DOZN™ 정량적 녹색 화학 평가기
DOZN™ 도구는 녹색 화학의 12가지 원칙을 활용하여 유사한 화학물질, 합성 경로 및 화학 공정의 상대적 친환경성을 비교하는, 업계 최초의 정량적 도구입니다.
당사는 이러한 12가지 녹색 화학 원칙을 ‘자원 활용 개선’, ‘에너지 효율 증대’, ‘인체 및 환경 유해성 최소화’라는 세 가지 주요 범주로 정리합니다. 현재 원자재의 수명 주기적 영향(즉, 원자재 채굴, 전처리 및 제조)은 반영하지 않으나, 해당 원자재의 유해성과 효율적 사용 여부는 고려하고 있습니다. 당사는 제품 성능에 대한 결과를 고객과 공유하며, 당사 제품이 12가지 원칙 각각은 물론 세 가지 주요 범주 내에서 어떻게 부합하는지 보여드립니다.
DOZN™ 도구는 데이터를 활용하여 당사와 고객사가 정보에 기반한 의사결정을 내릴 수 있도록 지원함으로써, 환경적 영향을 줄이고, 화학물질의 효율성을 높이며, 지속가능성을 증진합니다.
녹색 화학 알고리즘의 12가지 원칙 해설
2. 원자 경제
원칙 1이 모든 투입 원료에 초점을 맞추는 반면, 원칙 2에 대한 우리의 접근 방식은 원하는 제품을 생산하는 데 사용되는 반응물의 양을 줄일 수 있는 기회를 찾는 데 중점을 두도록 마련했습니다.
원칙 3, 4, 5에서는 본 문서에 상세히 기술된 바와 같이, 화학 합성의 다양한 구성 요소, 특히 원료, 생성물 및 용매의 양과 독성을 모두 평가합니다.
3. 유해성이 낮은 화학 합성법
원칙 3에 대한 당사의 접근 방식은 제품 1kg당 사용되는 원자재의 평균 사용량과 독성을 줄이는 것입니다. 당사는 독성이 다양한 형태로 나타날 수 있음을 인식하고 있으며, 이에 따라 당사의 접근 방식을 GHS에 부합하도록 조정했습니다. GHS에 부합함으로써, 당사는 데이터 수집 프로세스의 효율성과 글로벌 적용성을 모두 최적화하고 있습니다.
4. 더 안전한 화학물질 설계
원칙 3에서는 독성이 낮은 원료 사용에 중점을 두는 반면, 원칙 4에서는 동일한 GHS 기반 접근 방식을 적용하여 생산된 제품의 독성에 초점을 맞춥니다. 화학 공정에서 여러 제품(“부생산물”)이 생성될 수 있음을 고려하여, 이 원칙을 다룰 때에는 제품과 부산물의 독성을 신중하게 검토합니다.
5. 더 안전한 용매 및 보조제
우리는 원칙 3과 4에 적용된 접근 방식을 활용하여, 제품 1kg당 사용되는 용매 및 기타 분리제의 사용량과 독성을 줄이는 데 중점을 둡니다.
6. 에너지 효율을 고려한 설계
우리는 합성 단계에서 주변 압력과 온도와 다른 조건이 유지되는 시간을 고려하여 에너지 영향에 대한 추정치를 도출하고 있습니다.
7. 재생 가능 원료의 사용
당사는 가능한 경우 재생 가능한 원료의 사용을 우선시합니다. 이 원칙에 따라, 당사는 최소한 바이오 기반 원료가 사용되고 있는지 여부를 목록화합니다.
8. 파생상품 축소
우리는 각 유도체화 단계마다 추가적인 시약이 필요하며 폐기물이 발생할 수 있음을 인식하고 있습니다. 이 원칙에 대한 우리의 목표는 유도체화 과정에서 발생하는 폐기물의 감소를 직접적이든 간접적이든 파악할 수 있는 절차를 개발하는 것입니다.
9. 촉매 작용
이 원칙에 대한 우리의 목표는 촉매 사용이 직접적으로 또는 간접적으로 폐기물을 줄이는 경우를 체계적으로 정리하는 절차를 마련하는 것입니다. 원칙 9는 원칙 2를 보완하는 역할을 하며, 촉매 사용이라는 구체적인 경로를 통해 원자 경제성을 향상시키는 데 기여할 것으로 보입니다.
10. 분해를 고려한 설계
우리는 원칙 10을 적용함에 있어, 해당 제품이 쉽게 생분해되는지 여부는 물론 생분해 생성물의 유해성까지 고려해야 한다는 점을 인식하고 있습니다. 모물질과 분해 생성물에 대해서는 기본적으로 GHS 환경 유해성 기준을 적용합니다.
11. 오염 방지를 위한 실시간 분석
원칙 11의 경우, 공정 분석 화학을 활용하는 공정 단계의 가치를 인정하는 접근 방식을 도입하고 있습니다. 예를 들어, 공정 온도나 pH의 변화를 감지하기 위한 실시간 공정 중 분석 등이 이에 해당합니다. 우리는 계획에서 벗어난 편차가 조기에 시정될수록, 해당 공정이 추가적인 폐기물을 발생시키거나 추가적인 위험을 초래할 가능성이 줄어든다는 점을 인식하고 있습니다.
12. 사고 예방을 위한 본질적으로 안전한 화학
원칙 12의 중요성은 제품 1kg당 원자재의 평균 물리적 위험성을 낮추는 데 있습니다. 당사는 폭발성, 인화성, 산화성, 부식성 등 다양한 위험 유형에 걸쳐 GHS 물리적 위험성 기준을 적용하고 있습니다.
사례 연구: β-아밀라아제
β-아밀라제는 고구마에 흔히 존재하는 효소로, 전분을 당으로 가수분해합니다. DOZN™ 도구를 통해 β-아밀라제 제조 공정을 에너지 효율이 높고 무해하며, 효율과 수율이 향상된 공정으로 재설계할 수 있었습니다. 이를 통해 DOZN™ 점수가 57점에서 1점으로 낮아졌습니다!