DOZN™ 定量绿色化学评估工具
DOZN™ 工具是一款定量分析工具,在业内首创,它运用绿色化学的 12 项原则,对类似化学品、合成路线和化学工艺的相对“绿色”程度进行比较。
我们将这 12 项绿色化学原则归纳为三大类别:优化资源利用、提高能源利用效率以及最大限度地降低对人类和环境的危害。目前,我们尚未纳入原材料的生命周期影响(即原材料开采、预处理和制造),但会考虑此类材料的危害性及其高效利用情况。 我们会向客户分享产品性能方面的研究成果,展示我们的产品如何符合这12项原则中的每一项,以及如何契合上述三大类别。
DOZN™ 工具利用数据,帮助我们的企业及客户做出明智决策,从而减少环境足迹、提高化学品利用效率并促进可持续发展。
绿色化学算法12项原则详解
2. 原子经济
虽然原则1侧重于所有投入材料,但我们在制定原则2的方法时,重点放在寻找减少生产目标产品所需反应物用量的机会上。
在原则3、4和5中,我们评估了化学合成中各组分的用量及其毒性,具体包括本文中详细阐述的原材料、产物和溶剂。
3. 低危害性化学合成
针对原则3,我们的做法是降低每公斤产品所用原材料的平均用量及其毒性。我们认识到毒性表现形式多种多样,并已将我们的做法与《全球化学品统一分类和标签制度》(GHS)保持一致。通过与GHS保持一致,我们既优化了数据收集流程的效率,也提升了其全球适用性。
4. 设计更安全的化学品
在原则3中,我们侧重于使用毒性较低的原料;而在原则4中,我们采用同样的基于GHS的方法,重点关注所生产产品的毒性。鉴于化学工艺可能产生多种产品(“副产品”),我们在落实该原则时,会谨慎地考虑产品和副产品的毒性。
5. 更安全的溶剂和助剂
我们借鉴原则3和原则4所采用的方法,重点减少每公斤产品中所使用的溶剂及其他分离剂的用量和毒性。
6. 节能设计
我们正在通过考虑合成步骤偏离环境压力和温度的时间长度,来估算其对能耗的影响。
7. 可再生原料的使用
在可行的情况下,我们优先使用可再生原料。针对这一原则,我们至少会记录是否使用了生物基原料。
8. 减少衍生品
我们认识到,每个衍生化步骤都需要额外的试剂,并可能产生废物。我们制定这一原则的初衷,是希望建立一种方法,直接或间接地统计衍生化过程中废物的减少量。
9. 催化
我们对这一原则的期望是,建立一套流程,用于梳理在哪些情况下催化剂的使用能够直接或间接地减少废物。原则9是对原则2的补充,有望通过催化剂使用的具体途径推动原子经济性的提升。
10. 降解设计
在处理原则10时,我们认识到需要考虑产品是否易于生物降解,以及生物降解产物的危害性。对于母体物质和降解产物,我们默认采用GHS的环境危害标准。
11. 用于污染防治的实时分析
关于原则11,我们正在采用一种方法,以认可那些融合了过程分析化学的工艺步骤的价值,例如通过实时、在线分析来检测工艺温度或pH值的变化。我们认识到,越早纠正与计划的偏差,工艺产生额外废物或造成额外危害的可能性就越小。
12. 用于事故预防的本质安全化学
原则12的意义在于降低每公斤产品中原材料的平均物理危害。我们针对各类危害类型(如爆炸性、可燃性、氧化性和腐蚀性)均采用GHS物理危害标准。
案例研究:β-淀粉酶
β-淀粉酶是一种常见于红薯中的酶,能够将淀粉水解为糖。借助 DOZN™ 工具,β-淀粉酶的生产工艺得以重新设计,转变为一种节能、无害且效率更高、产量更大的工艺。由此,DOZN™ 评分从 57 降至 1!