スケールアップ・ダウンのための実験データのとり方・検討と失敗例 / 解決 (対処) 法 (2日間)

1日目 (Aコース) 化学工学活用編

(2015年9月17日 10:30〜16:30)

～反応、抽出・分液、濃縮・蒸留、晶析、ろ過操作の化学工学を活用した～
ラボスケールからパイロット・生産プラントへ向けてのスケールアップ・ダウン検討

　医薬原薬・中間体、農薬、化成品、電子材料などファインケミカル部門でご活躍の若手研究部門の工業化研究者、生産技術部門の工業化研究者、製造部門の技術スタッフを対象として、バッチプロセスで多品種切換え生産・非定常操作で発生するトラブルを理解すると共に,反応、抽出・分液、濃縮・蒸留、晶析、ろ過操作の基礎化学工学を活用してラボ実験からパイロット、実機プラントへのスケールアップを習得して頂く講習会である。

1. ファインケミカルプロセス
2. ファインケミカルプロセスでのトラブル
   1. 単位操作で発生するトラブル
   2. 操作の振れと発生する現象
3. スケールアップと影響因子 (実機で再現できない理由)
   1. 反応釜を使用する操作での問題
   2. 反応釜の体積変化と面積・長さの変化
4. スケールアップと化学工学の関わり
5. 工業化の流れ
6. スケールアップ予測計算
7. ラボ・パイロット実験の考え方
8. ラボでのデータ取得
   1. 撹拌 (動力数Npの重要性ほか)
   2. 伝熱 (伝熱の基礎ほか)
   3. 反応 (反応熱の測定・推算、シミュレーションほか)
   4. 抽出・分液 (液-液抽出操作と計算、分液速度測定ほか)
   5. 吸着 (単吸着理論、固定層 (連続) による吸着ほか)
   6. 濃縮・蒸留 (蒸留データの取得ほか)
   7. 晶析 (冷却晶析のポイント、晶析溶液の結晶析出ほか)
   8. ろ過 (ろ過比抵抗α、圧縮性指数nの測定ほか)
• 質疑応答・名刺交換

2日目 (Bコース) 失敗例/解決編 第1部 プロセス化学のスケールアップ (ラボ～パイロットプラント) とラボ検討で取得しておくべきデータ ～失敗例からの解説～

(2015年9月18日 10:30〜13:00)

　ラボ実験とプラント製造との違いは何か、プラントでは何が出来て何が出来ないのかに着目しながら、ラボ検討で取得しておくべきデータとその活用について概説する。反応危険性評価とプロセスレビューシステムの重要性についても概説する。プロセスが理解できていれば、スケールアップの失敗リスクは激減する。演者が経験した失敗例も紹介しながら解説する。

1. スケールアップ検討に入る前に
   1. 医薬品開発におけるプロセス化学
   2. 製剤研究との連携
   3. 理想的なプロセスとプロセス研究のステップ
   4. DNA反応性不純物ガイドライン
2. ラボとプラントの違い
3. ラボでのデータ取りとその活用
   1. チェックするべき項目
   2. サンプリングシートとその活用
   3. 安定性データ、ストレステスト
4. ユーステスト、模擬実験
5. 反応危険性評価
6. プラントへ移る前に
   1. 攪拌の課題、ろ過の課題
   2. プラント機器の材質
   3. ダミーラン
   4. コミュニケーション、レビューシステム
• 質疑応答・名刺交換

2日目 (Bコース) 失敗例/解決編 第2部 スケールアップ・ダウン検討と失敗例/解決 (対処) 法

(2015年9月18日 13:50〜16:20)

　スケールアップ検討の最終目的は商用生産にある。経験的に商用生産に結び付けたプロジェクトは多数あるが、スムーズに進んだことは殆どなく、失敗した経験がその後の商用生産に役立つケースが多い。しかし、スケールアップで失敗すれば時間、原料費等損失は大きい。実際に経験した失敗をどのように解決して商用生産に結び付け、その後の検討に生かしたか実例をもとに説明する。

1. スケールアップとは
   1. 考え方
   2. チェック項目
   3. 実験の進め方
      • スケールダウン実験
2. 実例
   1. 設備が腐食してしまった (小スケール実験では想定不可)
   2. ジャケットの保温効果 (想像以上に保温効果が良く、オーバー反応)
   3. 加水分解後の濃縮 (濃縮中に反応が進行)
   4. 原料のグレード変更:低純度品 (98%) を高純度品 (99.5%↑) に変更したところ規格外の製品が得られた
   5. 再結晶 (スケールアップしたら全く違った品質の中間体が得られた)
   6. 水和物→無水和物の変換 (乾燥機の選択を誤って失敗)
   7. 危険な試薬を使用しなくてはならない (20Lスケール以上は危険性で実施不可)
   8. 先入観を持って検討を開始したため検討に時間を要した
   9. スケールアップを計画したら目的純度の原料が入手できない
   10. 転位反応が原因でスケールアップしたら目的物が得られなくなった
• 質疑応答・名刺交換