Ngành công nghiệp viên nang rỗng, một mắt xích quan trọng trong chuỗi cung ứng dược phẩm toàn cầu, đang trải qua quá trình chuyển đổi xanh sâu sắc do các quy định về môi trường ngày càng leo thang, nhu cầu của người tiêu dùng ngày càng tăng về chăm sóc sức khỏe bền vững và nhu cầu cấp thiết giảm lượng khí thải carbon. Quá trình chuyển đổi này kéo dài toàn bộ chuỗi giá trị-từ nguồn nguyên liệu thô đến quy trình sản xuất, quản lý chất thải và-cuối-xử lý vòng đời-xác định lại các tiêu chuẩn bền vững của ngành.
1. Đổi mới nguyên liệu thô xanh: Vượt ra ngoài nguồn thông thườngs
Sự chuyển đổi từ các vật liệu có nguồn gốc từ động vật và dầu mỏ- sang các vật liệu thay thế có thể tái tạo, phân hủy sinh học là nền tảng của sản xuất xanh.
1.1 Vật liệu Polysaccharide dựa trên thực vật-: Chi phối quá trình chuyển đổi
Viên nang Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC), sản phẩm có nguồn gốc thực vật-hoàn thiện nhất, đã trở thành chuẩn mực cho tính bền vững. Bắt nguồn từ bột gỗ và xenlulo bông được thu hoạch bền vững, chuỗi sản xuất của họ tạo ra lượng khí thải carbon thấp hơn 30% so với viên nang gelatin (dựa vào các sản phẩm phụ từ chăn nuôi công nghiệp, một nguồn phát thải khí mê-tan chính). Vào năm 2024, viên nang HPMC chiếm 42% thị trường viên nang có nguồn gốc thực vật-của Trung Quốc, với mức tăng trưởng hàng năm vượt quá 15%.
Ngoài HPMC, các vật liệu dựa trên polysacarit-mới đang nổi lên:
Viên nang rong biển/Chitosan: Được phát triển bởi Đại học Thanh Đảo, những viên nang này sử dụng alginate, chitosan và xanthan gum-phụ phẩm nông nghiệp-không có dấu chân động vật . Cấu trúc nhiều-vỏ rỗng của chúng cho phép giải phóng thuốc có kiểm soát (từ hàng giờ đến hàng trăm giờ) trong khi vẫn duy trì khả năng phân hủy sinh học hoàn toàn.
Viên nang tinh bột khoai tây: Đổi mới của Weichong Biology ở Hồng Kông sử dụng tinh bột khoai tây không biến đổi gen-với chu kỳ tái tạo nguyên liệu thô chỉ 3–4 tháng. Cơ sở sản xuất ở Giang Tây giảm lượng nước tiêu thụ 30% so với sản xuất viên nang tinh bột truyền thống.
2. Nâng cấp quy trình: Hiệu quả năng lượng và sản xuất sạch
Sản xuất xanh đòi hỏi phải tái cơ cấu dây chuyền sản xuất để giảm thiểu tiêu thụ tài nguyên và phát sinh chất thải.
2.1-Công nghệ tiết kiệm năng lượng
Hệ thống sấy khô vòng lặp khép kín: Các nhà sản xuất hàng đầu (ví dụ: Shandong Heda) đã thay thế phương pháp sấy khô bằng không khí nóng-truyền thống bằng sấy khô bằng nhiệt{4}}bơm, cắt giảm 40% mức tiêu thụ năng lượng và giảm 25% lượng khí thải nhà kính trên mỗi tấn viên nang .
Thiết bị thông minh: Dây chuyền sản xuất hoàn toàn tự động (sản lượng-máy đơn hàng ngày là 2,6 triệu chiếc) tối ưu hóa việc sử dụng nguyên liệu, giảm tỷ lệ sai sót từ 3% xuống 0,5% và giảm lãng phí nguyên liệu thô xuống 800 tấn mỗi năm cho nhà máy có công suất 100- tỷ .
2.2 Bảo tồn nước và giảm phát thải
Quá trình sản xuất viên nang HPMC áp dụng-hệ thống tuần hoàn nước khép kín, với tỷ lệ thu hồi nước vượt quá 95%-trái ngược hoàn toàn với sản xuất gelatin tiêu thụ lượng nước nhiều hơn 5–8 lần trên mỗi đơn vị . Ví dụ: nhà máy có công suất 240 tỷ-tỷ của Quý Châu đã giảm lượng nước tiêu thụ hàng năm xuống 120.000 mét khối sau khi nâng cấp lên hệ thống này.
2.3 Dung môi-Công thức miễn phí
Sản xuất viên nang truyền thống sử dụng dung môi hữu cơ (ví dụ: ethanol) để phủ, nhưng các công thức mới dựa trên thực vật-đã loại bỏ nhu cầu này. Viên nang bọc đường ruột-làm từ thực vật của Capsugel sử dụng nhựa acrylic hòa tan trong nước{6}}, giúp giảm 100% lượng khí thải hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC).
3. Nền kinh tế tuần hoàn: Tái chế chất thải và tối ưu hóa chuỗi cung ứng
Ngành này đang chuyển từ mô hình "lấy-thực hiện-xử lý" sang lưu thông tài nguyên theo chu trình khép kín-, tập trung vào việc bình ổn hóa chất thải và tái chế bao bì.
3.1 Tái sử dụng chất thải sản xuất
Tái chế viên nang bị lỗi: Viên nang không đủ tiêu chuẩn được nghiền nát và trộn với polyme sinh học để tạo ra vật liệu đóng gói có khả năng phân hủy sinh học (ví dụ: hạt đệm), đạt được 100% tái sử dụng chất thải. Nghiên cứu Yissum của Israel đã phát triển những hạt như vậy phù hợp với hiệu suất hấp thụ sốc-của bọt EPS nhưng phân hủy hoàn toàn trong đất.
Bằng cách-Tái chế nâng cao sản phẩm: Dư lượng xenlulo từ quá trình sản xuất HPMC được chuyển đổi thành phân bón sinh học hoặc năng lượng sinh khối, giúp giảm 30.000 tấn rác thải chôn lấp hàng năm cho các nhà sản xuất lớn.
3.2 Hệ thống đóng gói vòng lặp-đóng
Sự hợp tác mang tính bước ngoặt giữa SCHOTT Pharma, Corpx và Takeda đã chứng minh tính khả thi của việc tái chế các khay vận chuyển dược phẩm. Nghiên cứu thí điểm đã tái chế 1 tấn khay polypropylen, sản xuất các khay mới có 70% hàm lượng tái chế và cắt giảm 50% lượng khí thải nhà kính trên mỗi chiếc. Mô hình này hiện đang được mở rộng sang đóng gói viên nang, và Pfizer có kế hoạch áp dụng nó cho 80% lô hàng viên nang của mình vào năm 2026.