计算机在制药工程中的应用

计算机在制药工程中的应用程纯儒四川自贡，2013年3月第1讲绪论计算机在制药工程中的应用综述1.1计算机在药物研究中的应用•文字处理•图形图像处理•实验数据处理–插值–拟合–实验设计–实验结果分析–图形处理•分子模拟–药物筛选–合成路径选择–量子化学计算–催化机理研究•仪器分析•其他(二维分子式绘制等)图形图像处理•如用photoshop对图像进行处理等实验数据处理•插值与拟合-202468101214161820050100150200YX024681005101520YX实验设计•正交实验设计•均匀实验设计图形处理分子模拟(Hyperchem)乙烯的轨道图像仪器分析红外光谱核磁共振二维分子式绘制NNNHNNH2OHOOOHPOOHOHOHOOP131498101712111516756HH1423HHHOOHHHOHHHOHOHHOH三维分子表达DNA结构炭疽病毒分子结构实验流程绘制1112345678911023456789110温度控制微量泵1112345678911023456789110FI转子流量计微量泵控制系统FI转子流量计水槽1.2计算机在制药工程中的应用•过程模拟–稳态模拟–动态模拟•仿真实习•辅助设计等•过程优化•生产管理–生产计划–生产调度•化工数据查询•化工计算–线性方程组求解–非线性方程求解–非线性方程组求解•CFD计算ComputationalFluidDynamics–反应过程–传质过程–传热过程1.2.1化工过程模拟简介•化工过程模拟(亦称流程模拟)技术是以工艺过程的机理模型为基础,采用数学方法来描述化工过程,通过应用计算机辅助计算手段,进行过程物料衡算、热量衡算、设备尺寸估算和能量分析,作出环境和经济评价。该技术使我们能够从整个系统的角度来认识、分析、预测生产中深层次的问题,进行装置调优、流程剖析和过程综合,达到优化生产、节约资源、环境友好、提高经济效益的目的。过程模拟的用途•新装置设计•旧装置改造•新工艺、新流程的开发研究•生产过程调优•疑难问题诊断•仿真培训等过程模拟的内容•稳态模拟－连续化工过程的模拟。其特点是参数只随空间变化，不随时间变化。•动态模拟－用于解决稳态模拟无法解决的工程问题，同时考虑空间和时间因素。1.2.2过程仿真以仿真机为主要工具，用数学模型描述过程系统动态特性，在仿真机上再现该过程的实时特性，以代替过程系统进行实验和研究。过程仿真的用途•辅助培训与教育–理论教学–实践教学–实习教学•辅助设计•辅助生产•辅助研究–计算流体力学–分子模拟–工艺研究1.2.3计算机辅助•CAD•CAM•CAI氨回收工艺流程图制图牛勇2004.10校核工段合成氨岗位河南大学化学化工学院2001级化工(1)班氨回收比例图号611-R001A/B分子筛干燥器03D004冷凝液罐08D001液氨罐09-K001冰机液氨闪蒸槽弛放气锅炉给水中压蒸汽冷却水冷却水去09-E001冷却水放空烟囱PLFF合成气尾气冷却水10-E00410-C00110-F00210-F00310-E002A/B10-E001A/B/C10-C00210-E00310-E005正常补水线非正常补水线10-C004液氨冷却器10-C001氨气吸收塔10-F002疏水器10-P002A/B贫液循环泵10-C003氨气吸收塔10-E002A/B水冷却器10-F001水汽分离器10-E005塔底再沸器10-E001A/B/C贫富液换热器10-P001加压泵10-C002氨气汽提塔10-E003氨气冷凝器减压阀TPF工艺流程图设备布置图设备图零件图管道布置图计算机辅助制造1.2.4化工计算•非线性方程求解•线性方程组的求解•非线性方程组的求解1.2.5化工数据查询一般通过输入如下的任意一个条件:1.物质的CAS号(可以精确查询)2.物质名称(英文)3.分子式4.画物质的结构式重要的数据库及搜索引擎1.这是一个很好的物性检索工具，分为参考数据库,化学物质数据库,化学反应数据库,安全数据库检索等.2.我国的化学资源导航网站CHIN把物性数据的资源作为一类重要的资源进行收集.整理了”怎样查找物性数据”的资源集锦,列出了较多的资源链接3.包含很多种数据库，如热力学数据库／分析化学／环境数据库等各种门类的数据库．4.适合查询基本热化性质数据的网站:://工程化学数据库(中国)5.适合查询相变数据及有关临界性质的网站:://pirika.com/chem/TCPEE/TCPE.htm中国工程化学数据库,查询甲醇的相变数据结果1.3计算机在其他领域的应用•数据的可视化•符号计算•统计分析010203040010203040-0.500.51-505-505-0.500.5xy/(1+x2+y2)y统计分析ComputerMathChemistryScoreofastudentEnglishChinese123451234500.20.40.60.81Scoreofstudents本课程主要介绍内容Origin6.0数据处理软件的应用•Chemdraw等分子绘图软件•Visio2004工程图表制作软件•网上化学化工资源及检索•计算机模拟简介(化工流程模拟)CHEMCAD\Aspen\PRO2•其它化学化工小软件介绍•计算机辅助化工设计简介参考书籍•化学信息学科学出版社邵学广等•Origin6.0实例教程中国电力出版社郝红伟•Visio工程图表制作实例导学清华大学生出版社甘登岱等编著•化工实验数据计算机处理四川大学王煤等•计算机在化工中的应用中国工业大学出版社刘道德等编著•计算机辅助化工设计科学出版社孙岳明等•AutoCAD200X应用教程电子工业出版社曾令宜等•计算机在化学化工中的应用化学工业出版社方国利等•化学化工特种文献及其检索化学工业出版社柯以侃等•化学化工专利文献及其检索化学工业出版社王崇臣等•计算机在化学中的应用华南理工大学出版社方奕文等•计算机工程制图王书庆等编著同济大学版社出版•化学信息学化学工业出版社陈明旦等Origin•Origin是美国Microcal公司推出的一款优秀的数据分析和绘图软件。介绍其数据管理、函数拟合和数据分析功能，在Origin中二维绘图、三维绘图和多层图绘制的方法，Origin版面设计窗口的创建和定制方法，在Origin中数据的输入和输出方法，以及在Origin中Excel的使用方法。Chemdraw•化工专业的从业人员经常要画分子结构，因此需要了解并学会使用一些这方面的专业软件。现在微机上经常使用的绘制2D分子结构的软件为Chemwin和CSChemDraw,绘制3D分子结构的软件有CSChem3D、HyperChem、WebLabViewerPro等。其中一些软件还集成了分子力学、分子动力学、半经验及量子化学计算的部分。应用这些软件，不仅可以绘制三维的分子结构，还可以显示该分子的结构性质如分子表面、静电势、分子轨道等。Visio•Visio能够使专业人员和管理人员快捷灵活地制作各种建筑平面图、管理机构图、网络布线图、机械设计图、工程流程图、审计图及电路图等。此外，用户可在visio界面中直接对其他应用程序文件进行编辑和修改。•介绍典型的应用方案模板、基本图形操作、层的使用、文本操作、宏操作、图形与数据库的关联、visio与其它应用程序的结合、绘图制作实例等内容。Thankyou!!!!