Förderinitiative Nachhaltige Pharmazie Pharma-Initiative bekämpft Ursachen von Umweltbelastungen

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Tobias Hüser

Die pharmazeutische Industrie unterliegt strengen Regulierungen: Einmal genehmigte Prozessabläufe können nur mit hohem administrativem Aufwand geändert werden. Vor diesem Hintergrund startete die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) im Jahr 2012 die Förderinitiative „Nachhaltige Pharmazie“. In ihrer Förderpraxis verfolgt die DBU das Prinzip, die Ursachen von Umweltbelastungen anzugehen anstatt „Sünden der Vergangenheit“ nachträglich zu korrigieren.

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Die Umwelttechniken der Förderinitiative können auf der nächsten IFAT begutachtet werden. Die Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft findet vom 30. Mai bis 3. Juni 2016 auf dem Münchner Messegelände statt.
Die Umwelttechniken der Förderinitiative können auf der nächsten IFAT begutachtet werden. Die Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft findet vom 30. Mai bis 3. Juni 2016 auf dem Münchner Messegelände statt.
(Bild: Ifat)

München – Die Förderinitiative greift vorsorgende Ansätze auf, welche die Umweltauswirkung bei der Entwicklung neuer Wirkstoffe und pharmazeutischer Produkte stärker berücksichtigen. Neben Maßnahmen, die den Eintrag von Arzneimittelreststoffen in die Umwelt vermeiden, zielt die DBU dabei auch auf den schonenden Umgang mit Ressourcen und eine effiziente Herstellung ab, um den Verbrauch an Rohstoffen, Lösungsmitteln und Energie sowie das Abfallaufkommen zu reduzieren.

Ergebnisse erfolgreicher DBU-Förderprojekte sind beispielsweise die effiziente Herstellung von Beta-Lactam-Antibiotika durch die Reaktionsführung in mikrotechnischen Bauteilen oder das Verdoppeln der nutzbaren Ausbeute durch ein biotechnologisches Syntheseverfahren für Profene wie Ibuprofen oder Naproxen.

Im Projekt „Energetische Optimierung von Wirbelschichtprozessen mittels PAT-gesteuerter Feedbackschleifen“ kooperieren unter Federführung der HHU Düsseldorf (Institut für Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie) die Unternehmen Glatt, Boehringer Ingelheim Pharma und Parsum bei der Optimierung und Steuerung von Wirbelschichtprozessen. Pharmazeutische Prozesse in einer Wirbelschicht gehören zu den energieintensivsten Herstellungsschritten. Mit Hilfe von Inline-Partikelsonden soll die Entwicklung der Partikelgröße in Echtzeit überwacht und die Ergebnisse für Regel-Algorithmen zur Verfügung gestellt werden.

Best-Practice-Projekte gehen von großen Unternehmen aus

Best Practice-Vorzeigeprojekte, bei denen es um eine nachhaltige Neuausrichtung der gesamten Firmen-Philosophie geht, finden sich naturgemäß zuerst bei den größeren Unternehmen, die die dafür erforderlichen personellen und finanziellen Ressourcen haben. Beispielsweise hat Boehringer Ingelheim mit seinem Energiemanagement systematisch die Weichen für effiziente und zukunftsfähige Standorte in Deutschland gestellt. Energiekennzahlen dienen als Steuergrößen, um die grundsätzlichen Einsparziele für die Standorte und die angestrebten Effizienzstandards für einzelne Gebäude und Prozesse zu überwachen.

Mit diesen Maßnahmenpaketen ist es gelungen, die Effizienz der Anlagen kontinuierlich zu verbessern und CO2-Emissionen zu mindern. Am Standort Biberach sind zwei Gasturbinen zur Stromerzeugung installiert, deren Abwärme zur Erzeugung von Dampf genutzt wird. Der Dampf kann ganzjährig genutzt werden: Im Winter zum Heizen und im Sommer mit Absorptionskältemaschinen zum Kühlen. Diese hocheffiziente Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung spart - gegenüber einer konventionellen Versorgung - pro Jahr allein für diesen Standort etwa 15.000 t CO2-Emissionen ein.

In Ingelheim trägt der Betrieb des Kraftwerks substanziell zur Ressourcenschonung durch den Einsatz von Altholz bei, das vorwiegend aus der Region stammt. Die Installation von Wärmerück-gewinnungssystemen in Labor-und Produktionsgebäuden sorgt für eine weitere Reduktion beim Kohlendioxidausstoß. Die Investitionskosten amortisieren sich binnen weniger Jahre.

Nachhaltigkeitskonzepte werden weltweit umgesetzt

Global aktive Konzerne setzen ihre Nachhaltigkeitskonzepte auch international um: Umweltgerechte Chemikalienentsorgung in Thailand, Installation einer Waschanlage für restentleerte Flaschen in Indonesien, Sicherheitsschulungen für Kunden auf den Philippinen und Recycling von Küvetten-Tests aus verschiedenen europäischen Ländern: Merck KGaA engagiert sich auf der ganzen Welt für den umweltverträglichen und nachhaltigen Umgang mit Chemikalien – auch nach deren Verwendung. Dieses Verantwortungsbewusstsein setzt das Unternehmen in einen eigenständigen Prozess um: Die „Merck-Retrologistik“ fasst die gesamte Infrastruktur rund um die Rückführung von Verpackungen und von verbrauchten Chemieprodukten nach hohen Standards für Umweltschutz und Nachhaltigkeit zusammen.

Hauptsächlich bündelt Merck in der Retrologistik mehrere Stoffströme und bindet sie in neue Prozesse ein: Rückläufe aus dem Verkauf, benutzte Verpackungen, gebrauchte Küvetten-Tests sowie gebrauchte Lösungsmittel und Laborchemikalien. Die Methoden der Chemielogistiker bilden einen ganzen Werkzeugkasten: Verpackungen werden, wo immer möglich, unter Einhaltung hoher Standards gereinigt und dem Prozess wieder zugeführt. Für heterogene Packmittel gibt es dabei spezielle Lösungen. So betreibt Merck in Darmstadt für die aus vielen unterschiedlichen Elementen bestehenden Küvetten-Tests eine eigene Anlage, in der die Packungen auseinandergenommen und in sortenreinen Teilen recycelt werden.

Pfizer verfolgt seit Jahren bereits eine umfassende „Grüne Strategie“. Mit eigenen Klimazielen sowie zahlreichen großen und kleinen Schritten setzt das Unternehmen konsequent auf nachhaltiges und ressourcenschonendes Handeln. Als Vorreiter gilt das Arzneimittelproduktionswerk in Freiburg. Es hat seinen CO2-Ausstoß drastisch reduziert und kann heute mehr als 90 % seiner Energie aus regenerativen Quellen wie der Solarwärme decken. Eine Geothermie-Anlage und eine der größten Holzpellets-Heizungsanlagen in Europa versorgen die Gebäude mit Wärme. Nachhaltiger Umgang mit Ressourcen bedeutet, wo möglich, Abfall zu vermeiden - und wo er anfällt, sinnvoll mit ihm umzugehen und Reststoffe einer weiteren Verwertung zuzuführen.

Kommunale Kläranlagen vor großen Problemen

Die von der Pharma-Industrie produzierten Arzneimittel helfen dem Menschen - und sie stellen (weil zu oft unsachgemäß über die Toilette entsorgt) die kommunalen Kläranlagen vor große Probleme. Denn mit den herkömmlichen drei Reinigungsstufen können sie nicht alle Arzneimittelrückstände vollständig aus dem Abwasser entfernen. Eine relativ teure, aber sehr effektive Methode, auch Spuren von Arzneimitteln und deren Abbauprodukte zu eliminieren, ist die Ausstattung von Kläranlagen mit einer zusätzlichen Reinigungsstufe. Solche zusätzlichen Reinigungsschritte sind vor allem eine Ozonbehandlung des Abwassers oder die Aktivkohlefilterung. Nicht nur die Arzneimittelbelastung der Gewässer könnte dabei deutlich reduziert werden, auch zahlreiche andere gewässerbelastende Chemikalien würden entfernt.

In einem Forschungsprojekt des Fraunhofer Instituts für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) und AWAS International ist es gelungen, mit einer Verfahrenskombination aus Aktivkohle-Adsorption und Membranfiltration eine entsprechende technische Lösung zu entwickeln. Dabei werden keramische Membranen mit Kohlenstoff als adsorptiv wirksamer Filtrationsschicht imprägniert. Es ist gelungen, das Antiepileptikum Carbamazepin bis zu Konzentrationen von mehreren mg/l sicher zurück-zuhalten.

Da in der Praxis die im Abwasser auftretenden Konzentrationen im Nanogrammbereich liegen, ist eine lange Standzeit des Membran-Adsorbers zu erwarten. Auch die Desinfektionsleistung des neuen Systems wurde bestätigt: Die Keimbelastung, gemessen als koloniebildende Einheiten an coliformen Bakterien (KBE), wurde auf 0 KBE/100 mg reduziert. Am Ende des Lebenszyklus kann die Aktivkohle ausgebrannt und neu aufgebracht werdend, während sich der Membranträger recyceln lässt.

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