İlaç sektöründe su verimliliği ve suyun farklı derecelerde yeniden kullanımı vaka çalışması
Water efficiency and different degrees of water reuse case study in the pharmaceutical industry
Yazar: ERCAN ALTUNBOZAR
Danışman: PROF. DR. MEHMET ÇAKMAKCI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Su geri kazanımı ve yeniden kullanımı 5000 yılı aşkın bir süredir gerçekleştirilmektedir. Ancak son 100 yılda özellikle küresel ikim değişikliğinin de baş göstermesi ile beraber su geri kazanımı ve yeniden kullanımı oldukça önem arz etmiş ve bu konuda çalışmalar yoğunlaşmıştır. Teknolojinin gelişmesi ile birlikte özellikle yoğun su tüketimi gerçekleşen endüstrilerde su geri kazanımı çalışmaları hızlanmıştır. İlaç endüstriside suyun yoğun kullanıldığı sektörlerin başında gelmektedir. İlaçlar, sağlığı olumlu etkilemesi, ölüm oranını ve hastalık yükünü azaltması ve yaşam kalitesini iyileştirmesiyle birlikte hayatımızın ayrılmaz bir parçası haline gelmiştir. İlaç üretimlerinde kullanılan en önemli malzemelerden biri sudur. İlaç endüstrisinde saf su (PW) ve enjeksiyonluk su (WFI) olmak üzere iki ana kalitede su kullanılmaktadır. Suyun kalitesi, ilacın kalitesini etkileyerek hasta sağlığını olumsuz etkileyebilir. Bu nedenle ilaç üretiminde Amerika ve Avrupa gibi çeşitli otoriteler tarafından kullanılan suların kriterleri belirlenmiştir. Genel olarak steril üretimlerde distilasyon ve ters osmoz (RO) membranı kullanılarak üretilen WFI ve steril olmayan ürünler için deiyonizasyon yöntemiyle üretilen PW kullanılmaktadır. İncelenen fabrika non-steril olması nedeniyle ön artma sistemleriyle birlikte PW hazırlama, depolama ve dağıtım sistemlerinin dizaynı ilk üç faz analiz sonuçları, birim maliyet hesapları ve fabrikada yapılan su tasarruf çalışmaları ile birlikte ele alınmıştır. Bu çalışmalar sonucunda tasarlanan ünitelerin işlevlerini yerine getirdiği ve böylece ikişer hafta süren Faz 1 ile Faz 2 ve bir sene süren Faz 3 sonuçları su kullanım limit değerlerin oldukça altında olduğu görülmüştür. İlk kurulumdan sonra günlük ortalama 49 m3 atıksu oluşmaktadır. Altı farklı tasarruf projesi hayata geçirilerek %88 su tasarrufu ile atıksu oluşumu 5,9 m3 'e düşürülmüştür. Fabrika genelinde minimum 4 m3 su tüketimi olduğunda birim maliyet 52,8 US $ iken yapılan tasarruf çalışmaları ile birim saf su maliyetinin 10 m3 'te 23,0 US $, 35 m3 saf su tüketiminde ise 8,8 US $'a kadar düşürüldüğü hesaplanmıştır.

Abstract:
Water recovery and reuse has been practiced for more than 5000 years. However, in the last 100 years, especially with the onset of global climate change, water recovery and reuse has become very important and studies on this subject have intensified. With the development of technology, water recovery studies have accelerated, especially in industries with intensive water consumption. The pharmaceutical industry is one of the sectors where water is used intensively. Pharmaceuticals have become an integral part of our lives with their positive impact on health, reducing mortality and disease burden and improving the quality of life. One of the most important materials used in pharmaceutical production is water. Two main types of water are used in the pharmaceutical industry: pure water (PW) and water for injection (WFI). The quality of water can affect the quality of the drug and negatively affect patient health. For this reason, criteria for the water used in pharmaceutical production have been determined by various authorities such as America and Europe. In general, WFI produced by distillation and reverse osmosis is used in sterile production, while PW produced by deionization method is used for non-sterile products. Since the factory under study is non-sterile, the design of the PW preparation, storage and distribution systems together with the pre- increment systems were discussed together with the first three phase analysis results, unit cost calculations and savings studies carried out in the factory. As a result of these studies, it was seen that the designed units fulfilled their functions and thus the results of phase 1 and phase 2 lasting two weeks each and phase 3 lasting one year were well below the limit values. After the first installation, the average daily wastewater generation of 49 m3 was reduced by 88% to 5.9 m3 by implementing six different saving projects in the system. While the unit cost was $52.8 when there was a minimum water consumption of 4 m3 throughout the factory, it was calculated that the unit pure water cost was reduced to $23 for 10 m3 and $8.8 for 35 m3 pure water consumption.