哪个更可持续的:不锈钢或一次性系统?

通过扎克Page-Belknap、能源和可持续发展专家金博宝怎么注册

不管最终产品或生产形态,生物制药过程是资源密集型的。该行业目前采取强硬看看它的环境影响,我们看到广泛的支持在生物技术和制药公司可持续发展的目标。我们发现在我们的视野:生命科学报告,84%的受访者有形式化的可持续性指标金博宝怎么注册来衡量他们的进步。

药品制造商这就提出了一个重要问题:传统的不锈钢和一次性系统之间,哪种类型的加工设备将使最好的与你公司可持续发展目标?金博宝怎么注册答案很大程度上取决于你的公司如何定义可持续性和你的目标需要什么,但这篇文章将帮助您了解各种消费和废物的影响。金博宝怎么注册

一次性系统的优点和缺点的比较与不锈钢系统:

批卷

是否选择一次性生物制药设备制造商或传统不锈钢可能取决于药物的类型和数量。例如,生产所需的数百公斤一鸣惊人单克隆抗体(mAb),可能需要20000 - l不锈钢发酵生物反应器(SS)。这最大化经济规模相比较小体积的过程。同时,一次性系统(SUS)聚集在生物制药在过去的二十年里,因为他们的潜力与封闭系统设计由于缺乏长期的基础设施。这种能力会增加处理的灵活性和减少设备足迹。此外,一次性系统可以产生所需的最小批次的药品个性化医疗和新颖的形式,如信使核糖核酸疫苗和细胞和基因疗法。这些可以在较小的船只,依赖于一次性塑料袋,管,和组件,卷从小于1 L卷为细胞和基因疗法为微生物和马伯产品6000 L。

一次性系统的好处

• 灵活性:一次性技术有优势在这里生产ATMPs对于那些制造商需要高度的灵活性,如CDMOs和互补金属氧化物半导体。

• 需要CIP / SIP卫生处理:不锈钢和永久的产品接触表面需要clean-in-place (CIP),通常,sterilization-in-place (SIP),按ASME BPE /指导。CIP / SIP周期消耗相当多的时间在生产时间表,纯净水和能量保持最佳温度。取代一次性材料通常是快速而不需要纯净水或电气/热能在替换。

• 流程关闭:能量保持洁净室环境空气质量、温度和湿度大,如果不是最大的能源消费国在生命科学制造工厂。一次性系统提供更快更容易吸收新技术的能力和组件进一步或完全关闭过程中,创建一个机会减少洁净室分类和洁净室的清洁需要在适当的验证在更短的时间内。

• 设备密度:一次性系统与设施的优势空间约束(即单位面积上的更多的设备)。一个典型的例子包括银行的缓冲袋,可以与计算机紧密聚集jacket-coolant供应或体积小流程ATMP产品只能在台式本地化要求天然气公用事业供应。当结合节省空间的缺乏的CIP / SIP设备上面所提到的,一次性设备可以达到的足迹,一半大小的不锈钢设备。

不锈钢系统的好处

• 规模:不锈钢目前有明显优势的可伸缩性单卷,由于血管可以每年超过20000 L .设备制造商推动一次性生物反应器的限制,目前6000 L。

• 供应链的脆弱性:与不锈钢、一次性系统需要源源不断的耗材,如油管和包。COVID-19进一步增加供应链短缺的风险,影响新材料不锈钢和一次性系统。

• 材料测试和验证:不锈钢和其他金属(如AL-6XN®)已经成熟的行业标准实践(例如,钝化)和严格的材料限制最小化可滤取的和可榨出的潜力。有少得多的数据之间的交互特定药物产品类型(例如,mAb或微生物),辅助解决方案(例如,媒体和缓冲区),和专用的一次性材料,特别是新聚合物成分引入市场,构成了更大的风险可滤取的和可榨出的。

比较操作一次性系统和不锈钢过程的可持续性金博宝怎么注册

时需要考虑的主要因素有三个比较操作sustainability-before,期间,经过制造一次性系统与不锈钢设备:金博宝怎么注册

• 水的利用
• 能源消耗
• 废物产生和处置

根据受访者的2021的视野:生命科学报告、水和废物目前生命科学行业可持续发展的重要因素。金博宝怎么注册水的重用和回收也标记在报告中最大的减少环境影响的方法。

我们调查的结果相反,一个全面的研究制药行业的能源使用链接(见表3),能源之星®和伯克利国家实验室发现,空调需要代表最大的能源消费国几乎每一个类型的空间。一个潜在的解释这些相互冲突的结果是,在生命科学、实验室和洁净室暖通空调需求通常最重的用户在一个建筑能被视为更严格的验证。后续的这些空间可以更密集的证明分类和较低,因此更少的能源消耗,而只是在寻找方法,以减少水的使用或产生浪费,尽管HVAC减少客观地提供更大的节能潜力。

资源因素在生产阶段

制药和生物技术的环境影响制造开始之前你生产一种药物。可持续性的全部账户,你必须看着之前的过程:当设备制造,金博宝怎么注册设备构造,和原材料运输在整个供应链。这里看看我们的三个主要因素,水,能源,和浪费药品生产前:

水的利用

医药行业被认为是水,大部分的水消耗在制造业和清洁,在不锈钢。然而,总体用水量的一部分发生在不锈钢和一次性技术设备制造。永久不锈钢的生产设备和制造所需的原材料使用相对较少的水,因为他们发生一次。连续需要一次性的设备和组件需要持续使用水来制造聚合物(例如,每公斤60 L水等常见的一次性材料原始聚丙烯)。基于聚合物的类型和生产方法,一年一次性系统批量供应很容易eclipse不锈钢设备制造所需的数量。

能源消耗

比较研究整个生命周期能源消耗使用不锈钢或一次性设备发现,仅对物质来源,一次性系统能耗的四倍没有包含运输和交付的材料。此外,供应链交付是一个重要的化石燃料的消耗,尤其是对一次性处理所需的耗材量就越大。相比之下,鉴于一次性系统通常具有较小的基础设施需求,洁净室模块化是可能的在设计新设备时,使用多通道制造系统SlateXpace™,这可能实现节省大量的足迹。小建筑足迹有限在建筑节能,但操作节约了设备寿命(在下面更详细),足以竞争对手的额外能量消耗一次性系统推导和交付。

废物产生

有限的数据存在于产生的废物在系统创建不锈钢和一次性产品,考虑到各种各样的供应商和制造过程。然而,一次性系统所产生的浪费材料运输包装,虽然常常可回收利用,可以是巨大的。供应商被迫重新评估包装材料可回收的内容,最大限度地减少薄膜软塑料,但进展缓慢,阻碍了访问适当的回收设施。耗材还在不锈钢生物制药设施创建运输浪费,但这通常要少得多。

在生物制药生产资源需求

药物production-regardless你是否使用一次性系统或不锈钢equipment-amplifies水和能源需求和加速创造浪费。但是每个选项的方式使用资源和产生的废弃物是不同的。

水的利用

虽然这两种类型的设备需要纯净水为批处理缓冲区和媒体,一次性技术可以减少用水量高达85%相比,不锈钢厂,主要是因为一次性用品不需要CIP / SIP治疗。清洁不锈钢生产设备是最重要的在许多制药用水设施,占50 - 70%的用水量。此外,处理废液的CIP过程增加了环境成本。这个过程包括废物中和设备,这是一个能源消费国,也需要定期交付批量苛性和酸性化学物质,进一步增加pre-manufacturing排放的交付。另一方面,在一次性系统一般固体废物,如下详细的在浪费部分。

能源消耗

两个主要的类别生命科学制造业能源消耗培养所需要的能量可消费的工具(例如,纯化水和清洁蒸汽)和公用事业的一代需要支持制造业和建筑操作(例如,工厂蒸汽,加热热水,冷冻水/乙二醇)。之间的区别这两个是有意义的,因为一次性系统设施几乎完全依赖后者为不锈钢相比,环境管理系统设施可能还需要相当大的可消费的效用供应。

当比较全不锈钢或一次性系统设备火车在一个设施的一生中,一项研究发现,超过总能量的98%用于蒸馏纯净水和生产清洁蒸汽CIP和SIP可以避免通过使用一次性技术加工设备。剩下的~ 2%要求代表了γ辐照消毒一次性系统所需材料在使用前。不再需要纯净水和蒸汽与一次性系统大大减少了需要纯净水代资产现场的能力。

不锈钢和一次性系统一般都有制造组件需要部分垫圈或高压蒸汽。现在有部分洗衣机和高压灭菌器内置加热元件生产热水或蒸汽,不再需要中央汽化。一次性系统制造可以消除需要中央蒸汽为这些单位,但蒸汽可能仍然需要材料废物处理,根据所选择的方法。

不锈钢和一次性系统生产设备使用核电站蒸汽或冷冻水/乙二醇容器夹克的温度控制。

考虑一个减少之前产生的方法。在一些能源密集型过程,建筑电气化和可再生能源供应的最好手段可以减少设备的碳足迹(碳排放量)和增加弹性不良事件,如电网中断。许多替代技术,如太阳能,风力涡轮机、热泵和电池储能系统已达到商业可行性和成本竞争力与传统技术。只是他们的表现和有效性强调的保护策略等过程关闭。

消除你最大的机会是无尘室通过封闭处理减少设施的能源需求

生命周期评价(LCA) 2000 - l一次性技术的发现,生物制剂生产设施电力洁净室公用事业是环境影响的主要来源。最好的方法来减少这种影响是关闭制造过程的洁净室背景可以减少通过适当的和有效的关闭。

减少或去除需要洁净室空气质量控制有一个连锁效应:

• 它降低了整体面积的建筑设计(例如,通过删除宇航服),进一步减少能源需求空间条件和减少公用发电设备容量。
• 植物需要更少和更小的空气处理单元和HEPA过滤器满足最低分类规范。少的空气体积直接翻译中的节能空气处理设备(如风机能量)和加热和冷却公用事业供应。
• 从资本的角度来看,没有严格的要求,洁净室空气资格、监控、和测试,材料成本方法的实验室或仓库空间。

重要的是要澄清的是,严格的测试和验证所需的证明过程关闭,关闭可以被复制成功批量后批量。证明了许多设施在过去的十年里,不锈钢和一次性系统进程有可能被关闭。然而,一次性的无常的本质技术提供了一个更大的机会来实现新技术允许完全关闭以最小或微不足道的改变现有的基础设施。

浪费

传统不锈钢加工设备确实消耗一些聚合组件必须定期改变out-notably膜片,过滤筒,垫圈。然而,一次性处理不断产生更大的大量的一次性用品,从生物反应器包将油管。现在一次性制造商继续创新和创造一次性离心机和填充和完成打滑,从而进一步增加废物流。角度来看,尽管范围取决于批节奏等因素和处理体积。

在制药和生物技术产品的制造过程,一次性系统设施可以更可持续用水和现场能源消耗。然而,一次性设备产生的固体废物比不锈钢系统。

对生物制药Post-manufacturing废物管理

两个过程产生浪费。虽然传统不锈钢加工主要产生废液,整个系统可以一次性,这个选项来处理固体废物的数量是有限的。大量的浪费可能会妨碍公司的能力嫁给当前的制造设备和方法积极的可持续发展目标。金博宝怎么注册

水的利用

一个共同现场end-of-use治疗biohazardous一次性塑料分解和蒸汽灭菌。蒸汽灭菌,通常通过粉碎腔内的高压灭菌法,使达成了任何biohazardous材料安全的处置或处理进行分拣。虽然这从一次性系统显著减少废物的数量,它需要不断的用水,减少任何储蓄积累缺乏CIP / SIP。蒸汽灭菌也抹杀了机会把清洁蒸汽形成从生产设施,实际上可能增加所需能力的中央工厂锅炉蒸汽是否在其他地方使用。这不是一个因素当废物焚烧和气化。

能源消耗

当使用分解和蒸汽处理废物体积,消毒,减少一次性技术的整体设施节能是减少能源消耗的粉碎设备,所需要的能量产生蒸汽。分解和蒸是一个有吸引力的选择大多数一次性系统设施,考虑到替代昂贵biohazardous收集服务,可以为大量增加。188bet上不了相比之下,现场分解和蒸汽使塑料相当于城市垃圾,可以与常见的垃圾处理。

废物处理

如何可持续地处置生物制药塑料垃圾是复杂由于广泛的聚合物组成的塑料组件,生物和化学危害的潜在存在需要灭活或删除处理之前,各种方法的成本,和地理的设施能够替代的处理方法。这是标准的和创新的选项处理制药一次性废物:

灭菌和处置垃圾

而最便宜和最广泛的可用的选项是发送垃圾填埋场,它有较高的环境成本。此外,蒸汽灭菌经常塑料产生的不利影响,使它更加难以被回收。difficult-to-neutralize危险,不能由分解和蒸汽,有替代方案,如化学处理或γ辐照,尽管这些可能有更高的资本和运营成本和/或缺乏商业成熟度。

再利用、再循环,或重新

在某些情况下,一次性一次性技术的组件可以重用为测试运行和研究发展。

一些,如管集或过滤器不受有害生物或化学物质污染,还可以回收利用。例如,微孔σ生物制药回收程序重建一次性产品,如使用液体或气体过滤器,他们回收到工业级塑料木材。不幸的是,多个设备制造商经常做类似产品,每一个都有新颖的和专有的混合塑料,很难有一个通用的循环流组件。另一个限制是,一些塑料包含再利用的硅胶,如热固性材料。这个和类似的情况下,评估一次性技术供应商替代材料,以确保可回收性。如果当前并不存在,制造商提供路线废物转移可能愿意开发新材料以适应终端用户流程。

塑料已经热处理通常不能被回收到起始物料的属性类似于原始塑料。在这种情况下,组件可以转化成非结构性建筑材料或公园的长凳上。

焚烧

一次性塑料垃圾焚烧提供一个低成本的处理选项,是安全的有害物质。它也有潜在的好处通过热电联产发电和热能恢复。然而,焚烧明显增加资本成本和产生的温室气体排放(例如,微粒和气体)。

热解

热解是一个高温的过程,分解塑料的温度大约4000 o C在缺乏氧气。虽然可以将前期成本高,可持续性可能实质性的好处,金博宝怎么注册一公斤的塑料转换成大约一升的燃料类似于柴油。商业上可行的热解过程仍在开发,需要大量的塑料在当前技术规模是可行的。

蒸汽气化

蒸汽气化是一个新兴技术,塑料分解成syngas-primarily一氧化碳和氢的存在高温、压力,和蒸汽。合成气可以重组成各种终端产品和用于发电。过程也产生可恢复的热量通过空调系统在处理设施。所有的替代选择一次性处理技术,蒸汽气化可能提供的最佳途径,为减少二氧化碳排放,(根据合成气最终用途),同时提供网站形式的弹性电力和热能。这种类型的创新能量回收即将商业应用。一个这样的技术,FastOx®气化,是由塞拉能量。

不锈钢和一次性技术的生命周期评估

当讨论固体废物产生,通常关注稳定创建一次性的塑料垃圾系统,但是所有的设备在一个不锈钢设备通常是马后炮。但值得考虑,可能整个生产火车的不锈钢必须最后处置设施的lifespan-approximately 20年。一些设备可能转售,但通常都是形同虚设,融化了重用,这是另一个能源密集型的过程。

评估的总环境影响包括测量体现碳,估计造成的温室气体排放制造、运输、安装、维护和处理生产设备及相关材料。这是整体的,端到端的成本一件设备通常被称为“从摇篮到坟墓。”

生命周期评估(LCA)允许一个比较的环境影响不同的设备在一个固定的时间框架。的环境成本量化用水,废物产生,和能源消费结构,运输,和处理设备。

例如,LCA环境影响生态系统相比,人类健康和资源制造马伯一次性或不锈钢过程发现,训练一次性处理影响少。然而,这项研究只考虑价值十批次的一次性处理列车;不锈钢设备能够十年或以上的服务在它的生命周期,一般超过十总批次的相当多。因此,虽然一次性技术可能提供更少的影响当看一个有限的部分设施的一生,不锈钢过程赢得长期来看如果他们保持超过十批周期在类似的情况下。

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