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化學制藥技術(shù)專業(yè)論文
化學制藥專業(yè)屬于化工制藥類，該專業(yè)主要是培養(yǎng)具有化學制藥基礎(chǔ)理論知識及實驗技能、具有較強制藥工藝生產(chǎn)設(shè)計、操作和管理能力的高級應(yīng)用性人才。專以下是小編整理的化學制藥技術(shù)專業(yè)論文，歡迎閱讀。
化學制藥技術(shù)專業(yè)論文1：制藥專業(yè)生物化學教學模式的探討
前言
生物化學是研究生命物質(zhì)的化學組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及這些物質(zhì)在體內(nèi)發(fā)生新陳代謝的過程和代謝變化與復(fù)雜生命現(xiàn)象之間關(guān)系的一門學科，是制藥各專業(yè)學生的主干基礎(chǔ)課程。生物化學在本科二年級上學期開設(shè)，是本科生接觸到的第一門重要的專業(yè)課。此時，學生已有一定的有機化學、無機化學基礎(chǔ)，但尚未建立生命現(xiàn)象與其化學本質(zhì)的聯(lián)系，也缺乏建立生物大分子結(jié)構(gòu)、代謝和功能之間聯(lián)系的思維方式，而這些恰恰是生物化學課程的精髓。
生物化學是其它制藥相關(guān)課程的基礎(chǔ)，它涉及免疫學、病理學、藥理學、診斷學、分子生物學、生理學、臨床學科等一系列學科。近年來，免疫學、生理學、生物學、藥理學等基礎(chǔ)學科的研究均深入到分子水平并應(yīng)用生物化學的理論和技術(shù)解決各學科的問題。結(jié)合專業(yè)特點進行生物化學教學，為培養(yǎng)合格的制藥專業(yè)人才，滿足社會需求奠定良好基礎(chǔ)，是本課程的教學目標。
傳統(tǒng)教學方法基本屬于教師講、學生聽，結(jié)果是大部分學生處于被動學習狀態(tài)，學生掌握的知識要么是清楚的、零散的、分割的，要么是完全概念不清且混亂。如何幫助學生克服學習中存在的問題，提高學習效率和改善學習效果是困擾教師的一個難題。為此，在教學過程中，本教研室依照本專業(yè)教學培養(yǎng)方案設(shè)立的教學目標本文由論文聯(lián)盟http://www.LWlm.COM收集整理，采取了把握生物化學課程核心、針對專業(yè)特點教學和點面結(jié)合融會貫通的基本策略實施教學，并輔以多媒體教學為主的多種教學方法。
一、整體把握課程核心問題，深入學習核心知識點
生物化學課程內(nèi)容大體分為兩個板塊，即闡述生物大分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能的靜態(tài)部分，和闡述生物大分子代謝和生物氧化過程的動態(tài)部分。生物化學的實質(zhì)是研究生命現(xiàn)象的化學本質(zhì)，它可以揭開我們身邊許多神奇生命現(xiàn)象的奧秘，因此容易激發(fā)學生的興趣。但對初學者而言，它又因引入了大量新而抽象的概念，而使人望而生畏。
課堂教學中，教師始終以糖、脂和蛋白質(zhì)等幾大類生物物質(zhì)在生命活動中的變化規(guī)律為主線，試圖讓學生從它們的基本組成和結(jié)構(gòu)、生物功能、合成和分解代謝過程、生物氧化和代謝關(guān)聯(lián)的角度由淺入深、循序漸進的加以把握。
二、針對專業(yè)特點，突出本課程對制藥工程相關(guān)學科的基礎(chǔ)地位
生物化學與分子生物學是現(xiàn)代藥學研究的基礎(chǔ)，它將對各類藥物的研究和生產(chǎn)如生物藥物、抗生素、合成藥物以及天然藥物產(chǎn)生深遠的影響。在授課時要改變單純從課程本身考慮的觀念，認識到生物化學與藥學學科間的相互聯(lián)系、交叉和滲透的關(guān)系。
在教授教學大綱規(guī)定范圍內(nèi)知識的同時，教師可以積極引導學生全面認識本課程在專業(yè)中的重要地位以及本專業(yè)的課程知識框架體系，使得學生在教與學的課堂互動中對專業(yè)產(chǎn)生濃厚的興趣。如教師在講解蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)這一部分課程時，以胰島素為例示范并對此內(nèi)容加以拓展。胰島素作為藥物的功效是治療血糖增高為表征的糖代謝失常癥，進一步的簡單描述其藥理學機制，同時可以拓展其藥物劑型的新發(fā)展以及給患者帶來的方便，再引出藥物化學將要系統(tǒng)介紹高血糖癥的一系列藥物，同時引導學生認識相關(guān)藥物的制備途徑。如此，通過一種蛋白質(zhì)分子，循序漸進的把學生從生物化學到帶到了藥理學、藥物化學、藥劑學和制藥工藝學等工科制藥專業(yè)的核心世界中，讓學生認識到了具備扎實的生物化學基礎(chǔ)知識對藥物開發(fā)和臨床應(yīng)用的指導意義。這樣的教學實施策略，無疑大大增加了學生對生物化學課程學習的內(nèi)在源動力。
三、由點及面，融會貫通
作為基礎(chǔ)課程，生物化學知識點多且概念抽象、代謝途徑繁雜又相互關(guān)聯(lián)。死記硬背式的分割單一記憶往往會事倍功半，且容易遺忘。因此，引導學生對課程知識點的系統(tǒng)化和體系化是生物化學教學的重要方面。
如前所述，糖類，脂類，蛋白質(zhì)和核酸的化學及其代謝是生物化學課程的基本知識構(gòu)架，生物化學的核心是生物有機物質(zhì)的物質(zhì)代謝與能量代謝的關(guān)系。如學習糖生物化學部分，要在了解生物體內(nèi)糖種類基礎(chǔ)上學習糖代謝，糖分解代謝主要為葡糖糖的酵解途徑和有氧氧化途徑，輔以其戊糖途徑和糖醛酸途徑，合成代謝包括糖異生途徑和糖原途徑。對于脂質(zhì)及代謝部分，先介紹脂類化學，包括分類和結(jié)構(gòu)以及生理功效，接下來講授脂類的分解和合成代謝，過程中闡述脂質(zhì)代謝病癥機制及相關(guān)治療藥物情況。講授中，教師要引導學生建立脂質(zhì)代謝、糖代謝、蛋白質(zhì)以及核酸代謝的關(guān)系。把握代謝途徑間的相互關(guān)聯(lián)、關(guān)鍵步驟和以ATP為參照的能量代謝規(guī)律。這樣，把單一分散的知識點放在一個層次清晰、脈絡(luò)分明、邏輯性強的知識框架中，同時從物質(zhì)和能量守恒的高度建立學生對生命物質(zhì)化學世界的頂層理念。如此，枯燥凌亂的知識點變成了規(guī)律性的知識網(wǎng)絡(luò)，也使學生在對生命世界產(chǎn)生濃厚興趣，進一步地引發(fā)學生對本專業(yè)知識的強烈求知欲。
四、多種教學方法靈活施用
如前所述，生物化學理論性和抽象性較強，涉及學科廣泛，教學中宜采用多種教學方法，尤其是現(xiàn)代教育技術(shù)，使教學效果得到最佳呈現(xiàn)。
1.虛擬畫面式動態(tài)教學法
以動畫、視頻、音頻為基礎(chǔ)的講授法為主，提高課件質(zhì)量，全方位調(diào)動學生學習熱情，提高教學效果。 比如可采用Flash詮釋DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯作用機制，效果比單純運用文字描述更佳。
2.案例教學法
設(shè)計臨床案例，引發(fā)學生思索，調(diào)動積極性，發(fā)揮其學習的主觀能動性，改變了他們長期被動填鴨式的學習，取得較好的效果。 比如講授酶的抑制作用時，加入相關(guān)的致毒作用機制，加深理解，提高學生學習興趣。
3.基于問題的教學方法
在教師指導下、以學生為主體、以問題為基礎(chǔ)的小組討論式教學方法[2]可以使學生形成解決復(fù)雜的現(xiàn)實問題的能力，并發(fā)展自主學習和終生學習的能力，同時能增進師生之間和學生之間的交流。例如，在講授代謝總論這一部分時，讓學生討論饑餓狀態(tài)下機體能量供給的形式。水到渠成地，問題的.討論解決使得學生大大地深化了對糖類、脂類和蛋白質(zhì)三大物質(zhì)代謝的理解并更加明確三者之間的內(nèi)在聯(lián)系。
4.“框架式”教學
不同學科都有一個系統(tǒng)性、科學性的內(nèi)在邏輯聯(lián)系，都由一定的知識結(jié)構(gòu)序列所組成，呈現(xiàn)出一定的帶有規(guī)律性的框架形式[3]�？蚣苁且环N有效的記憶結(jié)構(gòu)。如閔斯基（Minsky，1975） 所述，“在一般情形下，當一個人遇到新情況時， 會從他腦海中的記憶結(jié)構(gòu)里去搜尋相關(guān)的信息�！�
在講授生物化學某些章節(jié)的過程中，教師可以按照一定的模式去提煉和消化教材中的核心內(nèi)容，將知識進行歸納和綜合，形成具有一定邏輯性的知識框架，這樣學生便能更有效地對知識環(huán)節(jié)進行整體把握。如講授真核生物基因表達調(diào)控，涉及到的知識點較多，且相互關(guān)聯(lián)程度較強，教師可以利用框架式教學進行課堂內(nèi)容結(jié)構(gòu)構(gòu)建，從而深化學生對本部分內(nèi)容的理解記憶。
結(jié)語
在我國傳統(tǒng)教育中，教師的角色是傳道、授業(yè)和解惑。當代大學教育的目的，更多的集中在使學生認識到自己的個性所在并能夠激發(fā)其潛能，以及幫助學生發(fā)掘其興趣并點燃其對某一學科或領(lǐng)域的激情并為之努力。在教學中，教師不僅要讓學生獲得理論知識，更重要的是培養(yǎng)學生學習興趣，從而使其具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。這對教師的存在提出了更高的要求，要改變傳統(tǒng)的“滿堂灌”課堂教學模式，不僅要“授人以漁”，還要使其對本專業(yè)產(chǎn)生濃厚的求知欲。
將藥學學科的理念帶入到制藥工程專業(yè)生物化學的教學中，從第一門基礎(chǔ)理論課程開始，便著眼培養(yǎng)學生對專業(yè)的認知、理解乃至濃厚的興趣，這種教學理念的踐行無疑促進了本課程教學目標的實現(xiàn)，也更加適用于工科專業(yè)課堂教學。
化學制藥技術(shù)專業(yè)論文2：制藥工程專業(yè)有機化學課程教學改革的研究與實踐
制藥工程專業(yè)的培養(yǎng)目標是使培養(yǎng)出來的學生既具有一定的理論水平,又具備較強的專業(yè)技能,能夠適應(yīng)社會對高級制藥人才的需求。而有機化學作為制藥專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,要為藥物化學、藥物合成、天然藥物化學、生物化學等后續(xù)課程的學習奠定必要的有機化學基礎(chǔ)。加強有機化學教學改革,培養(yǎng)學生更好地掌握有機化學的基本理論、基本知識和基本技能,以適應(yīng)制藥工程專業(yè)對人才培養(yǎng)的需要具有重要意義。
一、選擇合適的教材和制定合理的教學大綱
教材是教學內(nèi)容的載體,是教與學雙方的主要依據(jù)。教學大綱是教師上課的基本指導依據(jù),要根據(jù)課程本身和專業(yè)特點合理制定教學大綱,并對教學內(nèi)容進行必要的“增”、“刪”、“改”。
(一)“增” 增加一些與后續(xù)專業(yè)課聯(lián)系緊密的理論或?qū)嶒瀮?nèi)容。激發(fā)學生的學習興趣和幫助學生拓寬知識面,掌握后續(xù)專業(yè)學習所必備的有機化學知識。
(二)“刪” 著力解決“拓寬知識面與減少課堂教學總學時”的矛盾。有機化學內(nèi)容多而雜,但制藥工程專業(yè)有機化學理論課只有85學時,有必要適當刪除一些與后續(xù)課程聯(lián)系不大的內(nèi)容。
(三)“改” 修改一些實驗內(nèi)容。以性質(zhì)驗證為主的實驗,不利于學生的能力培養(yǎng),應(yīng)適當減少,而增加一些探究性的、學生感興趣的實驗。內(nèi)容安排從簡單的驗證性的單元訓練到組合式的綜合性設(shè)計訓練演進,做到實驗原理和技術(shù)的統(tǒng)一[2]。
二、改革教學內(nèi)容
(一)處理好“系統(tǒng)性與重點內(nèi)容”的關(guān)系。在保證有機化學課程體系的前提下,調(diào)整教材內(nèi)容和深度,重點突出與制藥專業(yè)緊密相關(guān)的內(nèi)容。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標,專業(yè)特點,在教學內(nèi)容選擇上凡與后續(xù)課程有關(guān)的內(nèi)容要詳講,要突出重點、難點,詳略得當。重點可放在一些沒有學過的反應(yīng)、有機物結(jié)構(gòu)推測、合成上,這樣既可以鞏固有機化學的基礎(chǔ)知識,又可以培養(yǎng)學生利用有機化學知識進行分析、推理、判斷和綜合的邏輯思維能力,為學習藥物的有機合成打下良好的基礎(chǔ)。由于藥物有無旋光性直接影響其生理活性和藥效,因此對映異構(gòu)是重點,這部分內(nèi)容比較抽象,也是教學難點。胺、酰胺、雜環(huán)化合物、生物堿、萜類、甾族化合物等內(nèi)容都與后續(xù)課程密切相關(guān),要詳細講解。有效地利用有限的時間和精力,使其收到良好的教學效果。
(二)處理好“理論與應(yīng)用”之間的關(guān)系。注重理論闡述必須服務(wù)于知識應(yīng)用,如含氮有機化合物在機體代謝過程中的重要作用;手性藥物的構(gòu)型與生物活性;糖類、氨基酸與蛋白質(zhì)、脂類的生理作用等。在教學中要妥善解決好學時少與進度快、內(nèi)容多的矛盾。在課程安排和課堂講授中力求做到把有機化合物的結(jié)構(gòu)、反應(yīng)、合成和在制藥上的應(yīng)用等知識體系由淺入深,由簡到繁講授。盡量為前沿課題開設(shè)一些窗口,以開闊學生的視野[3]。以多種形式將有機化學前沿課題與基礎(chǔ)理論結(jié)合起來,突出制藥工程專業(yè)的特色。
三、改革教學方法
改變單一的教學模式,促進教學方法的更新,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。有機化學教學,不是要學生死記硬背諸多有機物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途和制備方法,而是要讓學生掌握研究問題的方法和思維規(guī)律,培養(yǎng)學生敏捷、靈活、準確、獨創(chuàng)、嚴密的良好思維品質(zhì),提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。改革純課堂講授的教學方法,培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實,知識面廣,有創(chuàng)新能力的現(xiàn)代化社會急需的創(chuàng)造型人才。結(jié)合本專業(yè)的教學實際,更新教學方法,把教學分成4個主要環(huán)節(jié),即:“讀、講、做、練”相結(jié)合的方式進行。
(一)“讀” 注重學生自主學習和綜合能力的培養(yǎng)。本科生起點較高,自學能力較強,要指導學生閱讀教材,預(yù)習和課后復(fù)習,逐步培養(yǎng)學生的自學習慣。
(二)“講” 注重學生好奇心和學習興趣的培養(yǎng)。如果按傳統(tǒng)的教學方法按部就班地講授,學生會感到枯燥和乏味,久而久之學生的學習主動性會降低。教師應(yīng)以啟發(fā)、誘導、提問、釋疑等方式進行教學,使學生盡快明白和掌握教材中的重點、難點和關(guān)鍵�；蛘邔⒏鞣N邊緣學科的精彩內(nèi)容適當引入教學中,提高學生的好奇心和學習興趣。
(三)“做” 注重學生創(chuàng)新能力和科研素質(zhì)的培養(yǎng)。有機化學實驗課教學對培養(yǎng)學生動手能力、周密思考、仔細觀察、探索問題、學習興趣和科研能力方面具有重要作用,同時也是提高學生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的`重要途徑。高度重視實驗教學環(huán)節(jié),增設(shè)綜合性、研究性實驗,選擇與專業(yè)密切相關(guān)的基本操作進行強化訓練,通過做實驗激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)和提高學生操作技能、動手能力、觀察能力和思維能力,培養(yǎng)學生嚴謹、科學、實事求是的學習態(tài)度。
(四)“練” 注重學生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)。通過多種練習方式,課堂的邊講邊練,課后的作業(yè)練習等等。此外,開展討論、撰寫小論文、專題講座以及舉行知識競賽活動,靈活運用各種方法,全面提高學生的綜合素質(zhì)。
四、改革教學方式和手段
教學過程中應(yīng)根據(jù)教學內(nèi)容,適時地變換一些教學方式和手段,使學生感到新鮮、有趣。如講概念和事實時,用講述法;講結(jié)構(gòu)和反應(yīng)時,則可以用啟發(fā)式教學法或?qū)Ρ确ǖ�。靈活運用教學法的同時,適當配合各種模型教具、投影、教學課件、錄像等,力求生動形象。如講到環(huán)己烷的構(gòu)象、雜環(huán)的結(jié)構(gòu)、單糖的空間結(jié)構(gòu)時,可以采用模型配合教學。根據(jù)教材制作同步的教學課件,增加課堂上信息的提供量和教學內(nèi)容的呈現(xiàn)手段。學生能夠更加容易的理解、掌握新的知識,體現(xiàn)教學過程中教師與學生積極互動。多媒體教學將文、圖、聲、像、動畫各種因素有機組合在一起,把一些抽象的理論、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、虛幻的情景,跨越時間和空間,通過三維動畫、視頻圖像、虛擬現(xiàn)實等手段形象生動展現(xiàn)出來,使學生通過多種感官刺激全方位地獲取豐富的信息,充分調(diào)動學習的積極性。引導學生充分利用互聯(lián)網(wǎng)上的有機化學資源,先進的網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)為學生創(chuàng)設(shè)活潑有趣的情境,讓學生感覺到自身對學習的深度參與,并能促進復(fù)雜內(nèi)容的學習以及獨立思考能力的發(fā)展,激發(fā)學生學習有機化學的真正熱情和興趣,提高教與學的效率。
化學制藥技術(shù)專業(yè)論文3：制藥過程單元操作的數(shù)值模擬研究進展
制藥過程是指利用制藥設(shè)備，通過一系列單元操作和單元反應(yīng)將藥物從原材料制成成品的過程。描述整個制藥過程的參數(shù)繁多，只靠工程經(jīng)驗的積累來達到控制制藥過程以保證藥品質(zhì)量的目的是不切實際的，目前最常用的方法是模型試驗（中試、小試），但是模型試驗成本較高、耗時久，而且對模型的放大很難做到和實際過程完全吻合，很多細節(jié)問題也無法深入研究。因此，將數(shù)值模擬技術(shù)用于制藥過程的研究能夠有效的解決這些問題。
1 數(shù)值模擬的概念
數(shù)值模擬技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、化工、生物醫(yī)學、水利、能源等領(lǐng)域[1]。數(shù)值模擬的方法是指首先建立針對工程問題的物理及數(shù)學模型，然后采用有限元法、邊界元法、有限差分法等方法，通過質(zhì)量方程、運動方程、能量方程等對模型進行數(shù)值離散求解，整個過程采用數(shù)值模擬軟件完成，最終可直觀的呈現(xiàn)工藝過程的速度場、溫度場等變化，能夠為設(shè)備改進和工藝優(yōu)化提供理論依據(jù)。目前最常用的數(shù)值模擬軟件是ANSYS，ANSYS集成了計算流體力學CFD（computational fluid dynamics）的Fluent，CFX（computational fluid X），可以用于模擬固體、流體等的力學、熱量、質(zhì)量、磁場等等傳遞守恒計算。除此ANSYS之外，還有MATLAB、EDEM等數(shù)值模擬軟件。
2 數(shù)值模擬技術(shù)在制藥過程單元操作中的應(yīng)用
在制藥過程中，將物料的粉碎、輸送、加熱、混合和分離等一系列使物料發(fā)生預(yù)期的物理變化的操作稱為單元操作，近年來，數(shù)值模擬技術(shù)逐漸開始應(yīng)用于各種單元操作的研究。
2.1 粉碎與篩分
粉碎與篩分是制藥過程中的預(yù)處理單元，首先將固體原料適度的粉粹，再經(jīng)過篩分分級使粒徑均勻。
粉碎是指用機械方法將大塊固體物料制成適宜程度的碎塊或細粉的操作，粉碎方式可分為切、磨、氣（液）流沖擊等。粉碎方式的選擇通常按照原料的性質(zhì)，比如中藥草原料含纖維素，韌性較強，具有抵抗變形、吸收沖擊的能力，不易于粉碎，所以多選擇切的方式來粉碎，沈培玉等[2]基于CFD技術(shù)，應(yīng)用Fluent軟件，研究了葉輪葉片形狀、刀片偏角、葉輪轉(zhuǎn)速對流場的影響，并對切割粉碎區(qū)內(nèi)物料的壓力、運動速度、剪切應(yīng)變率等性能參數(shù)進行分析，得出轉(zhuǎn)子為直葉片式葉輪，刀片的偏轉(zhuǎn)角度為2°時產(chǎn)生的切割粉碎流場最有利于切割粉碎。塊狀非纖維物料可以通過采用磨或氣（液）流沖擊的粉碎方式以獲得更細的顆粒。王曉峰等[3]通過離散相模型對粉碎腔內(nèi)的氣、固兩相三維定常流場進行了數(shù)值模擬，模擬的結(jié)果得到了粉碎過程中粉碎腔內(nèi)的速度、壓力和流線等特征，為超微粉碎設(shè)備的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了理論指導。李翔等[4]利用Fluent軟件對CXM型超細分級磨內(nèi)部的氣相流場進行數(shù)值模擬，采用標準k-ε湍流模型及多重參考系MRF模型，分析了風口環(huán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)與設(shè)備操作參數(shù)對粉碎效果的影響。牛助農(nóng)[5]以現(xiàn)有的高壓水射流技術(shù)為基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種新型的復(fù)合式水力超細粉碎裝置。利用FLUENT軟件對復(fù)合式水力超細粉碎裝置內(nèi)噴嘴至靶體處的水氣固三相流動進行了數(shù)值模擬，結(jié)果表明對加速管管徑進行合理優(yōu)化、適當增大工作壓力可提高粒子粉碎度。可以看出，對粉碎的數(shù)值模擬研究通常是建立氣（液）-固兩（三）相流模型，通過對速度場、壓力場的分析得出設(shè)備的最佳尺寸和結(jié)構(gòu)。
顆�；蚍勰┪锪显诤Y分介質(zhì)的運動狀態(tài)具有類似于流動的極為復(fù)雜的力學特性，為提高篩分機械的設(shè)計水平、提高效率、降低能耗，因此需要深入了解物料在篩面上的運動狀態(tài)及透篩分規(guī)律。篩分的數(shù)值模擬是主要通過研究顆粒透篩率來找到最佳的工藝參數(shù)。汪曉華等[6]利用MATLAB軟件和離散元分析技術(shù)的PFC3D法，對平面圓篩機篩分過程進行數(shù)值模擬，結(jié)果表明篩凈率在篩面傾角為5.5°時有最佳值，并且與回轉(zhuǎn)半徑、回轉(zhuǎn)速度成反比。李洪昌等[7]利用EDEM軟件，對振動篩分級過程進行數(shù)值模擬，尋找振動篩的最佳工藝參數(shù)（振幅、頻率、振動方向角），并且試驗結(jié)果和模擬結(jié)果總體趨勢基本吻合。
2.2 攪拌
攪拌是使物料混合均勻，或者加速傳熱傳質(zhì)的單元操作。在制藥過程的化學反應(yīng)、提取等工藝中廣泛應(yīng)用。攪拌的數(shù)值模擬研究主要是對攪拌器的物理參數(shù)（軸功率、轉(zhuǎn)速、介質(zhì)密度、黏度等）和幾何參數(shù)（槳葉數(shù)量、直徑、形狀等）進行數(shù)值模擬，尋找最佳工藝方案。李*慶等[8]采用CFD技術(shù)，根據(jù)紅霉素的生產(chǎn)工藝、流體傳質(zhì)特性以及實踐經(jīng)驗，綜合考慮混合傳質(zhì)效果和高效節(jié)能的要求設(shè)計出四套攪拌系統(tǒng)。對每套攪拌系統(tǒng)的流場、氣含率、容積氧傳質(zhì)系數(shù)、剪應(yīng)變和功耗進行數(shù)值模擬分析，最終確定了最佳方案。張慶文等[9]采用CFD數(shù)值模擬對檸檬酸發(fā)酵攪拌系統(tǒng)設(shè)計方案進行分析，綜合考慮攪拌軸功率、流型、傳質(zhì)混合能力，并對其進行了數(shù)值模擬及傳質(zhì)混合能力分析，確定方案的可靠性。
2.3 干燥
制藥生產(chǎn)中的干燥是指采用加熱方法，從濕物料中去除濕分（水或其他有機溶劑）的各種操作，常用的干燥方式有對流傳熱干燥（熱風）、紅外輻射干燥、介電干燥、冷凍真空干燥等。數(shù)值模擬對干燥過程的既用于研究物料干燥的共性，也用于研究各種干燥設(shè)備的合理化設(shè)計。劉國紅等[10]基于Fick第二擴散定律和Fourier定律，運用有限差分法模擬了球狀含濕生物多孔材料內(nèi)部的傳質(zhì)傳熱過程，得到不同條件下的物料內(nèi)部溫度、濕度分布曲線，模擬結(jié)果表明：材料在干燥過程中各層水分蒸發(fā)速率由表層到中心逐漸降低，濕度呈現(xiàn)表低內(nèi)高的分布規(guī)律。并以胡蘿卜為材料進行了試驗，試驗結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果能夠較好吻合，驗證了數(shù)值模擬的可靠性。牟國良等[11]設(shè)計了一種紅外加熱板，運用CFD軟件對該加熱裝置的二維流場進行了數(shù)值模擬，獲得熱風加熱裝置內(nèi)部的氣流場和溫度場，模擬結(jié)果表明：在分流板和導熱板的共同作用下，加熱裝置內(nèi)部氣流分布比較均勻，氣流場的溫度梯度變化明顯，出口處溫度可以達到100℃，滿足工藝要求。陳紅意等[12]采用CFD軟件對干燥箱內(nèi)苜蓿草捆的不同放置方式與其溫度場和氣流場的關(guān)系進行了數(shù)值模擬，模擬結(jié)果表明苜蓿草捆橫放干燥效果最好，入口風速則是影響苜蓿干燥的主要原因之一，為干燥滾筒的優(yōu)化設(shè)計及提高效能提供指導意見。寧國鵬等[13]設(shè)計了滾筒式苜蓿干燥與莖葉分離設(shè)備，并利用CFD方法對設(shè)備內(nèi)部的空氣流場進行了仿真模擬，模擬結(jié)果表明流場的風速分布合理，不存在明顯的渦流現(xiàn)象，能夠滿足工藝要求。當風門開啟面積為（150×150）～（200×150）m2時達到最佳效果。
流化干燥，是將熱風以適當方向和速度吹入干燥設(shè)備中使物料懸浮流化，通過增大傳熱系數(shù)和傳熱面積的方式提高干燥效率的一種干燥技術(shù)。水銀杰等[14]用流體力學軟件Fluent對旋流干燥器內(nèi)部的流場進行了數(shù)值模擬研究，研究表明干燥器內(nèi)氣流以切向氣速為主，氣流在干燥室內(nèi)主要做自下而上的旋轉(zhuǎn)運動，過程中切向速度和旋轉(zhuǎn)的'強度逐漸減小。因此，旋流干燥器過多的設(shè)置擋板意義不大。噴霧干燥是則將流化技術(shù)應(yīng)用于液態(tài)物料干燥的一種干燥方式，在制藥生產(chǎn)中廣泛采用，其數(shù)值模擬研究主要在最佳工藝參數(shù)的獲取、結(jié)塊和黏壁現(xiàn)象的解決等問題。Salem等[15]利用CFD模擬了鹽溶液在噴霧干燥過程中的含水量變化，研究各工藝參數(shù)對含水量的影響，結(jié)果表明進液速度和霧化壓力對含水量有較大的影響。Sadripour等[16]利用CFD軟件研究了噴霧干燥工藝參數(shù)對物料黏壁的影響。結(jié)果表明，濃度高的溶液顆粒易聚集，增加了與器壁的撞擊率，因此可以降低進液速度和物料濃度，以提高成品收率。王優(yōu)杰等[17]用CFD軟件對噴霧干燥儀進行數(shù)值模擬，得到管路內(nèi)部流體的溫度場和速度場與干燥參數(shù)（進風風量，進風溫度、霧化壓力）的關(guān)系，通過分析得出幾種噴霧干燥黏壁面現(xiàn)象的產(chǎn)生原因。楊嘉寧等[18]分析了近年來計算流體力學在噴霧干燥中的應(yīng)用，認為目前對噴霧干燥CFD模擬技術(shù)的研究主要集中在化工和食品行業(yè)，但是在藥品行業(yè)有較大發(fā)展前景。
數(shù)值模擬技術(shù)在一些特殊干燥方式，如冷凍干燥[19]、介電干燥[20]中也有應(yīng)用。
2.4 混合與成型
混合是指物料按比例混合實現(xiàn)配料均勻，但因為固-固相混合機理較為簡單，關(guān)于混合的數(shù)值模擬研究主要集中在固-氣和固-液相混合。許多武等[21]應(yīng)用氣液雙流體模型，數(shù)值模擬了用于滅菌消毒的臭氧-水在射流器內(nèi)的混合過程，得到了喉管內(nèi)流場的參數(shù)分布，確定最優(yōu)喉管長度為：面積比m=2.25-6.25，喉管長度為L=（-0.38m+8.126）d。楊旭等[22]基于歐拉多流體模型對微型流化床脈沖射流微量進樣器進行了數(shù)值模擬，得到了不同噴口結(jié)構(gòu)和位置下的流動圖形及混合區(qū)濃度的相對標準偏差曲線，為了驗證了模擬結(jié)果的可靠性，同時采用高速攝像捕捉實驗中顆粒流動軌跡。模擬結(jié)果表明：進樣管彎角結(jié)構(gòu)會導致脈沖進樣載流氣的噴出方向與流化氣流相逆，導致顆粒堆積滯留，延長了混合時間，所以進樣細管應(yīng)避免采用彎角噴口。
藥品的成型是指將粉末藥物制成丸、粒、片等形狀或者將藥物（固體或液體）灌封于一定形狀包裝材料內(nèi)的過程。因片劑使用量大，壓片過程存在問題多，所以對壓片過程的數(shù)值模擬是研究的重點。施昊韞等[23]以GZPK3037型高速旋轉(zhuǎn)式壓片機的強迫加料器為研究對象，采用試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的方式研究了強迫加料器不同葉輪轉(zhuǎn)速對壓片機充填性能的影響。數(shù)值模擬結(jié)果和試驗結(jié)果吻合較好。結(jié)論顯示：當葉輪轉(zhuǎn)速為60r/min時，壓片效果最好。楊小娟等[24]通過數(shù)值模擬研究表明粉末顆粒的性狀、填充環(huán)境、加料器運行參數(shù)的等都會影響壓片過程及片劑質(zhì)量。通過數(shù)值模擬研究粉末顆粒壓片過程能夠解釋某些實驗中的復(fù)雜現(xiàn)象，為工藝過程改進提供依據(jù)。
3 總結(jié)
目前，對單元操作的數(shù)值模擬的研究主要集中在化工行業(yè)和食品行業(yè)，對制藥過程的研究相對較少。要解決制藥過程中設(shè)備和工藝存的問題，需要科學原理的理論指導，因此將數(shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用于制藥過程的研究，具有重大意義及廣闊前景。
數(shù)值模擬過程全部靠計算機實現(xiàn)，可以解決制藥過程模型試驗（中試、小試）投資大，工藝放大難等問題，并且通過對數(shù)學模型的求解能夠得出針對工程實際問題的科學解釋。但必須強調(diào)的是，數(shù)值模擬的物理模型建立者的水平，以及為簡化數(shù)學模型的計算而做的假設(shè)條件等都會導致數(shù)值模擬結(jié)果與實際過程出現(xiàn)偏差甚至完全不符，因此，完整的研究應(yīng)該將理論模型的數(shù)值模擬結(jié)果與實際試驗結(jié)果結(jié)合分析，在試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上驗證和完善理論模型，這樣才能不斷地改進和完善制藥設(shè)備及工藝，提高整體行業(yè)水平。
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