バイオ撹拌槽の設計とスケールアップ検討の効率化

第1部. バイオ医薬品製造におけるバイオ攪拌槽の設計とスケールアップ

(2020年10月30日 10:00〜13:45) ※途中に45分の昼食時間あり

　もの作りの中で、今後のイノベーションの核になるのは「バイオ」と言われています。 バイオ技術を使ってのもの作りは食品、素材、燃料、医薬品等、多岐に渡っております。本講座では、近年製薬業界の牽引役となっているバイオ技術を用いたバイオ医薬品の製造に使用するバイオ攪拌槽の設計及びスケールアップに関して、培養対象に応じたバイオ攪拌槽の基本的な考え方から、必要な要素技術、攪拌の基本的な考え方、及び繊細な検討が要求される動物細胞培養槽の設計について解説いたします。また、スケールアップの成功事例として、モックアップテスト及びCFD解析を用いて設計を行い、バイオ攪拌槽を建設した件について解説いたします。

1. バイオ医薬品製造に用いられるバイオ攪拌槽
   1. 日本で承認されたバイオ医薬品に関して
   2. 講演内容について
2. バイオ攪拌槽について
   1. 微生物培養と動物細胞培養
   2. 設計条件の相違
3. バイオ攪拌槽のスケールアップ
   1. 微生物培養用のバイオ攪拌槽
   2. 動物細胞培養用のバイオ攪拌槽
4. スケールアップに必要な要素技術
   1. ガス吸収容量係数 KLaについて
   2. 攪拌所要動力のスケールアップ
   3. 攪拌翼のスケールアップ
   4. スパージャーのスケールアップ
   5. 消泡について
5. スケールアップの計算例とスケールアップの考え方
6. バイオ攪拌槽の設計及びスケールアップ事例
   1. バイオ攪拌槽で培養する細胞、及び最終製品について
   2. モックアップテスト
   3. CFDによる解析結果及び設計への展開
7. 建設したバイオ医薬品工場の紹介
8. 質疑応答

第2部. 流体解析 (CFD) を活用した細胞培養の撹拌スケールアップ検討

(2020年10月30日 14:00〜17:00)

1. CFDの基礎
   • 数値流体力学について
   • 粒子法について
   • CFDの活用方法
2. 撹拌の基礎
   • 攪拌装置の構成
   • 攪拌の目的と評価方法
   • 攪拌に関する無次元数
3. CFDを活用した細胞培養の撹拌
   1. 固液撹拌
   • 固液撹拌における課題
   • 浮遊限界速度について
   • 固液撹拌におけるスケールアップ方法
   • 通気攪拌
   • 通気撹拌に関する課題
   • 酸素移動係数について
   • 気液攪拌におけるスケールアップ方法
• 質疑応答