور کلی فرآیندهای تمیز کردن ، به شرطی که این واحدها در تماس مستقیم با محصولات نباشند. بنابراین استفاده مجدد از آن در صنعت داروسازی امکان پذیر است ، اما برای جلوگیری از خطرات باید دقیقتر و بیشتر مورد مطالعه قرار گیرد.
آب یکی از اصلی ترین ورودی های صنعت داروسازی است. اصولاً از چهار نوع آب استفاده می شود: قابل شرب ، نرم ، تصفیه شده و آب برای تزریق . آب آشامیدنی در مناطق مختلفی مانند برج خنک کننده ، باغها برای مصارف انسانی ، تاسیسات بهداشتی ، تمیز کردن مناطق داخلی و خارجی ، شستشوی اجزای غیر استریل و سایر موارد استفاده می شود. از آب نرم شده (SW) برای تولید بخار صنعتی (دیگهای بخار) و آب تصفیه شده استفاده می شود.
از آب خالص (PW) برای تولید بخار خالص ، شستن ویال ها ، فرآیند های ضدعفونی کننده و شستن اتاق های تمیز استفاده می شود. آب برای تزریق (WFI) از آب تصفیه شده تولید می شود و در ترکیب محصولاتی مانند رقیق کننده ها ، کیت های تشخیصی ، واکسن ها و سرم ها استفاده می شود. PW و WFI می توانند توسط فرآیندهای مختلف فن آوری پیشرفته مانند تقطیر ، یون زدایی ،الکترو دیونیزاسیون ، اسمز معکوس و فیلتراسیون بدست آیند).
استانداردهای کیفیت آب برای صنعت داروسازی کاملاً اثبات شده است و توسط آژانس های بهداشتی ملی و بین المللی اعمال می شود و با تأیید USP ( استاندارد ملی ایالات متحده برای تولید آب دارویی و پزشکی ) معتبر و کنترل می شود اما در مورد عملکرد استفاده مجدد پساب در صنعت داروسازی چیزی مشخص نیست.
مصرف آب برای صنایع و فرآیندهای مختلف متفاوت است . به طور کلی صنعت غذا از بیشترین حجم آب شیرین در فرآیندهای خود استفاده میکند. صنعتی آبجو سازی به ازای هر لیتر آبجو فروخته شده بین 4 تا 6 لیتر آب مصرف میکند و کارخانه های لبنی بین 1.5 تا 5 لیتر آب در هر لیتر شیر تصفیه شده تولید می کنند. با این حال ، اطلاعات کمی در مورد مصرف اب برای محصولات دارویی وجود دارد.
در سالهای اخیر ، کارخانه دارویی برزیل برای افزایش ظرفیت تولید خود برای تامین نیازهای جهانی واکسیناسیون سرمایه گذاری های مختلفی انجام داده است و امکانات تولید خود را برای تهیه برنامه های ایمن سازی ، گسترش داده است. در سال 2013 مجتمع فناوری واکسن ها (TCV ) در شهر ریودوژانیرو ( برزیل ) 100 میلیون دوز واکسن ، حدود 5 میلیون کیت تشخیصی و 9 میلیون محصول زیست دارو تولید کرد. با توجه به تقاضای فزاینده ، این مجموعه در حال فرآیند مدرنیزاسیون برای بهبود کیفیت محصولات و افزایش ظرفیت تولید خود است. بنابراین استفاده منطقی از آب یک چالش اساسی پیش روی این کارخانه داروسازی در برزیل است.
در TCV ( مجتمع فناوری واکسن برزیل ) پساب یا فاضلاب تولید PW توسط اسمز معکوس میتواند در فرآیندهای دیگر استفاده شود. برخی مطالعات در کلینیک های همودیالیز ، استفاده از این نوع پساب ( کنسانتره تولید شده از سیستم اسمز معکوس ) را برای شستشوی مناطق خارجی پیشنهاد داده اند ( با این حال ، برخی از محققان توصیه کردند که می توان از این پساب مانند آب آشامیدنی ، بهتر استفاده کرد).
اهداف این مطالعه عبارتند از:
- آماده سازی تعادل آب برای تولید واکسن
- پیشنهاد استفاده مجدد از پساب تولید شده از تولید آب تصفیه شده
- تخمین سود حاصله این شرکت دارویی در صورت تصویب این پیشنهاد
- شرح مجتمع فناوری واکسن TCV
TCV مسئول تولید واکسن ها ، کیت های تشخیصی و داروهای زیستی برای وزارت بهداشت برزیل است. این یکی از مدرنترین مراکز تولید واکسن در آمریکای لاتین است و واکسن تب زرد و مننژیت را به برزیل ، کشورهای آمریکای جنوبی و سازمان ملل تحویل می دهد. این کارخانه دارویی ، آب آشامیدنی را از شرکت دولتی آب و فاضلاب دریافت می کند . از این آب در تاسیسات مختلف از جمله برج خنک کننده و مرکز تصفیه آب استفاده می شود.
در این مرکز ، آب آشامیدنی برای تأمین دیگهای بخار صنعتی و همچنین تأمین سیستم اسمز معکوس / سیستم الکترودیونیزاسیون معکوس (سیستم RO / EDI) که آب تصفیه شده تولید می کند ، نرم میشود. ( به آب تصفیه شدن گاز اوزون تزریق میشود تا در تهیه محلول ها و معرف ها برای تشخیص ، تمیز کردن مواد و تجهیزات ، تولید واکسن ، بخار خالص و آب برای تزریق استفاده شود. در طول تولید آب تصفیه شده ، بخشی از آب نرم شده به عنوان پساب تخلیه می شود .علاوه بر این ، سیستم های نظارت آنلاین ( TOC متر) نشان می دهند که کربن آلی کل و انژکتور ازن نیز پساب تولید میکنند.
ارزیابی میزان مصرف آب TCV
کارخانه داروسازی برزیل تجزیه حجم کل آب مورد استفاده در TCV در سرویس های بهداشتی ، رستوران ها ، باغ ها ، بخار ، آب سرد و مرکز تصفیه آب را برای تولید آب نرم و تصفیه شده ارائه داد. این شرکت همچنین مقدار واکسن های تولید شده در سال های 2012 و 2013 را برای محاسبه تعادل آب در هر واکسن تهیه کرده است.
ارزیابی پساب حاصل از تولید آب تصفیه شده
حجم پساب تخلیه شده هنگام تولید آب تصفیه با استفاده از هیدرومترهای نصب شده در سیستم EDI / RO ثبت شد. نمونه های پساب حاصل از این فرآیند در سه نقطه جمع آوری شد.
- کنسانتره از سیستم EDI / RO
- پساب از انژکتور ازن
- پساب TOC طبق نمونه Silver 900 auto sampler
کنداکتیویتی مدل 712 Methrom و قلیاییت Ph ، بی کربنات ، سختی ، جامدات محلول ، یون های محلول ( نیترات ، نیتریت ، فلوریت ، سولفات ، کلریت ، کلرید و آهن ) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. همچنین ، کلی فرم ها ، ارزیابی قلیائیت ، بی کربناتها و سختی توسط تیتراسیون انجام شد. مواد جامد محلول با تجزیه و تحلیل وزن سنجی تعیین شد. کلی فرمهای هتروتروف و کل به ترتیب با روش Plate Count Agar و Colilert در دسترس بودند. یونهای محلول توسط کروماتوگرافی یونی ( مدل 790 شخصی Metrohm ) تعیین شد. همه روش ها از توصیه های ذکر شده توسط روش های استاندارد و فارماکوپه ایالات متحده USP پیروی میکنند.
شکل 1. نمودار جریان توزیع مجتمع واکسن های فناوری که نشان دهنده استفاده از آب آشامیدنی در برج های خنک کننده (تولید آب سرد) و آب نرم شده در دیگهای بخار (تولید بخار) و سیستم EDI / RO تولید آب تصفیه شده (P1) پساب ” کنسانتره ” از سیستم RO / EDI است و P2 پساب انژکتور و P3 پساب از کنتور TOC متر است.
ارزیابی اقتصاد مالی
از زمان انتشار سیاست ملی منابع آب در برزیل ، مجوزهای استخراج آب و مقررات تخلیه فاضلاب به منابع آب محدودتر شده است. برای صنعت ، هزینه آب شیرین و الزامات فنی دفع پساب زیاد است. در سال 2012 و 2013 ، هزینه آب آشامیدنی برای صنایع در ریودوژانیرو 4.00 دلار آمریکا (حدود 16،00 دلار R $) در هر مترمکعب بود.، که شامل تخلیه پساب ها (داده های ارائه شده توسط شرکت دولتی آب و فاضلاب) است.
TCV بین سالهای 2012 و 2013 حدود 100 میلیون دوز واکسن تولید کرده است. بنابراین ، با توجه به کل مصرف آب و تعداد دوزهای تولید شده واکسن ، هر دوز واکسن به 2.0 لیتر آب نیاز داشت. یک دوز به طور متوسط 1 میلی لیتر است. بنابراین 2.0 متر مکعب آب مورد نیاز برای تولید 1 لیتر واکسن مورد نیاز بوده است.
یک کارخانه نوشابه 4 تا 7 لیتر آب در هر لیتر نوشابه مصرف می کند و یک لیتر شیر تصفیه شده به 1.5 تا 5 لیتر آب نیاز دارد ، طبق این برآورد ، آب متعادل برای تولید واکسن در مقایسه با سایر بخشهای تولید بسیار بیشتر بود. این نتیجه اهمیت اجرای سیاست استفاده مجدد از آب در نیروگاه برای کاهش این هزینه را نشان می دهد
محققان این طرح ، چندین نمونه از صنایع را ذکر کرده اند که برای دستیابی به استفاده پایدار از آب ، سیاست های کاهش مصرف آب را در پیش گرفته اند. در حالی که این شرکت ها جزئیاتی را در مورد میزان استفاده از آب برای کاهش مصرف آب خود ارائه ندادند ، تغییراتی مانند طرح بندی بر اساس جریان آب و فاضلاب و استفاده مجدد از پساب ممکن است راهکارهایی برای استفاده پایدار از آب باشد .
شکل 2 : توزیع داخل آب آشامیدنی در مرکز فناوری واکسن ها ( TCV ) که کل آب آشامیدنی مورد استفاده در فعالیت های مختلف را نشان میدهد. به طور خاص ، استفاده از آب نرم شده برای تولید بخار و آب تصفیه شده و همچنین پساب تولید شده از تولید آب تصفیه شده (سیستم RO / EDI).
3.2 مقدار پساب از سیستم RO / EDI
تولید آب cold- و نرم مصرف سالانه 39718 مترمکعب (20٪) و 64204 مترمکعب (32٪) از همه آب آشامیدنی به دست آمده توسط TCV بود. . در طی این مدت، سیستم اسمز معکوس / EDI متوسط 27042 مترمکعب تولید آب تصفیه شده در هر سال، که مربوط به حدود 80 درصد از تمام آب نرم. علاوه بر این، این سیستم تولید 23000 مترمکعب پساب (کنسانتره) (P1) ، که مربوط به 36 درصد از کل آب نرم شده تولید شده توسط TCV است. این درصد با مقدار پیشنهادی سازنده مطابقت دارد و مستقیماً از صفحه کنترل بدست آمده است. این سیستم در هنگام تولید آب تصفیه شده آب نرم شده را تخلیه می کند که توسط حسگرهایی اندازه گیری می شود که پارامترهایی مانند دما ، pH و TOC را اندازه گیری می کنند.
( این مقاله در دست بهینه سازی و اصلاحات است ).
بدون دیدگاه