Page 186 - 《环境工程技术学报》2022年第5期

· 1542 · 环境工程技术学报 第 12 卷

制药行业是我国国民经济的重要组成部分，是 环境评价 [25] 、教育质量评价 [26] 、旅游服务质量评
关系国计民生的重要产业。进 入 2 世纪以来，我国 价 [27 ] 以及方案优选 [28 ] 等诸多领域得到了广泛研
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制药行业一直保持较快的发展速度，产品种类日益 究。AHP-FC 评价模型发挥了层次分析法和模糊
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增多，生产规模不断扩大 [1-2] 。然而，我国制药行业仍 综合评价法的优点，将定性与定量分析结合起来 ，
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存在着产品技术含量低、新药研发能力低、经济效 可实现指标的量化评价，减少评价过程中主观判断
益低等缺点，导致我国制药企业竞争力差 、环境污 和多因素、模糊性等问题所带来的弊端，同时克服定
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染严重。据文献报道 [4-7] ，目前在地表水、地下水、饮 性与半定量评价方法的不足，使最终的评价结果更
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用水及土壤环境中均有药类物质检出，对环境与人 加全面可靠 。
类健康造成了极大威胁。 笔者建立适合制药行业清洁生产技术评价的指
近年来，我国对于制药行业的污染治理提出了 标体系，采 用 AHP-FC 评价模型对制药行业清洁生
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更加严格的要求。制药废水具有成分复杂、有机物 产技术进行综合评价，以期为制药行业清洁生产技
浓度高、毒性大、可生化性差等特点 [8-9] ，处理十分困 术的评价和选择提供技术支持。
难。现有的传统制药行业废水治理技术已经不足以
1 制药行业清洁生产技术备选清单
支撑当前日趋严格的新标准下行业发展的需求，仅
依靠末端治理无法从根本上解决问题。《水污染防 通过文献调研、企业现场调研与专家咨询相结
治行动计划》（简称“水十条”）中明确提出要对包括 合的方法，选取了基于培养基替代的青霉素发酵减
制药行业在内的十大重点行业开展清洁化改造。因 排技术、头孢氨苄酶法合成技术、头孢氨苄连续结
此，有必要在制药行业推行清洁生产技术，从源头减 晶技术与装备、抗生素合成固定化酶规模化制备技
少污染物的产生 [10] ，从而减轻制药行业的环境污染， 术 4 项技术作为制药行业清洁生产技术备选清单
促进制药行业的健康、可持续发展。制药行业清洁 （ 表 1）。基于培养基替代的青霉素发酵减排技术在
生产技术种类较多，且每项技术有各自的特点，导致 华北制药股份有限公司的 1 000 t/ 头孢氨苄原料药
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制药企业对清洁生产技术的选择具有一定困难。为 前体青霉素发酵示范工程中应用，实现发酵废酸水
正确地选择清洁生产技术，改善制药行业的污染现 CO 较原工艺降低了近 32.7%，氨氮浓度降低了
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状，有效减少制药行业污染物产生量和排放量，有必 46.5%。头孢氨苄酶法合成技术是国外头孢氨苄生
要对制药行业清洁生产技术进行综合评价，为企业 产的主流清洁生产技术，为“水十条”提出的重点行
推荐适宜的可行技术。 业清洁化改造中制药行业重点发展的绿色酶法技
技术评价方法的选择将直接影响到评价结果的 术，也是近年来国内进行攻坚和推广的技术。该技
正确性，目前国内外常用的评价方法主要包括数据 术与抗生素合成固定化酶规模化制备技术一起在华
包络分析法 [11] 、生命周期评价法 [12-13] 、灰色关联分析 北制药股份有限公司 的 1 000 t/ 头孢氨苄原料药前
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法 [14-15] 、德尔菲法 [16] 、层次分析法（AHP） [17-18] 、模糊 体青霉素发酵示范工程中应用，与现有化学合成技
综合评价法（FCE） [19-20 ] 以及组合评价方法 [21 ] 等。层 术相比，COD排放量减 少 57.1%，取得了良好的效
次分析法-模糊综合评价法（AHP-FCE）评价模型是 果。头孢氨苄连续结晶技术与装备在华北制药股份
将 AH 与 FC 相结合的一种评价方法 [22] ，目前该评 有限公 司 1 000 t/ 头孢氨苄原料药酶法合成工艺的
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价模型已经在绩效考核 [23] 、管理软件选择 [24] 、人居 工程示范进行应用，实现了废水减 排 33.0%、COD

表 1 备选 的 4 项制药行业清洁生产技术简介
Table 1 Brief introduction of 4 alternative cleaner production technologies in the pharmaceutical industry

技术名称 技术内容 适用范围
基于培养基替代的青霉素 利用生理代谢参数指导合成培养基替代复合培养基的精确控制，实现青霉素发酵中营 多种抗生素发酵过程
发酵减排技术 养的定量补加，促进产物快速合成及菌体形态控制，大幅降低废水的污染物排放量
针对头孢氨苄生产过程存在的能耗高、污染严重等问题开发的清洁生产技术。在水溶
液中，以母核7-ADCA和侧链PGME为原料，固定化青霉素酰化酶为催化剂，一步催化反
头孢氨苄酶法合成技术 头孢氨苄规模化生产
应合成头孢氨苄。该技术反应条件温和，工艺简单，不使用挥发性有机溶剂、基团保护
剂等辅助化学品，从源头大幅减少了污染物排放
头孢氨苄连续结晶 采用推进式全混型反应结晶装备，耦合调控体系pH和温度等工艺参数，进行多级连续流 药物规模化清洁生产
技术与装备 高效结晶，获得晶形完整、稳定性好的药物晶体产品，提高过程收率，降低母液中COD
抗生素合成固定化酶 采用头孢氨苄合成酶固定化技术，实现固定化酶的规模化生产，以提高生产效率 抗生素合成固定化
规模化制备技术 酶规模化制备