Trajnostna obdelava farmacevtskih bioloških odpadnih vod – L2-60155 (B)

PROJEKT SOFINANCIRATA ARIS - JAVNA AGENCIJA ZA ZNANSTEVNORAZISKOVALNO IN INOVACIJSKO DEJAVNOST REPUBLIKE SLOVENIJE (aris-rs.si) IN PODJETJE LEK FARMACEVTSKA DRUŽBA d.d. (lek.si)

Naziv projekta: Trajnostna obdelava farmacevtskih bioloških odpadnih vod

Evidenčna številka projekta: L2-60155 (B) - iz evidence ARIS

Trajanje projekta: 1.1.2025 - 31.12.2027

Vodja projekta: dr. Darko Goričanec

Projektna skupina:

Naziv in naslov partnerja, ki sodeluje v aplikativnem projektu:

Lek farmacevtska družba d.d., Verovškova ulica 57, 1526 Ljubljana

Vsebinski opis projekta:

Farmacevtsko podjetje Lek Lendava proizvaja klavulansko kislino, ki skupaj z amoksicilinom sestavlja Lekov Amoksiklav, antibiotik za zdravljenje okužb dihal, sečil, rodil, kože in mehkih tkiv. Ključni izziv je obdelava odpadnega procesnega toka, bogatega z vodo (4% do 6% suhe snovi), na lokaciji zaradi visokih stroškov odvoza, ki predstavljajo glavno ekonomsko problematiko izčrpanega toka micelija. Za znižanje stroškov odvoza je bilo predlagano odstranjevanje vode z uparjanjem ali sušenjem, vendar suspenzija izčrpanega micelija pri odstranjevanju vode postane zelo viskozna in lepljiva, kar otežuje procesne operacije. Odstranjevanje velikih količin vode, ki so v procesnem toku prisotne zahteva tudi velike količine toplote. Dodatni izziv je spreminjajoča se sestava odpadnega toka in drugi odpadni tokovi, ki vsebujejo težke kovine. Rešitev za zmanjšanje stroškov odvoza in okoljske obremenitve ter zmanjšanje emisij vključuje pregled različnih obdelovalnih poti.

Glavni cilj raziskav je pregledati in oceniti možnost aplikacij različnih procesnih poti, ki bi bile primerne za obdelavo in odstranitev odpadnih procesnih tokov. V sklopu tega je vključena tudi ekonomska analiza in izbira najprimernejše alternative za obdelavo in odstranitev. Najprimernejša procesna pot bo znižala trenutne stroške podjetja, ki izhajajo iz odvoza odpadnega toka. Z glavnim ciljem je neposredno povezan cilj za znižanje emisij onesnaževal, ki so prisotna v odpadnih tokovih. S primerno obdelavo in odstranitvijo odpadnih tokov se bo zmanjšala obremenitev okolja, v primeru uporabe nizkotemperaturne toplote, ki je na voljo v podjetju pa bo alternativa prispevala tudi k trajnosti podjetja.

Faze projekta (v teku oz. zaključene):

1. Delovni sklop: Analiza procesnih tokov toplote in odpadkov ter odstranjevanje vode iz
- Naloga 1.1: Analiza procesnih tokov odpadkov in razpoložljive nizko-temperaturne toplote izčrpanega toka micelija
- Naloga 1.2: Metode predobdelave za odstranjevanje vode iz izčrpanega micelija
- Naloga 1.3: Sušenje obdelanega izčrpanega micelija in simulacije z Aspen Plus

V posameznih tokovih so bile določene vsebnosti težkih kovin in drugih ionov, kemijska potreba po kisiku (KPK), biokemijska potreba po kisiku (BPK), hkrati pa je bil ovrednoten potencial razpoložljive nizkotemperaturne odpadne toplote za procesno integracijo. Pomembnejši napredek v prvem delovnem sklopu je bil zabeležen na področju sušenja izčrpanega micelija z razpševanjem. Projekt je je prehajal iz začetnih simulacij v laboratorijske in pilotne raziskave, ki kažejo potencial za industrijsko aplikacijo.
Ocenjen odstotek realizacije: 65%

2. Delovni sklop: Biološke poti za obedlavo izčrpanega micelija
- Naloga 2.1: Aerobno kompostiranje izčrpanega micelija
- Naloga 2.2: Anaerobna digestija izčrpanega micelija
- Naloga 2.3: Aerobna degradacija izčršanega micelija

Raziskane so bile anaerobno mono- in so-digestijo izrabljenega farmacevtskega micelija skupaj z izbranimi komunalnimi in industrijskimi odpadki. Določena je bila količina in sestava nastalega bioplina ter kemijskih parametrov z oceno potenciala za uporabo izboljšanja tal. Rezultati so bili prijavljeni na konferenco 21st Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems (SDEWES 2026).
Ocenjen odstotek realizacije: 30%

3. Delovni sklop: Termične pretvorbe izčrpanega micelija
- Naloga 3.1: Sežig izčrpanega micelija
- Naloga 3.2: Piroliza in torefikacija odpadnega izčrpanega micelija ter analiza dobljenih produkov z dodano vrednostjo
  
  Vzpostavljene so bile metodološke podlage in del eksperimentalnega dela za termične pretvorbe. Validirane metode so se aplicirale na termično obdelavo izčrpanega micelija. Izvedeni sta bili torefikacija in hidrotermalna karbonizacija ter delna karakterizacija nastalih trdnih produktov posamezne obdelave.
  Ocenjen odstotek realizacije: 30%
4. Delovni sklop: Obdelava drugih odpadnih tokov
- Naloga 4.1: Obdelava odpadnih tokov z uparjanjem
  
  V okviru naloge 4.1 so bili izvedeni poskusi vakuumskega uparjanja farmacevtskih odpadnih tokov na pilotnem vakuumskem uparjalniku z izrabo odvečne toplote na lokaciji. Rezultati so pokazali stabilno vrenje, učinkovit prenos toplote in zmanjšanje volumna do 90%. Destilati so izkazali fizikalne lastnosti, katerih vrednosti so podobne vodi in redukcijo KPK do 98%, kar potrjuje visoko učinkovitost uparjanja pri odstranjevanju organskih snovi.
  Rezultati predstavljajo osnovo za načrtovanje novega večstopenjskega uparjalnega sistema in izvedbo toplotne integracije z razpoložljivo odvečno toploto za potencialno implementacijo na lokaciji.
  Ocenjen odstotek realizacije: 35%

Objavljeni znanstveni prispevki in druga dela v sklopu projekta:

SANKOVIČ, Saša, FEKONJA, Nika, GRUBER, Sven, SIMONIČ, Marjana, GORIČANEC, Darko, URBANCL, Danijela. Characterisation of the physical and rheological properties of evaporation products in a thermally integrated treatment of pharmaceutical wastewaters. Thermal science and engineering progress. [Online ed.]. May 2026, vol. 73, [article no.] 104624, 12 str. ISSN 2451-9049. DOI: 10.1016/j.tsep.2026.104624. [COBISS.SI-ID 271827459]

SANKOVIČ, Saša, ROLA, Klemen, KNEZ, Aljaž, GRUBER, Sven, URBANCL, Danijela, GORIČANEC, Darko. Spray drying of residual pharmaceutical fermentation brot. V: JOUHARA, Hussam (ur.), PFEIFER, Christoph (ur.), OLABI, Abdul Ghani (ur.). Sustainable energy & environmental protection : proceedings of the 17th International Conference on Sustainable Energy & Environmental Protection, Brunel University London, 28th – 31st July 2025. [S. l.: s. n., 2025]. Str. 139-144, ilustr. ISBN 978-3-900397-21-0. [COBISS.SI-ID 253908739] projekt: The authors would like to thank the Slovenian Research Agency for financial support (project L2-60155 and program P2-0046). The work was carried out with the help of research equipment procured within the project "Upgrading national research infrastructures - RIUM", co-financed by the Republic of Slovenia, the Ministry of Education, Science and Sport and the European Union from the European Regional Development Fund.

FEKONJA, Nika, SANKOVIČ, Saša, ROLA, Klemen, GRUBER, Sven, SIMONIČ, Marjana, PETROVIČ, Aleksandra, GORIČANEC, Darko, URBANCL, Danijela. Impurities removal from pharmaceutical wastewater by vacuum evaporation. V: JOUHARA, Hussam (ur.), PFEIFER, Christoph (ur.), OLABI, Abdul Ghani (ur.). Sustainable energy & environmental protection : proceedings of the 17th International Conference on Sustainable Energy & Environmental Protection, Brunel University London, 28th – 31st July 2025. [S. l.: s. n., 2025]. Str. 133-138, ilustr. ISBN 978-3-900397-21-0. [COBISS.SI-ID 253819139]
projekt: The authors would like to thank the Slovenian Research Agency for financial support (project L2-60155 and program P2-0046). The work was carried out with the help of research equipment procured within the project "Upgrading national research infrastructures - RIUM", co-financed by the Republic of Slovenia, the Ministry of Education, Science and Sport and the European Union from the European Regional Development Fund.

FEKONJA, Nika. Odstranjevanje nečistoč iz pralnih vod farmacevtske industrije s kemijskimi metodami in vakuumskim uparjanjem : magistrsko delo. Maribor: [N. Fekonja], 2025. 1 spletni vir (1 datoteka PDF (X, 55 str.)). Digitalna knjižnica Univerze v Mariboru – DKUM. [COBISS.SI-ID 255636227]

Znanstveni prispevki in druga dela v pripravi:

K. Aljaž, Simulacija in validacija sušenja odpadnega izčrpanega micelija: magistrsko delo, Maribor

N. Šantl, A. Petrovič, D. Goričanec, D. Urbancl. Thermal treatment of waste from the pharmaceutical industry: torrefaction vs. hydrothermal carbonization