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造粒プロセスの最適化と設計・操作事例集

造粒プロセスの最適化と設計・操作事例集

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目次

第1章 造粒物の粒度分布・粒子径・流動性・付着性の評価

第1節 粒子径・粒度分布
  • 1.粒子径計測の概要とレーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置の原理
  • 2.測定方式
    • 2.1 測定条件の決定
      • 2.2.1 %粒子径
      • 2.2.2 ふるい上、ふるい下
    • 2.3 規格値の設定
第2節 ゼータ電位の測定と評価
  • はじめに
  • 1.ゼータ電位とは
    • 1.1 ゼータ電位の概念
    • 1.2 ゼータ電位の測定原理
    • 1.3 国際規格とJIS
  • 2.測定原理
    • 2.1 光学系
    • 2.2 ゼータ電位の算出
  • 3.測定事例と解釈
    • 3.1 無機物質の等電点評価
    • 3.2 アルミナ懸濁液のゼータ電位の分散剤濃度依存性
    • 3.3 各種分散剤によるカーボンナノチューブの分散性評価
    • 3.4 リポソームのpH安定性
    • 3.5 牛血清アルブミン (BSA) の熱変性に伴うゼータ電位変化
    • 3.6 牛乳と豆乳の等電点評価
  • おわりに
第3節 付着性
  • はじめに
  • 1.物質に作用する力
    • 1.1 非静電気力
      • 1.1.1 ファン・デル・ワールス力
      • 1.1.2 液架橋力
    • 1.2 静電気力
      • 1.2.1 帯電粒子間に働く力 (クーロン力)
      • 1.2.2 電界中にある帯電粒子に働く力 (クーロン力)
      • 1.2.3 電気影像力 (鏡像力)
      • 1.2.4 接触帯電付着力
      • 1.2.5 グレーディエント力
  • 2.電荷量測定方法
    • 2.1 ファラデーケージによる電荷量測定
    • 2.2 通過型ファラデーケージによる電荷量測定
    • 2.3 吸引式ファラデーケージ法 (1成分法)
    • 2.4 吸引式ファラデーケージ法 (2成分法)
    • 2.5 ブローオフ法
    • 2.6 カスケード法
    • 2.7 表面電位計法
  • 3.帯電量測定の標準化
  • おわりに
第4節 流動性の評価
  • はじめに
  • 1.安息角
  • 2.流出試験
  • 3.Carrの流動性指数
  • 4.攪拌時の回転抵抗
  • 5.剪断試験
    • 5.1 粉体層中の応力状態とモールの応力円
    • 5.2 一面剪断試験による流動性の評価
  • 6.圧縮試験
  • 7.ワーレンスプリング
  • おわりに

第2章 各種造粒法における最適な装置選定、運転操作とスケールアップ

第1節 攪拌造粒におけるスケールアップのポイント
  • はじめに
  • 1.攪拌造粒による湿式造粒
    • 1.1 攪拌造粒の特徴
    • 1.2 流動層造粒との比較
    • 1.3 スプレー造粒と滴下造粒の比較
  • 2.製造に影響を及ぼすパラメータ
    • 2.1 仕込み量
    • 2.2 ブレードの回転数
    • 2.3 チョッパーの回転数
    • 2.4 造粒時間
    • 2.5 結合剤の添加量
    • 2.6 結合剤の添加速度
  • 3.スケールアップの留意点
    • 3.1 仕込み量
    • 3.2 ブレードの回転数
    • 3.3 チョッパーの回転数
    • 3.4 造粒時間
    • 3.5 結合剤の添加量
    • 3.6 結合剤の添加速度
    • 3.7 スケールアップ例
  • おわりに
第2節 バインダーレスな乾式高速攪拌造粒法の確立
  • はじめに
  • 1.高速攪拌造粒機を用いた乾式レイヤリング造粒法
    • 1.1 攪拌速度による影響
    • 1.2 薬物結晶の造粒メカニズム
    • 1.3 薬物高含量化の検討
  • 2.乾式レイヤリング造粒法による薬物結晶の非晶質化
    • 2.1 混合時間の影響
    • 2.2 添加剤球形粒の粒子径の影響
    • 2.3 非晶質球形粒の溶出特性と物理安定性
  • おわりに
第3節 製剤化における最適添加液率の決定法および造粒指数による評価
  • はじめに
  • 1.固液気系の充填状態の測定に基づく造粒指数および最適添加液率の決定
    • 1.1 固液気系の充填状態と造粒操作
    • 1.2 測定装置、粉体試料 (担体) および方法
    • 1.3 粉体試料および処方
  • 2.粉体試料 (担体) の固液気系の充填状態
    • 2.1 処方Iおよび処方IIの添加液率
    • 2.2 PL値、造粒指数および最適添加液率
  • 3.粒剤化装置、評価装置および方法
    • 3.1 混練、造粒、乾燥装置
    • 3.2 圧力伝達率とその測定方法
    • 3.3 崩壊率 (硬度) の測定
  • 4.粒剤収率、生産能力、崩壊率と造粒指数および最適添加液率
    • 4.1 粒剤収率と造粒指数および最適添加液率
    • 4.2 生産能力および崩壊率と圧力伝達率の関係
  • おわりに
第4節 流動層造粒におけるスケールアップのポイント
  • はじめに
  • 1.流動層造粒による湿式造粒
    • 1.1 流動層造粒装置
    • 1.2 流動層の圧力損失
    • 1.3 流動層の形成
    • 1.4 固-液系充填構造
    • 1.5 粒子の成長機構
    • 1.6 粒子の凝集状態
  • 2.製造に影響を及ぼすパラメータ
    • 2.1 仕込み量
    • 2.2 給気 (吸気) 風量
    • 2.3 給気 (吸気) 温度
    • 2.4 スプレー液速度
    • 2.5 造粒時間、乾燥時間
    • 2.6 インターバル
    • 2.7 スプレー空気圧と空気量
    • 2.8 スプレーミスト径
  • 3.スケールアップ
    • 3.1 仕込み量
    • 3.2 給気 (吸気) 風量
    • 3.3 給気 (吸気) 温度
    • 3.4 スプレー液速度
    • 3.5 造粒・乾燥時間
    • 3.6 インターバル
    • 3.7 スプレー空気圧と空気量
    • 3.8 スケールアップ例
  • 4.スケールアップの留意点
  • おわりに
第5節 流動層造粒法における操作パラメータの設定ポイント
  • 1.流動層造粒機の操作パラメータと顆粒物性との関係
    • 1.1 流動層造粒機の重要操作パラメータ
      • 1.1.1 結合剤溶液のスプレー液速度
      • 1.1.2 スプレー空気圧 (アトマイズ風量)
      • 1.1.3 給気温度
      • 1.1.4 給気風量
      • 1.1.5 給気湿度
    • 1.2 操作パラメータと顆粒物性との関係
    • 1.3 原料の特性による顆粒物性への影響
  • 2.操作パラメータの設定
    • 2.1 目標とする顆粒物性
    • 2.2 操作パラメータの設定
  • おわりに
第6節 スプレードライヤの運転操作トラブル対策とスケールアップのポイント
  • はじめに
  • 1.スプレードライヤの各種微粒化機器について
    • 1.1 回転ディスクによる造粒
    • 1.2 圧力ノズル (加圧ノズル、一流体ノズル) による造粒
    • 1.3 二流体ノズルによる造粒
    • 1.4 噴霧水加圧型二流体ノズル (加圧二流体ノズル)
    • 1.5 噴霧流衝突型二流体ノズル (ツインジェットノズル)
  • 2.乾燥室の形状
    • 2.1 並流型
    • 2.2 向流型
    • 2.3 並向流型 (混合流型)
  • 3.スプレードライヤの運転操作
    • 3.1 粒子径のコントロール
    • 3.2 製品残留溶媒のコントロール
    • 3.3 製品のかさ密度のコントロール
  • 4.トラブル対策について
    • 4.1 製品の残留溶媒の変化
    • 4.2 乾燥過多
    • 4.3 粒子径について
    • 4.4 内壁への付着
    • 4.5 輸送ラインの閉塞
  • 5.スプレードライヤにおけるスケールアップ
    • 5.1 スケールアップの考え方
    • 5.2 回転ディスクにおけるスケールアップ
  • おわりに
第7節 湿式押出造粒における混練プロセスの最適化と各種押出造粒機の特長
  • 1.湿式押出造粒法
    • 1.1 造粒メカニズムによる分類
    • 1.2 湿式押出造粒工程のプロセス
    • 1.3 原料の混練状態と顆粒物性に与える影響
    • 1.4 湿式押出造粒法の特徴
    • 1.5 湿式押出造粒機の分類
    • 1.6 スクリュー式押出造粒機
      • 1.6.1 スクリュー型前押出式造粒機のメカニズムと特徴
      • 1.6.2 スクリュー型横押出式造粒機 (押出羽根テーパー形状) のメカニズムと特徴
      • 1.6.3 スクリュー型横押出式造粒機 (押出羽根オーバーラップ形状) のメカニズムと特徴
      • 1.6.4 スクリュー型ドームダイ押出式造粒機のメカニズムと特徴
      • 1.6.5 ブレード型バスケット式押出造粒機のメカニズムと特徴
      • 1.6.6 ローラー型ディスクダイ式押出造粒機のメカニズムと特徴
      • 1.6.7 ローラー型ディスクスクリーン式押出造粒機のメカニズムと特徴
  • おわりに
第8節 圧縮造粒法におけるローラーコンパクターの設計
  • はじめに
  • 1.ローラーコンパクターによる乾式造粒
  • 2.製造に影響を及ぼすパラメータ
    • 2.1 製造パラメータと製造時の留意点
    • 2.2 ロールプレスの特性
  • 3.スケールアップの留意点
  • おわりに
第9節 ロール式圧縮造粒機による各種造粒物の製造
  • 1.概要
  • 2.造粒物の種類
  • 3.ロール式圧縮造粒機の構造及び造粒システム
  • 4.ロール圧縮式造粒機の実際
  • 5.特殊な造粒例
    • 5.1 高温 (ホット) ブリケッティング
    • 5.2 真空脱気システム
第10節 ビーズミルという湿式粉砕機での粒子の微細化
  • はじめに
  • 1.湿式ビーズミル
    • 1.1 湿式ビーズミルの原理
    • 1.2 湿式ビーズミルの粉砕・分散効率に影響を与える因子
      • 1.2.2 ビーズ充填率およびアジテータ周速
      • 1.2.3 応力モデル
    • 1.3 湿式ビーズミルの摩耗とコンタミネーション
      • 1.3.1 湿式ビーズミルの摩耗
      • 1.3.2 湿式ビーズミルからのコンタミネーション
    • 1.4 過分散とマイルド分散?
      • 1.4.1 過分散
      • 1.4.2 マイルド分散?
    • 1.5 湿式ビーズミルでのスケールアップ
  • 2.ビーズ分離能力強化型湿式ビーズミル
  • 3.ナノ粒子分散大量生産用湿式ビーズミル
  • おわりに

第3章 医薬品の造粒プロセスの設計とその事例

第1節 医薬品の造粒プロセス設計とトラブル対策
  • はじめに
  • 1.造粒の目的
  • 2.造粒方法
    • 2.1 湿式造粒法
      • 2.1.1 攪拌造粒
      • 2.1.2 流動層造粒
      • 2.1.3 押し出し造粒
      • 2.1.4 転動造粒
      • 2.1.5 噴霧乾燥造粒
    • 2.2 乾式造粒法
  • 3.原薬物性の改質
    • 3.1 難溶性薬物の改質
    • 3.2 油状性薬物の改質
    • 3.3 凝集性薬物の改質
  • 4.原薬物性と造粒法
  • 5.各種造粒法と顆粒特性
    • 5.1 造粒処方
    • 5.2 各種造粒法と顆粒物性
  • 6.造粒法とトラブル対策
    • 6.1 撹拌造粒法とトラブル対策
    • 6.2 流動層造粒法とトラブル対策
  • 7.撹拌造粒および流動層造粒のスケールアップにおける問題点
    • 7.1 撹拌造粒のスケールアップと問題点
    • 7.2 流動層造粒のスケールアップと問題点
  • 8.撹拌造粒および流動層造粒のスケールアップ
    • 8.1 撹拌造粒におけるスケールアップ
    • 8.2 流動層造粒におけるスケールアップ
  • おわりに
第2節 環境にやさしい新規流動層造粒法と医薬品への応用
  • はじめに
  • 1.GFBG法とその他の製造法との比較
  • 2.GFBGの水の影響
  • 3.実際の薬物を用いた検討
  • 4.まとめ
第3節 自転公転式ミキサーによる顆粒製造プロセスの最適化
  • はじめに
  • 1.造粒に用いられる自転公転式ミキサー
    • 1.1 主な自転公転式ミキサーの種類
    • 1.2 撹拌起泡装置
  • 2.自転公転式造粒法の造粒原理と運転パラメータ
    • 2.1 造粒原理
    • 2.2 運転パラメータ
  • 3.自転公転式ミキサーによる顆粒製造プロセス
    • 3.1 基本的な顆粒製造プロセス
    • 3.2 顆粒製造プロセスの最適化
      • 3.2.1 粉砕工程
      • 3.2.2 混合工程
      • 3.2.3 造粒工程
      • 3.2.4 混合 (被覆) 工程
  • 4.造粒工程における運転パラメータの最適化
    • 4.1 運転パラメータ
    • 4.2 運転パラメータの最適化
  • 5.製剤処方の最適化
    • 5.1 顆粒剤の製剤処方
    • 5.2 賦形剤の配合比率の最適化
  • 6.アプリケーション事例
    • 6.1 ダントロレン顆粒
    • 6.2 リファンピシン顆粒
    • 6.3 今後応用が期待される分野
  • おわりに
第4節 印刷工学的手法を応用した微粒子化技術
  • はじめに
  • 1.インクジェット技術を用いた微粒子化技術
    • 1.1 インクジェット技術の概要と特徴
    • 1.2 インクジェット技術を活用した微粒子化の概要
  • 2.医薬製剤化技術としての適用
    • 2.1 ペプチド含有徐放性粉末吸入製剤への適用事例
  • おわりに
第5節 湿式押出造粒機の特徴、設計ポイント
  • はじめに
  • 1.円筒式 (バスケット) 造粒機の構造
    • 1.1 円筒式造粒機の進化
    • 1.2 円筒式造粒機の特徴
    • 1.3 円筒式造粒機のパラメータ
    • 1.4 重大事故・健康災害
  • 2.円筒式造粒機の新規性について
    • 2.1 揮発性の高い溶剤の使用時 (実績仕様)
    • 2.2 自動加水機構 (新規検討)
    • 2.3 自動秤量、混合機構 (新規検討)
    • 2.4 自動乾燥機構 (新規検討)
  • 3.未来の研究者へ
第6節 溶融造粒による新規製造技術の開発
  • はじめに
  • 1.MALCORE?の製造例
    • 1.1 吸着粒の製造例 (第一工程)
    • 1.2 薬物の積層の製造例 (第二工程)
  • 2.MALCORE?の汎用性
    • 2.1 スケールアップの影響
    • 2.2 精密な粒子径コントロール
  • 3.溶融成分とポリマーの関係
  • おわりに
第7節 晶析造粒法のプロセス設計
  • はじめに
  • 1.晶析造粒過程
    • 1.1 液中造粒機構
    • 1.2 晶析過程
    • 1.3 造粒過程
  • 2.晶析造粒操作
    • 2.1 原料供給法
    • 2.2 原料供給操作
    • 2.3 撹拌操作
  • 3.晶析造粒法の検討例
    • 3.1 安息香酸1 (操作条件の影響)
    • 3.2 安息香酸2 (液滴径の影響)
    • 3.3 炭酸マンガン
  • おわりに
第8節 エクストルーダーによる固体分散体の製造
  • はじめに
  • 1.エクストルーダーによるHME法の使用目的と特徴
    • 1.1 バレル
    • 1.2 2軸スクリュー
    • 1.3 運転管理
    • 1.4 製品排出部
  • 2.HME法による固体分散体の製造例
    • 2.1 XRD回折結果
    • 2.2 医薬品の溶出試験結果
    • 2.3 エクストルーダーの封じ込め事例の紹介
第9節 乾式造粒法 による 服薬アドヒアランス向上のための製剤設計
  • はじめに
  • 1. 目標製品品質プロファイル (QTPP) および処方
    • 1.1 QTPPと設定値
    • 1.2 原料粉体および処方
  • 2. 乾式造粒装置の特徴および機構
  • 3. Quality by Design (QbD) アプローチによる易服用型顆粒剤の設計
    • 3.1 特定要因図 (Fish Bone解析) および工程パラメータ (PP)
    • 3.2 実験計画法
    • 3.3 乾式造粒実験方法
  • 4. 顆粒の製品品質・CQAに対する寄与度、および設計の最適化
    • 4.1 製品品質・CQA対する工程パラメータPPの寄与度
    • 4.2 応答曲面法による最適化の考察
  • 5. 易服用型顆粒剤の設計・生産およびデザインスペース
    • 5.1 ゲル強度・付着性および易服用型顆粒剤
    • 5.2 易服用型顆粒剤のデザインスペース (DS) の構築
  • おわりに

第4章 食品、化粧品の各種造粒操作とその事例

第1節 省エネを実現する流動層造粒乾燥技術
  • 1.流動層造粒乾燥機の問題点
  • 2.流動不良の発生原因
  • 3.GEAファーマ社の流動造粒乾燥機の場合
第2節 微細水滴含有過熱水蒸気をバインダーとして利用した粉末食品の流動層造粒技術
  • はじめに
  • 1.水蒸気バインダーによる流動層造粒
  • 2.アクアガス造粒装置
  • 3.アクアガスバインダーの添加量設定方法
  • 4.アクアガスバインダーによるデンプン系素材の造粒
  • おわりに
第3節 食品素材の顆粒剤設計とその事例について
  • はじめに
  • 1.食品素材を用いた顆粒剤の基本設計
    • 1.1 賦形剤の選択
    • 1.2 結合剤の選択
    • 1.3 流動化剤の選択
    • 1.4 味付けの工夫
    • 1.5 メイラード反応の制御
  • 2.食品顆粒剤の実例
    • 2.1 プロテイン製剤
    • 2.2 アミノ酸製剤
    • 2.3 植物粉砕物製剤
    • 2.4 コーヒー製剤
    • 2.5 キノコ製剤
    • 2.6 リポソーム製剤
  • 3.食品独自製剤技術 B-MoG?
    • 3.1 B-MoGの基本設計
    • 3.2 B-MoGの効果例
    • 3.4 B-MoGによる味の長持ち化とマスキング
  • おわりに
第4節 食品素材製造におけるスプレードライの活用
  • はじめに
  • 1.スプレードライ加工のメリット
    • 1.1 乾燥時間が短い
    • 1.2 乾燥後の粉砕工程が不要
    • 1.3 大量生産適性が高い
    • 1.4 脱水・濃縮効率が高い
  • 2.粉末酒の製造方法
    • 2.1 粉末酒とは
    • 2.2 粉末酒の製法
      • 2.2.1 選択拡散理論
      • 2.2.2 選択膜理論
      • 2.2.3 糖質が形成する微小領域へのアルコールの封入
  • 3.その他スプレードライ粉末への技術展開
    • 3.1 醸造調味料粉末
    • 3.2 天然調味料粉末
    • 3.3 飲料粉末
    • 3.4 果汁・果実・野菜粉末
    • 3.5 その他粉末
  • 4.今後のスプレードライ技術の展望について
    • 4.1 機能性食品素材の粉末化
    • 4.2 食品ロスの抑止・未利用資源の活用
      • 4.2.1 粉末化によるロングライフ化
      • 4.2.2 未利用資源の活用
  • おわりに
第5節 油脂の粉末化のための操作と設計
  • はじめに
  • 1.油脂の粉末化
    • 1.1 油脂の粉末化に用いられる材料
    • 1.2 油脂の粉末化の操作
    • 1.3 油脂の粉末化により付加される機能
  • 2.多孔性無水結晶糖質による油脂の粉末化
    • 2.1 エタノール法による多孔性無水結晶トレハロースの生成
    • 2.2 微細構造の特性
    • 2.3 多孔性無水結晶糖質による亜麻油の粉末化
    • 2.4 粉末化した亜麻油の保存安定性
      • 2.4.1 脂肪酸量の変化
      • 2.4.2 40 Cで保存中の共役ジエン量の変化
      • 2.4.3 揮発性アルデヒド量の変化
第6節 フレーバーの粉末化プロセス
  • 1.フレーバーの粉末化
  • 2.噴霧乾燥機を用いたフレーバー粉末の作製
  • 3.シクロデキストリン (CD) を用いたフレーバー粉末の作製
  • 4.噴霧乾燥フレーバー粉末からのフレーバー徐放
  • 5.まとめ
第7節 粉体化粧品の製造プロセスとその設計
  • はじめに
  • 1.紫外線遮蔽効果と塗布使用感を高める1-stepスラリー混合乾燥プロセス
    • 1.1 粉体のアスペクト比と粉体形状係数
    • 1.2 粉体の光学機能と塗布使用感
    • 1.3 使用感に優れるUV防御複合粉体の開発
  • おわりに

第5章 合金、金属の造粒操作、微粒化

第1節 アルミニウム合金粉末の製造
  • はじめに
  • 1.アルミニウム合金原料の溶解
    • 1.1 原料の準備
    • 1.2 溶解設備
    • 1.3 溶湯温度
  • 2.アルミニウム合金のアトマイズ
    • 2.1 ガスアトマイズ法
      • 2-1-1 アトマイズノズル
      • 2-1-2 ガスアトマイズにおける粒子径と製造パラメータ
      • 2-1-3 ガスアトマイズにおける粒子形状
      • 2-1-4 ガスアトマイズにおける冷却速度
    • 2.2 プラズマアトマイズ法
    • 2.3 遠心アトマイズ法
      • 2-3-1 回転カップ・円盤からの遠心噴霧
      • 2-3-2 遠心アトマイズにおける粒子径と製造パラメータ
      • 2-3-3 遠心アトマイズにおける粒子形状
    • 2.4 プラズマ回転電極法 (PREP:Plasma Rotating Electrode Process)
  • 3.アルミニウム合金粉末の分級
    • 3.1 乾式篩分け
    • 3.2 乾式気流分級
  • 4.アルミニウム合金粉末の品質管理
    • 4.1 アルミニウム合金粉末の化学的特性
    • 4.2 アルミニウム合金粉末の粒子径分布
    • 4.3 アルミニウム合金粉末の粉体特性
  • おわりに
第2節 ガスアトマイズ法による金属微小粒子の作製とその諸特性
  • はじめに
  • 1.ガスアトマイズ法
  • 2.ガスアトマイズ粉末の諸特性
    • 2.1 粉末粒子サイズ
    • 2.2 粉末形状
    • 2.3 凝固組織
    • 2.4 凝固速度
    • 2.5 流動性
    • 2.6 酸素量
  • 3.分級
  • 4.ガスアトマイズ粉末の実用化適用例

第6章 電子部品材料の造粒事例

第1節 電子材料でのスプレーバッグドライヤの操作条件と粉体特性について
  • はじめに
  • 1.スプレーバッグドライヤの構造
    • 1.1 スプレーバッグドライヤの利点
    • 1.2 スプレーバッグドライヤの構成
    • 1.3 スプレーバッグドライヤの乾燥室 (ろ布) の選定
  • 2.スプレーバッグドライヤの運転
    • 2.1 長時間運転のための対応 (粉体の払い落し)
    • 2.2 耐熱性ろ布の乾燥室
  • 3.スプレーバッグドライヤによって製造された粉体の特性
  • おわりに
第2節 セラミックス原料の顆粒造粒
  • はじめに
  • 1.スプレードライヤによる顆粒の造粒
    • 1.1 スプレードライヤの微粒化装置
    • 1.2 顆粒製造用スプレードライヤ
  • 2.造粒の条件と顆粒の形状
    • 2.1 スプレードライヤの運転操作
    • 2.2 原料の調製条件1)
  • 3.顆粒の物性評価について
    • 3.1 粒子径・粒子径分布
    • 3.2 充填性、流動性
    • 3.3 残留水分値
  • おわりに
第3節 セラミックス微粒子の湿式造粒
  • はじめに
  • 1.静電相互作用による粒子集積技術
    • 1.1 表面電荷の調整
    • 1.2 複合化
    • 1.2 顆粒化
  • 2.集積顆粒
    • 2.1 作製プロセス
    • 2.2 複合顆粒
  • 3. 顆粒を用いた材料開発
  • おわりに

第7章 樹脂、化成品における造粒操作のポイント

第1節 樹脂用押出造粒機の設計ポイント、造粒時のトラブル対策
  • はじめに
  • 1.完全かみ合い型同方向回転二軸押出機の本体装置の説明
    • 1.1 完全かみ合い型同方向回転二軸押出機のプロセス
    • 1.2 完全かみ合い型同方向回転二軸押出機の歴史
    • 1.3 モーター
    • 1.4 ギアボックス
    • 1.5 スクリュエレメント
    • 1.6 バレル
    • 1.7 バレルヒーター
    • 1.8 バレル保温カバー
    • 1.9 バレル冷却
    • 1.10 サイドフィードバレルとサイドフィーダー
    • 1.11 ベントインサート
    • 1.12 ベントポート
    • 1.13 真空ポンプ、デミスター、コンデンサー
    • 1.14 ダイ部
  • 2.付帯設備装置の説明
    • 2.1 供給装置
      • 2.1.1 供給機の種類
      • 2.1.2 供給機の粉体ブロッキング防止技術
      • 2.1.3 多種原材料の供給方法
    • 2.2 ストランド冷却装置
    • 2.3 ペレタイザー
      • 2.3.1 ドライ式ストランドペレタイザー
      • 2.3.2 ファン式ペレタイザー (ファンカッター)
      • 2.3.3 アンダーウォーターストランドペレタイザー
      • 2.3.4 ウォーターリングペレタイザー
      • 2.3.5 ミスト吹き付け方式ホットカットペレタイザー
      • 2.3.6 アンダーウォーターカットペレタイザー
    • 2.4 ペレットクーラー
      • 2.4.1 横型振動式ペレットクーラー
      • 2.4.2 流動床式ペレットクーラー
      • 2.4.3 スパイラルクーラー
    • 2.5 選別機
      • 2.5.1 振動篩
      • 2.5.2 回転式選別機
    • 2.6 ニューマ
    • 2.7 製品タンク
  • 3.混練の5つの要素の説明
    • 3.1 スクリュエレメントの混練要素
    • 3.2 シミュレーションソフトに使用する式
    • 3.3 搬送スクリュエレメントの充満率
      • 3.3.1 搬送スクリュエレメントの充満率の計算
    • 3.4 各種スクリュエレメントの圧力特性および流動解析値
    • 3.5 樹脂温度の計算
    • 3.6 二軸押出機スクリュエレメントの混練 (分配混合・分散混合) の考え方
    • 3.7 3次元流動解析によるスクリュエレメントの溝深さ方向剪断速度分布の解析
  • 4.スクリュ構成の設計の考え方と実例
    • 4.1 スクリュ構成設計の基本
    • 4.2 微粉体の高搬送スクリュ構成
    • 4.3 微粉体フィラーや樹脂をサイドフィード時のスクリュ構成
    • 4.4 液状添加剤のスクリュ構成
    • 4.5 溶融粘度比が大きな樹脂同士の混練
  • 5.スケールアップ時の課題
    • 5.1 押出機本体のスケールアップ時の課題
    • 5.2 スケールアップ時の付帯設備の課題
  • 6.工程別トラブル
    • 6.1 供給機周辺のトラブル
      • 6.1.1 粉体原材料の供給機でのトラブル
      • 6.1.2 移動ホッパー、貯蔵タンク内部で起こる分級
      • 6.1.3 タンブラーにおける粉体とペレットの混合
      • 6.1.4 重量式供給機で起こるトラブル
    • 6.2 ベントアップ
      • 6.2.1 ベントアップ感知技術
      • 6.2.2 ベントインサートで起こるベントアップの種類
      • 6.2.3 ベントインサートを加熱、冷却、表面処理をしてベントアップ防止技術
      • 6.2.4 ベントインサート以外のベントアップ防止技術
      • 6.2.5 ダイ側の昇圧によるベントアップ
    • 6.3 メヤニ
      • 6.3.1 メヤニ発生防止技術
      • 6.3.2 メヤニ除去技術
    • 6.4 サイドフィードバレルからの粉体フィラーの噴出
    • 6.5 ストランド切れ
    • 6.6 ペレットトラブル
    • 6.7 サージング (脈動)
  • おわりに
第2節 セルロースナノファイバーの微粒子化
  • はじめに
  • 1.噴霧乾燥法によるセルロールナノファイバーの微粒子化
  • 2.噴霧乾燥法によるセルロールナノファイバーの微粒子化
  • 3.セルロースナノファイバー微粒子のポーラス構造化
  • 4.有機溶媒を用いた噴霧乾燥によるセルロースナノファイバーの微粒子
  • 5.セルロールナノファイバー微粒子の架橋と耐水性の向上
第3節 キトサンの微粒子化
  • はじめに
  • 1.生分解性高分子の分類
  • 2.多糖概論
  • 3.高分子微粒子作製の一般論
    • 3.1 モノマーを重合する過程で微粒子化
    • 3.2 重合されたバルクを粉砕して微粒子化
    • 3.3 重合されたポリマーをボトムアップ的に微粒子化
  • 4. キトサンを微粒子にする方法
    • 4.1 キトサンとは
    • 4.2 キトサンを溶液にする
    • 4.3 キトサン微粒子の形状固定方法
      • 4.3.1 塩水での脱水
      • 4.3.2 中和析出
      • 4.3.3 架橋による形状固定
      • 4.3.4 我々が実施しているキトサンの微粒子化手順
  • 5. 更なるキトサン微粒子の構造複雑化
    • 5.1 バイオミネラリゼーションによる炭酸カルシウムシェルの付与
    • 5.2 金属金シェルの自発還元による付与
  • おわりに
第4節 脱酸素剤の造粒法
  • はじめに
  • 1.脱酸素包装技術
    • 1.1 包装技術
    • 1.2 脱酸素剤の種類
    • 1.3 有機系脱酸素剤
    • 1.4 コアシェル型有機系脱酸素剤
  • 2.撹拌造粒によるコアシェル型脱酸素剤の作製と評価
    • 2.1 材料
    • 2.2 撹拌造粒による脱酸素剤の作製
    • 2.3 脱酸素剤の酸素吸収性能評価
    • 2.4 脱酸素剤の物性評価
    • 2.5 脱酸素剤の形態及び組成分析
  • 3.コアシェル型脱酸素剤の評価結果
    • 3.1 酸素吸収性能
    • 3.2 脱酸素剤の物性評価
    • 3.3 SEMによる断面形態観察
    • 3.4 EDXによる断面組成分析
  • おわりに
第5節 農業用資材の造粒技術
  • はじめに
  • 1.造粒プロセスの紹介
    • 1.1 ブリケット造粒法
    • 1.2 転動造粒法
  • 2.転動造粒法による農業用資材造粒の一例
  • 3.農業用資材としての造粒体の特性評価
    • 3.1 土壌改良効果
    • 3.2 粒子強度
  • 4.転動造粒法の大量生産への適用
    • 4.1 バインダー添加プロセス
    • 4.2 造粒プロセス
    • 4.3 乾燥プロセス
    • 4.4 分級プロセス
  • 5. まとめ

第8章 バインダー (結合剤) 、添加剤の種類、特性、使用法

第1節 結晶セルロース
  • はじめに
  • 1.結晶セルロースの種類および特性2-3)
    • 1.1 MCCの粒子形状
    • 1.2 MCCの成形性と安息角
    • 1.3 MCCの吸水性および吸油性
  • 2.撹拌造粒における結晶セルロース2,4)
  • 3.連続生産システムにおける結晶セルロース
    • 3.1 実験方法および連続造粒
    • 3.2 試験結果
      • 3.2.1 造粒性および顆粒物性
      • 3.2.2 錠剤物性
  • おわりに
第2節 低置換度ヒドロキシプロピルメチルセルロース (L-HPC?)
  • はじめに
  • 1. 低置換度ヒドロキシプロピルセルロース (L-HPC?)
  • 2.湿式造粒法への適用
  • 3.乾式造粒法への適用
  • 4.L-HPC?水分散液造粒法による口腔内崩壊錠の検討
  • おわりに
第3節 ポリビニルピロリドン (PVP)
  • はじめに
  • 1.原料・構造
  • 2.特性
    • 2.1 溶媒溶解性
    • 2.2 相溶性
    • 2.3 粘度
      • 2.3.1 K値、濃度、温度と水溶液粘度の関係
      • 2.3.2 pHと水溶液粘度の関係
      • 2.3.3 無機塩の添加と水溶液粘度
    • 2.4 熱安定性
    • 2.5 吸湿性
  • 3.医薬用途での利用
    • 3.1 結合剤
    • 3.2 懸濁安定化剤
  • 4.材料への応用事例
    • 4.1 造粒バインダーとしての応用例
    • 4.2 その他の応用例
  • おわりに
第4節 ポリビニルアルコール (PVA)
  • はじめに
  • 1. PVAの基本物性
  • 2. PVAを用いた流動層造粒
    • 2.1 流動層造粒条件
    • 2.2 造粒末物性
    • 2.3 錠剤物性
  • 3. キャッピング防止効果
    • 3.1 試験条件
    • 3.2 キャッピング発生割合
  • おわりに
第5節 ポリビニルアルコール・アクリル酸・メタクリル酸メチル共重合体
  • はじめに
  • 1.POVAの特徴
    • 1.1 POVAの構造式と品種一覧
    • 1.2 POVAの物理的化学的性質
  • 2.湿式撹拌造粒への適用 (液添加法)
    • 2.1 各種ポリマーとの粘度比較
    • 2.2 粉体への濡れ性比較
    • 2.3 標準粉体における固液気充填状態と結合液量の標準化
    • 2.4 結合剤液量の違いによる打錠用顆粒の関係
    • 2.5 結合剤液量の違いによる錠剤物性の関係
  • 3.湿式撹拌造粒への適用 (粉添加法)
    • 3.1 膨潤型結合剤の造粒トルクパターン
    • 3.2 膨潤型結合剤の特徴
  • 4.微粒子グレードの活用
  • おわりに
第6節 難消化性グルカン
  • はじめに
  • 1.製造方法
  • 2.物性及び特徴
    • 2.1 粘度
    • 2.2 着色性
    • 2.3 被膜性
  • 3.造粒適性
    • 3.1 流動層造粒
    • 3.2 攪拌造粒
  • おわりに

第9章 造粒装置・操作におけるトラブルと対策

第1節 造粒操作に関するトラブルと対策
  • 1.造粒装置の種類
  • 2.造粒装置に共通するトラブルと対策
  • 3.各造粒機に特有のトラブルと対策
  • 4.造粒工程におけるトラブルと対策の実際例
第2節 粉体の付着トラブルと防止対策
  • 1.粉体プロセスにおける付着トラブルの発生
    • 1.1 付着を取り上げることの重要性
    • 1.2 付着が引き起こす障害
  • 2.付着トラブルの予知
  • 3.付着現象と特徴
    • 3.1 付着力の種類
    • 3.2 粒子間の力と自重のバランス
    • 3.3 付着の特徴
  • 4.付着対策の考え方
  • 5.具体的な対策
  • 6.付着トラブル対策の実施例
  • 7.供給排出工程の付着トラブル例
第3節 粉体の固結トラブルと防止対策
  • 1.固結に関する既往の研究と対策
  • 2.粉粒体の固結とは
  • 3.固結の発生機構
  • 4.固結に関与する因子
    • 4.1 固体粒子の水分と吸湿性
    • 4.2 空隙と粒子の接触状態
    • 4.3 平衡水分と潮解
    • 4.4 粒子の溶解性
    • 4.5 析出粒子の固結性
    • 4.6 固結力の類推
  • 5.固結の汎用的な対策
    • 5.1 粒子物性の変更による吸湿防止
    • 5.2 外的操作による防止
    • 5.3 析出段階での防止
    • 5.4 取扱い困難さの軽減
  • 6.固結防止剤の例
  • 7.食塩にみられる固結対策
    • 7.1 食塩の物性の変化と添加物
    • 7.2 食塩サイロの考え方
    • 7.3 粉体の高濃度空気輸送における固結対策
  • 8.固結のトラブルアンケート結果より
  • 9.半導体分野での水垢防止対策
  • 10.固結を未然に防ぐために
第4節 粉体の偏析トラブルと防止対策
  • 1.粉粒体の偏析とは
  • 2.偏析を生じる物性
  • 3.偏析を起こさせる運動と力
    • 3.1 転動による偏析
    • 3.2 振動による偏析
    • 3.3 流動による偏析
    • 3.4 飛翔による偏析
    • 3.5 衝突時の反発・貫入による偏析
    • 3.6 掻き取りによる偏析
    • 3.7 その他の偏析
  • 4.実際の粉粒体取り扱いにおける偏析現象
    • 4.1 貯槽への供給
    • 4.2 貯槽からの排出
    • 4.3 輸送・供給機
    • 4.4 シュートおよび滞留部
    • 4.5 各種の粉粒体処理機器内
  • 5.偏析の防止対策とその手順
    • 5.1 原因の探索
    • 5.2 偏析する粒子物性の変更
    • 5.3 運転条件の変更
    • 5.4 装置やプロセスの変更
  • 6.偏析対策検討の例
    • 6.1 工程
    • 6.2 現象
    • 6.3 解決のための対策
    • 6.4 対策の結果
  • 7.偏析を生じさせないため

第10章 シミュレーション、AIを駆使した造粒プロセス最適化

第1節 パン型造粒機 (転動造粒) への離散要素法 (DEM) の活用法
  • はじめに
  • 1.離散要素法の概要
    • 1.1 離散要素法の基礎方程式
    • 1.2 接触力のモデリング
    • 1.3 離散要素法の計算アルゴリズム
  • 2.湿潤粒子の挙動解析のための付着力のモデリング
    • 2.1 液架橋形成にともなう付着力のモデリング
    • 2.2 粒子の接触変形にともなう付着力のモデリング
    • 2.3 付着力の計算アルゴリズム
  • 3.パン型造粒機 (転動造粒機) 内の湿潤粒子の挙動解析
    • 3.1 付着力モデリング手法の妥当性の検証
    • 3.2 粒子径分布を有する湿潤粒子挙動の解析
  • おわりに
第2節 湿式造粒プロセスのモデリングツールの活用法
  • はじめに
  • 1.湿式造粒プロセスとモデリング技術
    • 1.1 攪拌造粒機 (HSG: High Shear Granulation)
    • 1.2 転動造粒機 (回転ドラム式: Rotating Drum Granulation)
    • 1.3 流動層造粒機 (Sprayed Fluidized Bed Granulation)
    • 1.4 二軸押出造粒機 (Wet Twin Screw Granulation)
  • 2.ポピュレーションバランスモデル
    • 2.1 湿式造粒のポピュレーションバランスモデル
    • 2.2 二軸押出造粒機モデル
    • 2.3 二軸押出造粒機のモデルバリデーション事例
  • 3.離散要素法
    • 3.1 DEM-CFDによる液添加時の粗大粒子の液架橋モデル
    • 3.2 DEM-CFD-PBMによる流動層造粒における粒子成長の解析事例
  • 4.データ駆動型モデル
    • 4.1 ニューラルネットワークモデル (ANN: Artificial Neural Network)
    • 4.2 ハイブリッドアプローチ
  • 5.システム応答解析
    • 5.1 ダイナミックプロセスフローシート
    • 5.2 製造プロセスの動的解析とシナリオアナリシス
    • 5.3 プロセスパラメータの感度解析
  • おわりに
第3節 製剤プロセスへの計算機技術の適用
  • はじめに
  • 1.製剤プロセスの現状と課題
  • 2.製剤処方設計AIプロジェクト
    • 2.1 製剤処方設計AI用の学習データ収集
      • 2.1.1 製剤処方関連データの所在
      • 2.1.2 医薬品関連文書からのデータ抽出
      • 2.1.3 複数企業に対応できる共通ファイルフォーマットの定義
    • 2.2 処方設計から錠剤・顆粒物性を予測するAIモデル
      • 2.2.1 マルチモーダル・マルチタスク深層学習フレーム
      • 2.2.2 先行技術との比較
      • 2.2.3 製剤研究者が錠剤・顆粒物性予測AIを簡易に利用できるアプリ
    • 2.3 最適な製剤処方を提案するAIモデル
      • 2.3.1 製剤処方を提案するAIモデルの開発
      • 2.3.2 製剤処方を提案するAIモデルの精度評価
    • 2.4 錠剤の溶出シミュレーション
  • 3.おわりに

第11章 連続生産技術動向、リアルタイムモニタリング活用による品質管理

第1節 固形製剤連続生産システムの構築
  • はじめに
  • 1.連続生産プロセスの概要
    • 1.1 医薬品の連続生産とバッチ生産の比較
    • 1.2 ICH-Q13ガイドラインに基づく固形製剤連続生産の技術的側面とポイント
  • 2.連続生産システムの要素技術
    • 2.1 制御システム構築時のポイント
    • 2.2 装置連結時の粉体輸送のポイント
    • 2.3 品質管理戦略と動的特性把握のポイント
  • 3.造粒乾燥工程における品質管理戦略
    • 3.1 造粒乾燥工程のCPP把握と管理戦略
    • 3.2 PATによる品質管理のための装置例
  • 4.造粒乾燥工程における装置選定と改良事例
    • 4.1 湿式造粒装置の選定とエンジニアリング要点
    • 4.2 乾燥機配管エアー吹込みによる付着抑制例
    • 4.3 乾燥後の粉体回収率向上例
  • 5.定量供給機の選定と粉体供給速度の安定性確保
    • 5.1 ロスインウェイト式フィーダーの適用と重量制御
    • 5.3 容積制御による供給速度の安定化
    • 5.3 粉体補充タイミングと補充量の検討
  • 6.連続生産システムの柔軟な構築
  • おわりに
第2節 流動層造粒における粒子径モニタリング
  • はじめに
  • 1.空間フィルタ速度計測法
    • 1.1 測定原理
  • 2.製造現場用のインラインParsumプローブと分散器
    • 2.1 プローブ測定部位とローディング量
    • 2.2 インラインプローブ分散器のアクセサリ
    • 2.3 インライン分散器の構造
  • 3.流動層造粒の粒度分布測定技術
    • 3.1 流動層造粒プロセスにおけるインライン粒子径の測定事例
    • 3.2 流動層造粒におけるプローブ設置位置の検証
  • まとめ
第3節 ラマン分光計を用いた撹拌造粒中のモニタリング
  • はじめに
  • 1.湿式造粒中における原薬結晶状態のin situモニタリング
    • 1.1 モデル製剤における主薬含量の検出限界
    • 1.2 造粒中における結晶性原薬の水和物転移モニタリング
    • 1.3 造粒中における共結晶の解離モニタリング
  • 2.製剤化工程の視点から開発に適した共結晶を評価するin situモニタリング
    • 2.1 スラリー法による共結晶の安定性に関するスクリーニング
    • 2.2 撹拌造粒で解離するAPAP-OXAコクリスタルのLF-ラマンモニタリング
    • 2.3 撹拌造粒における共結晶の解離速度
    • 2.3 代表的な崩壊剤がアセトアミノフェン-シュウ酸 共結晶の解離に及ぼす影響
  • おわりに
第4節 NIRによる造粒工程でのリアルタイムモニタリング
  • はじめに
  • 1.近赤外線 (NIR) の吸収バンドと分光方式
    • 1.1 吸収バンドによる分類分け
    • 1.2 検出素子による分類分けと特徴
    • 1.3 分光方式
  • 2.吸光度
    • 2.1 ランベルト・ベールの法則
    • 2.2 クベルカ・ムンクの式
    • 2.3 吸光度の前処理
      • 2.3.1 干渉フィルター方式の前処理
      • 2.3.2 連続分光方式のスペクトル
      • 2.3.3 連続分光方式の前処理
  • 3.回帰分析
    • 3.1 回帰式
    • 3.2 PCR法-主成分回帰分析法 (PCR – Principal Component Regression)
    • 3.3 PLS法-部分最小2乗回帰法 (PLS – Partial Least Squares Regression)
    • 3.4 因子数 (factor数) の検討
    • 3.5 検量線の評価
      • 3.5.1 重相関係数 ®
      • 3.5.2 重決定係数、寄与率 (R2)
      • 3.5.3 残差標準偏差、標準誤差 (SE)
    • 3.6 キャリブレーション結果とバリデーション結果
    • 3.7 検量線係数
  • 4.装置
  • 5.留意点

執筆者

  • スペクトリス 株式会社 池田 英幸
  • 大塚電子 株式会社 泉谷 悠介
  • 株式会社 タカゾノ 梅澤 俊輔
  • 株式会社 アントンパール・ジャパン 梶田 康仁
  • 株式会社 アントンパール・ジャパン 宮本 圭介
  • フロイント産業 株式会社 味園 隼人
  • 名城大学 近藤 啓太
  • 大阪ライフサイエンスラボ 寺下 敬次郎
  • 三重県工業研究所 日比野 剛
  • 大川原化工機 株式会社 根本 源太郎
  • 株式会社 ダルトン 玄甫 亮一
  • フロイント産業 株式会社 菅野 琢磨
  • 新東工業 株式会社 小田木 克明
  • アシザワ・ファインテック 株式会社 石井 利博
  • 秋山錠剤 株式会社 阪本 光男
  • 日本ベーリンガーインゲルハイム 株式会社 櫻井 敦司
  • 静岡県立大学 宮嵜 靖則
  • 株式会社 リコー 森谷 樹
  • 株式会社 畑 鐵工所 橋爪 隆秀
  • 沢井製薬 株式会社 吉原 尚輝
  • 新潟大学 佐藤 啓太
  • 新潟大学 三上 貴司
  • 株式会社 奈良機械製作所 渡辺 健一
  • 株式会社 ユーロテクノ 田中 万理
  • 東京大学 五月女 格
  • 備前化成 株式会社 若松 淳一郎
  • 佐藤食品工業 株式会社 森 一浩
  • 甲子園大学 大橋 哲也
  • 摂南大学 吉井 英文
  • 近畿大学 鈴木 高広
  • 東洋アルミニウム 株式会社 村上 勇夫
  • 兵庫県立大学 柳谷 彰彦
  • 豊橋技術科学大学 武藤 浩行
  • 樹脂コンパウンドコンサルタント 大田 佳生
  • 広島大学 荻 崇
  • 広島大学 Nur Syakirah Nabilah Saipul Bahri
  • 広島大学 平野 知之
  • 滋賀県立大学 谷本 智史
  • TOPPANホールディングス 株式会社 鈴木 誠也
  • 北見工業大学 大野 智也
  • 旭化成 株式会社 吉田 歩美
  • 信越化学工業 株式会社 星野 貴史
  • 第一製薬工業 株式会社 山田 託也
  • 日本酢ビ・ポバール 株式会社 河西 将利
  • 大同化成工業 株式会社 浦松 俊治
  • 日本食品化工 株式会社 石倉 真以
  • 日本食品化工 株式会社 平井 宏和
  • フルード工業 株式会社 小波 盛佳
  • 産業技術総合研究所 綱澤 有輝
  • シーメンス 株式会社 柏屋 滋
  • 京都大学 岩田 浩明
  • 三菱ケミカルエンジニアリング 株式会社 村田 克浩
  • 三菱ケミカルエンジニアリング 株式会社 長田 智之
  • 三菱ケミカルエンジニアリング 株式会社 田中 伸宏
  • 三菱ケミカルエンジニアリング 株式会社 松木 章洋
  • スペクトリス 株式会社 佐藤 文章
  • 明治薬科大学 深水 啓朗
  • 株式会社 ビートセンシング 芹澤 克

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体裁・ページ数

A4判 576ページ

ISBNコード

978-4-86104-991-0

発行年月

2023年11月

販売元

tech-seminar.jp

価格

80,000円 (税別) / 88,000円 (税込)

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