年产20公斤紫杉醇的工厂设计

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攀枝花学院学生课程设计题目:年产20公斤紫杉醇的工厂设计学生姓名:何佳虹学号: 201310902008 所在院(系):生物与化学工程学院专业:生物工程班班级: 2013级指导教师:赵丽华职称:讲师2015年5月25 日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书攀枝花学院课程设计摘要紫杉醇,英文名称 Paclitaxel,别名泰素,紫素,特素,为白色结晶体粉末。

无臭,无味。

难溶于水,易溶于甲醇、乙腈、氯仿、丙酮等有机溶剂。

它的用途非常广泛,紫杉醇对药物难治性卵巢癌和转移性乳腺癌、非小细胞癌有显著疗效, 对B16黑色素瘤、S180 肉瘤及P338、L1210、IIL60、P1534 白血病也有较好治疗作用, 对头颈部癌、食道癌也有一定疗效。

本设计的目的在于对年产20公斤紫杉醇的生产工艺进行设计和优化,本设计简要介绍了紫杉醇的主要用途和使用范围,产品来源及其发展前景。

结合国内的实际情况,紫杉醇的生产主要是采用提取分离和化学合成的方法,而提取分离的方法按来源不同又可分为三大类:从植物中分离提取、从真菌中分离提取及从培养细胞中分离提取。

初步设计要求年产量20公斤,参照了许多文献及数据,对整个生产过程做了物料衡算,对生产工艺流程进行了优化,对车间进行了布置和规划。

关键词:紫杉醇;生产;分离提取;工艺流程AbstractPaclitaxel,another name is Taxol,and it is white crystalline powder,no smell, no taste. Paclitaxel is difficult to dissolve in water, soluble in methanol, acetonitrile,chloroform, acetone and other organic solvents. It’s use is very extensive. Paclitaxel has a significant effect on refractory ovarian cancer and metastatic breast cancer, non small cell carcinoma,B16 melanoma, S180 sarcoma and P338, L1210, IIL60, P1534 leukemia also has a good therapeutic effect,and the head and neck cancer, esophagus cancer also has certain curative effect.The purpose of this design is to design and optimize the production process of 20 kg of paclitaxel.This design briefly introduces the main use and the scope of use of paclitaxel, product source and its development bined with the actual situation in China,t he production of taxol is mainly used in the extraction and separation and chemical synthesis.The methods of extraction and separation can be divided into three groups according to their origin: isolation and extraction from plants, extraction and isolation from the culture of the fungi.Preliminary design requirements of the annual output of 20 kg, with reference to a lot of literature and data, the entire production process to do the material balance, the production process is optimized, the layout and planning of the workshop.Key words: Paclitaxel; production; Separation and extraction;technological process可行性报告项目名称:年产20公斤紫杉醇的工厂设计主办单位:攀枝花学院设计单位:攀枝花学院生物化工研究所二零一六年六月目录摘要 (I)Abstract (II)1 总论 (1)1.1紫杉醇的基本性质 (1)1.2 产品使用范围及用途 (1)1.3 发展前景 (1)1.4 产品来源 (1)1.5 目前生产紫杉醇的主要方法 (1)1.5.1 直接从红豆杉科植物中分离提取 (2)1.5.2 直接从紫杉醇产生菌中提取 (2)1.5.3 化学合成法 (2)1.5.4 利用红豆杉细胞培养生产紫杉醇 (3)1.6 利用红豆杉细胞培养生产紫杉醇的研究 (3)1.6.1红豆杉愈伤组织的培养 (3)1.6.2高紫杉醇含量细胞系的选择 (4)1.6.3红豆杉的细胞悬浮培养 (4)2市场分析 (5)2.1产品用途和质量标准情况 (5)2.2产品国内、外市场供需现状和主要消费方向 (5)2.3国内外紫杉醇或可替代产品生产情况 (5)2.4产品竞争能力、销售预测和国际市场的发展前景 (5)3 建设方案和建设规模 (7)3.1建设方案 (7)3.2建设规模 (7)4 建厂条件和厂址方案 (8)4.1建厂条件 (8)4.1.1地理位置 (8)4.1.2厂址概况 (8)5 原、辅材料及燃料供应 (9)5.1原材料单耗(1公斤99.5%紫杉醇消耗为基础) (9)5.2原材料及包装材料供应 (9)6 项目的工艺车间设备设计 (10)6.1总图运输 (10)6.1.1总平面布局 (10)6.1.2交通组织 (10)6.1.3绿化 (10)6.2工艺技术方案选择 (11)6.2.1原料路线确定的原则和依据 (11)6.2.2工艺技术方案的比较和选择 (11)6.3物料衡算 (12)6.4工艺流程 (12)6.4.1工艺流程说明 (12)6.4.2 工艺流程示意图 (13)6.5 主要工艺设备、仪表选型 (13)6.5.1计算数据 (13)6.5.2生产、检测设备和仪器仪表 (14)6.6 工艺平面布置方案 (15)6.6.1 工艺平面布置原则 (15)6.6.2 土建工程 (15)6.6.3 公用工程 (15)7 清洁生产 (18)7.1 环境保护 (18)7.1.1设计依据及采用标准 (18)7.1.2主要污染源和污染物 (18)7.1.3控制污染方案 (18)7.2 消防 (19)7.2.1设计依据 (19)7.3劳动保护与安全生产 (20)7.3.1设计依据 (20)7.3.2项目生产概况 (20)7.3.3可能产生职业危害的因素 (20)7.3.4可能产生职业危害的因素 (20)7.4节能 (21)7.4.1设计依据 (21)7.4.2节能措施 (21)8 建设进度安排 (22)8.1紫杉醇提纯加工部份建设进度安排 (22)9 生产组织、劳动定员和人员培训 (23)9.1企业体制与组织机构 (23)9.2生产班制及劳动定员 (23)9.3人员培训 (23)10 财务评价 (24)10.1投资估算 (24)10.1.1编制依据 (24)10.2基础数据及说明 (24)10.2.1评价依据 (24)10.2.2基础数据 (24)10.3紫杉醇提纯加工部份财务评价 (24)10.3.1成本估算 (24)10.3.2评价结论 (25)参考文献 (26)1 总论1.1紫杉醇的基本性质紫杉醇,英文名称 Paclitaxel,别名泰素,紫素,特素,化学名称5β,20-环氧-1,2α,4,7β,10β,13α-六羟基紫杉烷-11-烯-9-酮-4,10-二乙酸酯-2-苯甲酸酯-13[(2’R,3’S)-N-苯甲酰-3-苯基异丝氨酸酯],分子量853.92,分子式C47H51NO14。

其物理性质为白色结晶体粉末。

无臭,无味。

难溶于水,易溶于甲醇、乙腈、氯仿、丙酮等有机溶剂。

1.2 产品使用范围及用途紫杉醇对药物难治性卵巢癌和转移性乳腺癌、非小细胞癌有显著疗效, 对B16黑色素瘤、S180 肉瘤及P338、L1210、IIL60、P1534 白血病也有较好治疗作用, 对头颈部癌、食道癌也有一定疗效。

此外,红豆杉植物中含有的二萜类紫杉烷化合物, 如三尖杉磷碱、巴卡亭III、10- 去乙酰巴卡亭III、1- 羟基巴卡亭I和10- 去乙酰- 7- 差向紫杉醇等, 具有通经、利尿、抗癌症功能, 主治肾炎、小便不利、糖尿病[1]。

1.3 发展前景紫杉醇具有独特的作用机理, 可稳定微管, 防止微管解聚, 抑制细胞的有机分裂, 从而抑制癌细胞的分裂繁殖。

由于紫杉醇独特的抗癌机理, 引起了全世界医药界的特别关注, 成为继阿霉素及顺铂后最重要的最热销的具有广谱性的抗癌新药, 目前已在几十个国家上市[1]。

1.4 产品来源紫杉醇为红豆杉属(又名: 紫杉属, Taxus)植物的树皮及枝叶中分离得到的紫杉烷类化合物之一。

我国是红豆杉属植物资源最丰富的国家, 有云南红豆杉、中国红豆杉、东北红豆杉及西藏红豆杉4种和南方红豆杉1个变种。

云南红豆杉资源分布在云南的西部、西北部、东北部和东南部, 全省有红豆杉乔木近500万株, 目前已通过建立合法的原料种植基地, 保证紫杉醇的生产能力和市场需求[1]。

1.5 目前生产紫杉醇的主要方法紫杉醇的生产方法主要是提取分离和化学合成,提取分离的方法按来源不同又可分为三大类:从植物中分离提取、从真菌中分离提取及从培养细胞中分离提取。

1.5.1 直接从红豆杉科植物中分离提取紫杉醇含量与种、部位、生长年限、生长环境等因素有关.在所有红豆杉中短叶红豆杉中紫杉醇含量最高;从生长时间上看,生长时间越长的器官或组织紫杉醇含量越高;从生长环境上看,生长在阴处的树皮比暴露在日光下的高;就部位来看,一般树皮中紫杉醇含量较高,短叶红豆杉树皮中紫杉醇含量可达0.069%.据估算,从2000~3000棵稀有的紫杉树皮中只能提取1kg紫杉醇,而对1例病人制备充足的药物需3~4棵百年的老红豆杉树[2]。