作为 NEDO“战略节能技术创新计划/主题设定业务合作计划”的一部分,Service Co, Ltd、大成株式会社、岛津制作所、三菱化工株式会社和日本国立先进工业技术研究所 (AIST) 开发了一种名为“iFactory”的可重构模块化药品制造设施,该设施采用连续合成和批量相结合的连续批量生产方法生产方式,取代目前的批量生产方式。®” (我工厂)。
从过去的验证来看,我们已经确认,我们目前正在开发的生产方法与主要的传统方法相比,预计可减少约80%的能耗。此外,据透露,与传统方法相比,废物可以减少 30% 至 40%。
未来,我们将继续进行原型的生产和演示,目的是构建和商业化生产设备,为日本药品制造的生产和资源的节能和效率做出贡献。

图1 iFactory 正在开发用于实际应用®模块(左)和自动分析仪(右)
截至 2015 年,国内医药市场规模为 115 万亿日元,预计到 2030 年将增长至 257 万亿日元。这些医药产品中使用的许多高性能化学品,无论是国内还是国际,批量制造方法※1制造,生产过程中产生的废物和二氧化碳量2面临的挑战是减少产量并适应“按需生产”,即“在您需要的时候、按您需要的数量生产您需要的东西。”
基于这样的背景,作为国家研究开发机构新能源产业技术综合开发机构(NEDO)正在实施的“战略节能技术创新计划/主题企业合作计划”的技术开发主题之一,``基于可重构模块化单元操作互连开发用于药品制造的 iFactory※2'' 于 2018 年开始。
此主题的实施者为高砂化学株式会社、三菱田边制药株式会社、柯尼卡美能达化学株式会社、横河解决方案服务株式会社、Tech Project Service Co, Ltd、大成工业株式会社、岛津制作所株式会社、三菱硅机株式会社以及米乐m6官方网站 (AIST),将取代当前的主题批量生产方法连续合成法※3以及批量制造方法。®” (我工厂)。
根据过去的验证,我们已经确认,对于采用间歇连续工艺实际生产的三种医药和精细化工相关产品,清洗、浓缩、结晶和过滤可以以10公斤/小时的生产率连续运行8小时。
此外,通过使用生产工艺之一的连续过滤法,与一般间歇式设备相比,在运行 8 小时内实现了相当于 78% 的节能,而在使用连续反应器的反应过程中引入的连续式设备则实现了 84% 的节能。
此外,通过显着减少清洗溶剂的使用量以及连续清洗带来的清洗更换次数,我们预计使用传统批量方法生产的三种制药和精细化工产品的废物量将减少 30% 至 40%。
从提高生产效率的角度来看,正在对模块化结构、控制系统和电气系统进行改进,以便更容易地重新安排流程,并通过标准化模块之间的管道来提高连接性并降低更新设备时的成本。在确保每个生产过程质量的分析工作中,通过开发和引进配备防爆自动样品采集的自动分析仪,减少了以前需要收集化学溶液和手动检查质量的过程。
从现在开始,“iFactory®的传播,我们的目标是通过满足用户要求的多品种、小批量生产来制造药品,从而节省能源并提高生产和资源的效率。

图2 各公司的角色
(1) 每个公司的角色
- 高砂化学有限公司:
药品制造设备“iFactory®'' 除了监督“iCube”(一种执行单元操作的模块化反应装置)的开发、“流化床干燥机”的设计和开发以及执行连续结晶和过滤的单元操作的开发
- 三菱田边制药有限公司:
开发执行置换富集工艺的单元操作
- 柯尼卡美能达化学有限公司:
连续萃取(油水分离/洗涤)工艺单元操作的开发
上述3家公司的单元操作开发是与AIST催化剂化学跨学科研究中心合作进行的。
- 横河解决方案服务有限公司:
控制系统、制造执行系统 (MES) 和能源管理系统 (EMS) 的构建
- 科技项目服务有限公司:
药品制造设备“iFactory®设计和开发了在“10894_10958|”
- 大成建设株式会社:
开发可重构模块化“批量连续过滤干燥机”、“连续填充装置”和“iFactory”®“建筑物和公用设施系统的建设
- 岛津制作所:
药品制造设备“iFactory®开发用于11126_11176|
- 三菱化工有限公司:
可重构模块化“连续过滤器”和“连续干燥器”的开发以及从过滤器到干燥器的传输机构的开发
(2) 当前结果
[1]批量连续过程验证
高砂化学工业株式会社、田边三菱制药工业株式会社、柯尼卡美能达化学工业株式会社已验证,能够以10公斤/小时的生产速度连续运行8小时,对这3家公司实际生产的3种医药及精细化学品相关产品进行清洗、浓缩、结晶和过滤(单元操作因项目而异)。
[2] 通过连续过滤机降低能耗
我们发现,通过使用生产工艺之一的连续过滤方法,与常用的间歇方法设备相比,我们能够在 8 小时的运行过程中减少 78% 的能耗。
[3] 通过连续反应器减少能源
发现,与用于间歇系统的典型设备相比,在反应过程中引入的连续系统设备在8小时的操作中减少了84%的能耗。
[4]垃圾减量效果
我们对实际生产的三种与药品和精细化学品相关的产品验证了连续清洁的效果,发现可以预期减少 30% 至 40% 的废物。
在此项目中,“iFactory”®'' 除了继续进行原型的生产和实际应用之外,我们还计划在 AIST 筑波中央第五办公室展示原型模块、分析装置、控制系统等,以传播该产品,并将其提供给感兴趣的各方,主要是商业界人士。此外,为了传播“iFactory®的传播。
- iFactory有限公司概况:
- 公司名称:iFactory有限公司
- 投资成员:Takao Saito、Indie Japan Co, Ltd、Tech Project Service Co, Ltd、Yokokawa Solution Service Co, Ltd、Sumitho Pharma International Co, Ltd、Mitsubishi Kakoki Co, Ltd、Taisei Corporation
- 位置:东京大田区
- 资本金:350万日元
- 代表发起人:齐藤隆夫(高砂化学株式会社董事长)