Development of innovative simulation technology for the realization of continuous production of pharmaceuticals

开发创新模拟技术，实现药品连续生产

• 批准号: 21H04870
• 负责人: 酒井 幹夫
• 金额: $ 26.71万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04870/
• 关键词: デジタルツイン; 離散要素法; マルチフィジックスシミュレーション; 医薬品連続生産; 縮約モデル; サイバーフィジカルシステム; スマート工場; 埋込境界法; 符号付距離関数; 固体-流体連成シミュレーション; DEM; 固有直交分解; データサイエンス; 医薬品; 連続生産; 粉体工学

医薬品の製造において連続生産の導入が注目されている。これまでの連続生産の研究は実験やプロセス設計を中心になされてきた。医薬品の連続生産の最適化のために物理シミュレーションの導入が期待されている。本研究では、医薬品の中で最も身近な固形製剤を対象とし、数値シミュレーションに関する研究を行う。固形製剤の連続生産は固体粒子と流体が複雑に相互作用するマルチフィジックス問題である。このようなマルチフィジックス問題の数値シミュレーションを実行するために、研究者代表者のグループで独自開発したFlexible Euler-Lagrange method with an implicit algorithm（FELMI）コードを使用して研究を進める。2021年度の研究実績は、(1)シミュレーションによる粉体混合評価手法の開発、(2)非球形粒子シミュレーション手法の開発および妥当性確認、(3)Proper Othogonal Decompositionによる粉体混合メカニズムの同定手法の開発である。(1)シミュレーションによる粉体混合評価手法の開発では、Shear Mixingの評価を速度の分散を用いて評価できることを新たに示した。(2)非球形粒子シミュレーション手法の開発および妥当性確認では、楕円体粒子を用いたDEMを開発し、複雑な形状の壁境界であっても実現象の再現性がよいことを示した。(3)Proper Othogonal Decompositionによる粉体混合メカニズムの同定手法の開発では、粒子の位置ベクトルのPODモードに移流混合および拡散混合に特有のパターンが生じることを示した。

Medical products are used to keep an eye on the students. The center of design and design is in charge of the study and study of the students. The medical products are linked to the students. The most important thing is to get the most information from the physics department. In this study, we are the most close to the fixed body, the image, and the number of people who are in good shape and health in this study. Solid particles, fluids, interactions, solid particles, fluids, particles, fluids, fluids In order to improve the number of questions, the representative of the researcher and the representative of the researcher opened the Flexible Euler-Lagrange method with an implicit algorithm (FELMI) alone to improve the research. In the year 2021, the research was carried out, (1) the powder mixing test was carried out, (2) the non-spherical particles were used, and the appropriateness of the powder was confirmed. (3) the Proper Othogonal Decomposition powder mixing method is the same as that of the same method. (1) the method of powder mixing is introduced, and the speed of Shear Mixing is used to display the new information. (2) the non-spherical particles are used to confirm the appropriateness of the particles, the bulk particles are used to verify the DEM, and the shape is copied to the wall boundary. (3) the Proper Othogonal Decomposition powder mixing method is used to determine the location of the particles. The position of the particles is different from that of the POD powder mixture.

项目成果

粉体のマルチキャビティ金型充填に関するDEM-CFDシミュレーション

粉末多腔模具填充的 DEM-CFD 模拟

• 发表时间: 2021
• 作者: 横山莉奈子;酒井幹夫
• 通讯作者: 酒井幹夫

非球形粒子を対象とした粉末金型充填における気流の影響

气流对非球形颗粒粉末充型的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 森勇稀;酒井幹夫
• 通讯作者: 酒井幹夫

コンテナブレンダーの粉体混合における密度偏析の抑制効果

使用容器混合机混合粉末时抑制密度偏析的效果

• 发表时间: 2021
• 作者: 柘野善治;酒井幹夫;江口潤
• 通讯作者: 江口潤

最先端粉体シミュレーションによるこれからのモノづくり

使用尖端粉末模拟的未来制造

• 发表时间: 2021
• 作者: Kobayashi Ryohei;Fujita Norihisa;Yamaguchi Yoshiki;Boku Taisuke;Yoshikawa Kohji;Abe Makito;Umemura Masayuki;酒井幹夫
• 通讯作者: 酒井幹夫

粉体プロセスのデジタルツイン構築に向けた数値シミュレーション技術の開発

粉末过程数字孪生数值模拟技术开发

• 发表时间: 2021
• 作者: Hama Yuto;Ochiai Hideki;酒井幹夫
• 通讯作者: 酒井幹夫