作为 NEDO 资助的“战略节能技术创新计划”（以下简称本项目）的一部分，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 株式会社、大成制作所株式会社、岛津制作所株式会社、三菱化工株式会社和米乐m6官方网站 (AIST) 宣布开发 iFactory，这是一种采用连续生产方法的可重新配置的模块化药品制造设施。®''，在高砂化学挂川工厂建成示范工厂，并成功进行了示范试验。
在演示测试中，我们实现了8小时以上的全自动连续生产，并确认所得化合物符合标准，与批量生产具有相同的质量。此外，据透露，与批量生产相比，该方法可减少80%以上的能耗，减少60%以上的浪费，标志着药品按需生产迈出了一大步。
图1 高砂化学挂川工厂建成的示范工厂
日本的二氧化碳 (CO2) 从各部门的排放量来看，工业部门的排放量最大，占总量的351%，2021财年二氧化碳排放量为373亿吨（电力和热力分配后的排放量）2为了在2050年实现碳中和，脱碳创新势在必行，经济产业省资源能源厅和NEDO已将“制造过程节能技术”列为“节能技术战略”的关键技术，在工业部门的各个领域积极开展节能过程的开发。
在此背景下，工业界、学术界和政府正在积极合作，将功能化学品（包括药物活性成分和中间体）制造领域的产业结构转变为可持续的产业结构。作为其中之一，长期以来一直是主流批量生产※1逃离该方法，连续生产※2正在蔓延。连续生产可以通过调整操作时间来改变生产量，从而可以在需要的时间生产所需的数量的按需生产，具有设备紧凑、减少废物排放等优点。
NEDO 旨在实现按需连续生产流程，有望减少能源消耗和废物排放这个项目※3自 2018 年 7 月以来，药品生产设施“iFactory”基于可重构模块化单元操作的互连。®未来版本※4中所述，2021 年 6 月，“iFactory®''生产方法已被证实与传统的主要方法相比，具有约80％的能源减少效果和30至40％的废物排放减少效果。此次，为了建设有助于日本医药制造业的节能、生产效率和资源效率的生产设备并实现商业化，我们在高砂化学挂川工厂建设了示范工厂，并将在2023年7月之前进行示范测试，完成为期五年的项目。
这次，高砂化学、三菱田边制药、柯尼卡美能达化学、横河解决方案服务、Tech Project Service、大成制作所、岛津制作所、三菱化工和AIST开发了采用连续生产方法的模块化药品制造设施“iFactory”。®''，是世界上第一个在包括固体处理在内的制造过程中实现连续生产的公司，其示范工厂建于高砂化学挂川工厂，生产能力为每小时 10 公斤。通过连续生产获得的三种化合物均符合标准，在保证与批量生产相同质量的同时，与批量生产相比，能源和废物排放显着减少。
2022 年 11 月，国际协调会议 (ICH) 通过了《活性药物成分和药品连续生产指南》(ICH Q13)，随着引进连续生产设备的考虑正在紧锣密鼓地进行，通过该项目取得的成果将是朝着广泛使用连续生产设备迈出的重要一步。
[1] 可重构模块化制药设备“iFactory”®''开发
功能化学品的制造工艺是通过原料供给、反应、萃取、结晶、过滤、干燥、灌装等单元操作相结合而构建的。正如之前版本中提到的，“iFactory®”将这些单独的单元操作模块化在一个边长为23m的立方体框架内，这种模块化的单元操作功能被命名为“iCube”。“iFactory®”由iCube、向“iCube”提供电力和氮气等公用设施的模块化公用站“iConnect”、进行质量分析的“在线和现场防爆超高效液相色谱系统（防爆LC）”以及自动控制这些系统联锁的“编排系统”（图2）。通过如图 1 所示将这些互连起来，可以构建一系列制造工艺，每小时可生产 10 公斤化合物，通过调整运行时间，每年可生产 72 吨化合物。虽然其生产能力相当于中型批量生产设备，但设备的紧凑性使其比批量生产设备节省了50%以上的空间。
此外，“iFactory”还允许重新配置制造流程。®“”是一个很大的优势。随着多品种、多批量生产的需求，能够轻松改变工艺并在短时间内实施的优势是巨大的，为了实现这一点，我们拥有模块化的单元操作功能。 “iCube”的设计重量不到5吨，可以使用叉车或起重机自由组装和重新配置。此外，支持流程重新配置的软件“Orchestration System”允许在不重新编程的情况下重新配置流程。这种灵活性允许“iFactory®''可以轻松应用于各种流程，未来可以实现物品在正常情况和流行病等紧急情况之间快速切换的双重用途，以及可以将设备转移到其他工厂进行生产的技术转移。
图2“iFactory®'' 组件
[2] 通过此演示测试获得的结果
(1) 相当于批量生产的质量确认
11539_11633®''已在示范工厂实现连续生产。在演示测试中，使用产品固体时通常需要的七个单元操作（图3）制造了三种类型的化合物，并确认所有化合物均符合标准，质量与批量生产相当。实现全自动连续生产，包括实际规模的固液处理，是世界领先的成就。
图 3 已测试的七个单元操作
(2) 确认节能效果达80%以上
使用“连续反应器”的连续反应工艺的效果是，与间歇生产相比，在8小时的操作中可以减少84%的能量，并且已经证明，通过采用在此主题下开发的“连续过滤器”和“流化床干燥器”，可以在过滤和干燥过程中减少相当于85%的能量。我们还发现，节能效果随着产量的增加而增加。
(3) 废物减少效果已确认超过 60%
通过采用连续生产工艺，最大限度地降低了设备容量，本次测试的结晶、过滤、干燥过程所用的设备容量明显小于批量生产所用的设备。一般来说，设备清洗液的用量与设备容量成正比，因此我们发现采用连续化生产工艺可以显着减少设备清洗液的用量。此外，当考虑到减少清洗更换次数的效果时，设备清洗液的用量进一步减少，我们已经确认，与批量生产相比，我们预计可以减少60%以上的废物排放。
为了继续为子孙后代生产药品等日常生活必需的功能化学品，迫切需要将生产系统转变为能够解决全球变暖和人口下降等紧迫社会问题的系统，并培训飞行员（工程师）来处理这些问题。
在此项目中，“iFactory®成立的目的是为了传播iFactory有限公司※5在“iFactory®''正在为商业化而开发，我们的目标是添加从远程位置完全远程无人操作以及与配方过程连接等功能，并将继续寻求解决社会问题的方法。此外，我们还将通过使用在AIST筑波中心举办的实验设备的培训项目，培养对连续生产有实际了解的工程师。通过系统开发和工程师培训这两大支柱，推动大复位从批量生产走向连续化生产。
NEDO 将继续以实现与经济增长相适应的可持续节能为目标，并将无缝支持预计到 2030 年具有高节能效果的技术的开发，从商业化到商业化，重点关注《节能技术战略》中规定的工业、消费（家庭和企业）和交通领域的重要技术。