圖1. 土地系統(tǒng)變化與溶劑使用之間的相關(guān)性

• 在布洛芬生產(chǎn)過程中，獲得的最大減少為99%，每克目標(biāo)產(chǎn)品的總?cè)軇┦褂昧繌呐窟^程中的20.70m³減少到連續(xù)流動(dòng)法中的5.4m³。

• 土地系統(tǒng)變化，苯丙氨酸工藝表現(xiàn)最佳，批量法的每克產(chǎn)品0.00468m²減少到流動(dòng)法的0.00015m² ，減少了97%。
  

圖2. 七個(gè)批量和流動(dòng)過程的總能源消耗與過程持續(xù)時(shí)間之間的相關(guān)性

布洛芬作為全球用量最大的非甾體抗炎藥，傳統(tǒng)批處理工藝存在反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、溶劑消耗大、能耗高等問題。通過優(yōu)化為連續(xù)流工藝，能耗降低97%，實(shí)現(xiàn)了成本與效率的雙贏，不僅顯著減少了環(huán)境影響，還提升了生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。

藥物制造過程，特別是在其對(duì)溫室氣體排放的有顯著貢獻(xiàn)。碳排放可能來自多種來源，包括加熱、冷卻或相變所需的能量密集型熱過程，以及溶劑蒸發(fā)、試劑分解和副產(chǎn)物形成。 

此外，排放可能還源于上游活動(dòng)，如原材料提取、運(yùn)輸和凈化，以及下游處理步驟，如分離、純化和廢物處理。 因此，作者還對(duì)批量和流動(dòng)方法 的碳 (CO₂) 排放進(jìn)行了評(píng)估。

圖3.對(duì)批量和流動(dòng)方法的碳 (CO₂₎ 排放評(píng)估

流動(dòng)技術(shù)顯著降低了碳排放，平均減少了79%，減少了一個(gè)數(shù)量級(jí)。

• 布洛芬工藝表現(xiàn)出卓越的減排性能，從排放 0.41kgCO₂equiv 降至 0.01kg CO₂equiv，減少了 97%。

• 苯丙氨酸工藝也遵循了這一良好趨勢(shì)，二氧化碳排放從0.43kg CO₂ equiv減少了95 %，降至0.02kg CO₂ equiv。

• 鹽酸阿米替林工藝的碳排放最低，僅減少了45%，這是實(shí)施連續(xù)流動(dòng)法的結(jié)果。

在從批量方法轉(zhuǎn)向連續(xù)流動(dòng)方法的過程中，由于反應(yīng)器尺寸較小，資本成本可能會(huì)降低。這種降低對(duì)于制藥行業(yè)尤其有利，因?yàn)楦哳~的初始投資可能會(huì)阻礙新技術(shù)的采用。

例如，對(duì)于高產(chǎn)量的成熟產(chǎn)品，企業(yè)可能會(huì)發(fā)現(xiàn)采用流動(dòng)制造最具優(yōu)勢(shì)，在這種情況下，資本節(jié)省可以隨著時(shí)間的推移與運(yùn)營(yíng)效率相輔相成，或者在推出新藥品時(shí)進(jìn)行新產(chǎn)品開發(fā)。這種方法使公司能夠設(shè)計(jì)專門優(yōu)化為連續(xù)流動(dòng)的工藝 ，避免了改造現(xiàn)有批量系統(tǒng)所帶來的復(fù)雜性和成本，從一開始就促進(jìn)了先進(jìn)技術(shù)的順利整合。

圖4 七個(gè)批量和流動(dòng)過程的資本成本支出，批量轉(zhuǎn)流動(dòng)的成本降低(a),資本成本結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析(b),七個(gè)批量和流動(dòng)過程的年運(yùn)營(yíng)成本(c),運(yùn)營(yíng)成本結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析(d)

批量配置的估計(jì)成本在$3,000,000到$7,000,000之間，而連續(xù)流動(dòng)技術(shù)的成本范圍為$2,000,000到$4,000,000。從經(jīng)濟(jì)角度來看，連續(xù)流動(dòng)法對(duì)資本成本支出有一定幅度的下降。 

在魯非那胺工藝中觀察到的資本成本降低表現(xiàn)最佳，幾乎下降了50%，從$7,030,000降至$3,520,000。 然而，資本成本的降低是依賴于具體案例的。

通過評(píng)估七個(gè)過程的綠色性，考慮E因子（每單位產(chǎn)品的廢物質(zhì)量）對(duì)其環(huán)境表現(xiàn)進(jìn)行了調(diào)查。

圖5.批量和流體化學(xué)中七個(gè)工序的E因子

相對(duì)于目標(biāo)產(chǎn)品，連續(xù)流動(dòng)過程產(chǎn)生的過程較少。 事實(shí)上，批量工藝的E因子范圍在10到110之間，而連續(xù)流動(dòng)技術(shù)顯著優(yōu)于批量方法，E因子范圍為2到20，因此平均減少了87%。

這種改善可歸因于連續(xù)流動(dòng)技術(shù)的內(nèi)在特性，包括整體更高的產(chǎn)率、更低的廢物產(chǎn)生和溶劑使用的最小化。

布洛芬作為全球用量最大的非甾體抗炎藥，傳統(tǒng)批處理工藝存在反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、溶劑消耗大、能耗高等問題。通過優(yōu)化為連續(xù)流工藝，能耗降低97%，實(shí)現(xiàn)了成本與效率的雙贏，不僅顯著減少了環(huán)境影響，還提升了生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)突破：

• 溶劑用量減少84%：連續(xù)流閉環(huán)溶劑回收系統(tǒng)使甲醇用量從48.2 g/g（批處理）降至3.5 g/g（連續(xù)流工藝），年節(jié)約成本超50萬美元。這種減少進(jìn)一步降低了對(duì)土地系統(tǒng)的影響和環(huán)境足跡。

• 能耗斷崖式下降：連續(xù)流技術(shù)通過精準(zhǔn)控溫（±0.5℃）和高效傳質(zhì)，將單位能耗從批處理的9.51 W·h/g降至連續(xù)流工藝0.82 W·h/g，降幅達(dá)97%。

• 降低97%碳排放：從批處理0.41 kg CO?/g降至連續(xù)流0.01 kg CO?/g，每噸布洛芬減少400噸碳排放，布洛芬連續(xù)流工藝的碳排放降低了97%。

• 低投資成本：布洛芬連續(xù)流工藝的資本成本較低，批量配置的估算成本在300萬美元到700萬美元之間，而連續(xù)流動(dòng)技術(shù)的成本范圍在200萬美元到400萬美元之間。

• 高盈利能力：15年凈現(xiàn)值（NPV）分析顯示，連續(xù)流工藝可提前3年回本，長(zhǎng)期利潤(rùn)增長(zhǎng)斜率高60%。