초록 ▼

1. 최종(당해) 목표
환경적 측면
- 용매 재이용 및 사용량 감소에 의한 폐용매 배출량 50％ 절감 방안 제시.
경제적 측면
- 용매 재이용에 의한 원료 비용 및 환경처리비 절감 방안 제시
기술적 측면
- 의약품 원료 공정에서 발생되는 주요 폐용매별로 분리정제 기술의 수립.
- 용매 정제용 pilot 장치의 설계 및 운전 기술 확보.
- 용매 재이용에 따른 제품순도 향상 방안 수립.
2. .사업의 목적 및 중요성
의약산업은 정밀화학 산업 중에서 단위생산 규모는 작으나

1. 최종(당해) 목표
환경적 측면
- 용매 재이용 및 사용량 감소에 의한 폐용매 배출량 50％ 절감 방안 제시.
경제적 측면
- 용매 재이용에 의한 원료 비용 및 환경처리비 절감 방안 제시
기술적 측면
- 의약품 원료 공정에서 발생되는 주요 폐용매별로 분리정제 기술의 수립.
- 용매 정제용 pilot 장치의 설계 및 운전 기술 확보.
- 용매 재이용에 따른 제품순도 향상 방안 수립.
2. .사업의 목적 및 중요성
의약산업은 정밀화학 산업 중에서 단위생산 규모는 작으나 단위생산당 폐기물 발생량이 타 정밀화학 업종에 비해 $5{\sim}10$배가 높아서 환경오염 유발도가 가장 높은 업종이며 또한 합성단계에 다량 발생하는 유기용매는 대부분 폐기처리 되므로 큰 환경오염원이 되는 특징이 있다.의약산업은 의약품 제조 업체의 수가 많고 미래 지향성 산업으로 성장성이 크므로 효율적인 공정 관리 및 유기용매의 재활용 기술을 통하며 폐용매의 발생을 억제하는 청정생산화의 방안이 시급히 요구된다고 할 수 있다. 따라서 본 진단지도에서는 2개 대상업체의 2개 공정의 물질수지 조사를 통해 공정관리 개선에 의한 폐용매 발생 저감 방안을 도출하고, 공정모사, LAB 실험에 의한 용매별 분리정제법 수립 그리고 용매 정제용 pilot 장치의 설계 및 운전, 용매 재미용에 대한 정밀한 경제성 분석 등을 통해 폐용매 배출량 절감 및 유기용매 재이용에 의한 원료비용, 폐기물 처리비용 절감을 이루어 의약산업을 청정생산화 하는데 그 목적이 있다.
3. 사업의 내용 및 범위
의약품 원료 공정에서 사용되는 물질수지 확립 및 폐기물, 폐수 발생량 절감 방안 수립
- 의약원료 공정의 물질수지 조사를 통한 폐기물의 양 및 성분 분석
- 반응, 세정 및 여과공정에서 폐용매의 발생과정을 조사
- 공정관리 개선에 의한 폐용매 발생 저감 방안을 도출(용매 사용감소 및 대체방안 포함)
정제 용매의 재이용 기술확립 및 진단지도
- 주요 용매별 불순물 분석 및 상평형 거동조사(IPA, Hexane, Acetone)
- 공정 모사 및 LAB 실험에 의한 용매별 분리정제법 수립
- 한국생산기술연구원의 pilot 증류탑 설비를 이용한 대량 정제 및 공정 재이용 실험${\Rightarrow}$ 50% 절감 방안 제시(증류방법, 자체설비 설계안, 생기원설비 이용방안)
- 용매 재이용에 대한 정밀한 경제성 분석(자체설비 설치방안 및 생기원설비 이용방안)
의약원료 제조 공정 청정생산 manual 작성 및 적용 방법 지도
4. 사업 결과
본 진단사업을 통하여 합성에 의한 의약 원료제조 공정에서 폐기물이 발생되는 과정과 폐기물의 처리현황이 밝혀졌으며, (주)대희화학과 (주)삼오제약의 협조에 힘입어 대상공정에 대해 직접 운전에 참여하면서 설비상, 조업상의 문제점을 진단하였고 중소 의약 원료업체에 있어서의 청정생산 방향을 상당 부분 파악할 수 있었다.
5. 기대효과
- 환경개선 효과
청정생산 방안 실천시 폐 IPA(250톤/년), 폐 아세톤(20톤/년), 폐 EA/heptane(27톤/년), 폐기물(40톤/년) 배출 저감 예상
의약원료업계 폐용매 위탁정제 사업에 사용될 고도 정제 설비의 구축에 따라 인근 업계의 폐용매(Acetone/Methanol/Water 1,200톤/년, Xylene/Methanol 100톤/년 등) 배출 저감
- 경제적 효과
청정생산 방안 실천시 폐용매 재이용으로 인한 원료비 절감 방안 제시(8,800만원/년), 제품 및 용매 회수율 제고에 따른 수익 증가(12,200만원/년)예상

목차 Contents

• 제 1 장 서론...20
• 제 1 절 진단사업의 배경...20
• 제 2 절 진단사업의 내용과 목표...22
• 1. 진단지도 방향...22
• 2. 사업의 목표...22
• 3. 사업내용 및 범위...23
• 제 2 장 의약산업에서의 청정생산...24
• 제 1 절 의약품제조공정...24
• 1. 원료 의약품의 생산...24
• 가. 화학합성 공정...26
• (1) 반응기...27
• (2) 분리...29
• (3) 결정화...31
• (4) 정제...32
• (5) 건조...32
• 나. 천연물 추출공정...33
• 다. 발효공정...35
• (1) 종균배양...35
• (2) 발효...36
• (3) 제품회수(정제)...36
• 2. 약품의 제제화공정...37
• 가. 알약...40
• 나. 캡슐(capsules)...41
• 다. 물약...41
• 라. 연고와 크림...42
• 제 2 절 의약품 제조공정에서의 오염물질 발생...43
• 1. 발효공정...43
• 2. 추출공정...44
• 3. 화학합성공정...45
• 4. 제제화공정...46
• 제 3 절 청정생산 방법의 개요...47
• 1. 물질의 대체...47
• 2. 공정의 개선...48
• 3. 조업방법의 개선...48
• 4. 재생, 회수 그리고 재사용...49
• 제 4 절 국내외 청정생산 현황...51
• 1. 화학합성 단계의 단축을 통한 청정생산...51
• 2. 반응공정의 최적화를 통한 청정생산...52
• 3. 연속공정을 이용한 의약품의 청정생산...53
• 4. 의약품 제제화 단계에서의 청정기술...54
• 5. 의약품 분리 및 정제공정에서의 청정기술...54
• 6. 기존 공정의 운전 절차 개선을 통한 청정생산...54
• 7. 유기용매의 회수 및 재사용...55
• 제 3 장 폐용매 재이용 방법...57
• 제 1 절 폐용매 회수의 일반적 고려사항...57
• 1. 폐용매 배출감소방안...57
• 2. 폐용매 회수문제...60
• 제 2 절 폐용매의 탈수 방법...63
• 1. 분별증류...65
• 2. 공비증류...66
• 가. 용매의 분류...66
• 나. Entrainer 선택시의 고려사항...69
• (1) 독성...69
• (2) 부식성...70
• (3) 안정성...70
• (4) 공비물 형성...71
• (5) 상분리...71
• (6) 증류...74
• (7) 비등점...75
• (8) 잠열...76
• (9) 취급의 용이성...77
• (10) 구입의 용이성과 가격...77
• 3. 추출증류...77
• 4. 압력증류...78
• 5. 흡착...79
• 6. 막분리(투과증발)...81
• 7. 액-액 추출...84
• 8. 건조제의 사용...86
• 9. 염석(Salting-out)...88
• 10. 유착...89
• 11. 분별냉동...90
• 12. 결론...90
• 제 3 절 잔류물을 함유한 용매 처리법...92
• 1. 발열반응...92
• 2. 가열면의 오염 제거법...93
• 가. 스팀증류...95
• 나. 증기증류...101
• 다. 열중탕...102
• 라. 가열과 증발의 분리...103
• 마. 가열면의 연속세척...105
• 바. Fluxing 잔류물 폐기...108
• 제 4 절 유기용매 회수의 경제적 측면...110
• 1. 연료로서의 사용...110
• 2. 파괴...112
• 3. 용매회수...113
• 가. 폐용매 처리자에의 판매...113
• 나. 위탁정제처리...116
• 다. 회사내 자체 회수...119
• 라. 제조업자에게의 희송...123
• 제 5 절 용매의 폐기 방법...125
• 1. 소각...125
• 2. 시멘트킬른에서의 이용...128
• 3. 폐용매를 이용한 수증기 제조...130
• 4. 증기의 열소각/촉매소각...131
• 5. 흡착법...132
• 6. 생물학적 처리법...133
• 제 4 장 대희화학의 청정 진단지도...134
• 제 1 절 기업현황...134
• 1. 회사개요...134
• 2. 전체 공정 현황...135
• 가. 공정설비...135
• 나. 원료 및 utility 사용량...136
• 다. 오염물 발생 및 처리현황...137
• 제 2 절 대상공정 분석...140
• 1. 현장조사의 방향...140
• 2. CPC공정 분석...141
• 가. 물질수지...141
• 나. 공정개요...142
• 3. OB공정 분석...146
• 가. 물질수지...146
• 나. 공정개요...147
• 제 3 절 진단지도...153
• 1. 현장 조사 결과...153
• 2. 추출공정 최적화...157
• 3. 용매 증발시 온도제어...167
• 4. 반응 공정의 최적화...177
• 5. 용매 증발시 용매 회수율 제고...185
• 6. 폐용매 재이용 연구...186
• 가. 실험 실적 증류...186
• (1) IPA...186
• (2) Hexane...194
• 나. 공정모사에 의한 분리 가능성 조사...195
• 다. pilot 증류탑의 건설 및 운전기술 연구...205
• (1) 개요...205
• (2) pilot 증류탑의 개조공사...206
• (3) pilot 증류탑의 개조...210
• (4) 폐 IPA 용매의 전처리 및 시운전...214
• (5) IPA-water 공비증류 pilot 운전연구...219
• 라. IPA 정제공정의 설계 및 경제성 평가...245
• (1) IPA 정제 공정의 설계...245
• (2) 자체 증류설비 설치 운영 방안에 대한 경제성 평가...261
• (3) 한국생산기술연구원의 pilot 공비증류 설비 이용 방안에 대한 경제성 평가...264
• 마. 위탁 정제에 의한 재이용 방안...266
• 제 4 절 진단지도의 수행결과...268
• 별첨 : 경제적/환경적 효과 요약표(대희화학)...270
• 제 5 장 삼오제약의 청정진단 지도...271
• 제 1 절 기업현황...271
• 1. 회사개요...271
• 2. 전체 공장현황...272
• 가. 공정설비...272
• 나. 원료 및 utility 사용량...273
• 다. 오염물 발생 및 처리현황...274
• 제 2 절 공정분석...275
• 1. 물질수지...275
• 2. 공정현황...276
• 제 3 절 진단지도...277
• 1. 폐용매 재이용 연구...277
• 가. 아세톤 탈수...277
• 나. 혼합용매 분리정제...283
• (1) EA/heptane 혼합용매로부터의 heptane 정제...285
• (2) Heptane/Toluene의 분리정제...287
• (3) MCH/MC의 분리정제...290
• 다. 잔류물이 함유된 폐용매 정제((주)동방 FTL의 폐용매)...293
• 라. 3성분계 폐용매의 정제((주)한미정밀화학의 폐용매)...299
• 제 4 절 진단지도의 수행결과...304
• 별첨 : 경제적/환경적 효과 요약표(삼오제약)...305
• 제 6 장 폐용매의 위탁정제를 통한 재이용방안 조사...306
• 제 1 절 국내외의 폐용매 재이용 현황...307
• 1. 국외의 폐용매 재이용 현황...307
• 2. 국내 의약원료업계 폐용매 재이용 현황...309
• 제 2 절 위탁정제의 요건 및 대상용매...312
• 1. 위탁정제의 요건...312
• 가. 경제성...312
• 나. 재생 용매제품의 신뢰성...312
• 다. 고도 정제기술의 필요성...312
• 2. 위탁 정제의 대상용매...313
• 제 3 절 폐용매의 고도 정제기술 내용 및 지원 방안...314
• 1. 폐용매 고도 정제 공정기술의 내용...314
• 가. 비균일 공비 증류기술...314
• 나. 회분식 증류 기술...325
• 다. 회분식 MeOH탈수 공정의 운전 사례...327
• 2. 폐용매 고도 정제기술의 지원 방안...335
• 제 4 절 폐용매 고도 정제설비의 구축방안 및 경제성 평가...337
• 1. 고도 정제설비 구축 방안...337
• 2. 도고 정제설비의 설계...337
• 3. 3,000ton폐용매 정제 설비를 이용한 위탁 정제사업의 경제성 평가...350
• 제 5 절 폐용매 위탁 정제사업의 향후 추진 계획...353
• 제 7 장 진단사업의 결론 및 향후 계획...355
• 참고문헌...358
• 부록 1. 폐 IPA 공비증류 전산모사 결과 OUTPUT...361
• 부록 2. Pilot 증류탑 설계자료...371
• 부록 3. 외국의 폐용매 전문정제업체 Brochure(Fielding Chem. Tech)...385
• 부록 4. Michigan주에 등록된 폐용매 위탁정제업체 목록...390
• 부록 5. 폐용매 재이용 관련 설문지...394
• 부록 6. BATCH DISTILLATION TOWER OPERATION MANUAL...400