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  • 安全学原理

    作者:邹碧海

    安全学原理作为安全工程专业人才培养的基础课程,在安全学科知识构架中起着重要的作用,目前绝大多数开设有安全工程专业的院校都将安全学原理作为重要的专业基础课程加以重视和推广。本书共分八章,系统地介绍了安全学原理的主要内容,主要包括安全科学总论、安全科学基础知识、安全社会原理、事故概述、事故致因理论及模型、事故的预测与预防理论、重大危险源的辨识与控制,并结合典型案例分析事故发生原因及教训,根据应用型人才培养目标和要求,尽力做到理论联系实际,突出实用性的特点。

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    本书为石油天然气装备设计开发及产品现代设计领域的理论著作,以现代石油天然气开采开发过程提速、提效、能源再生利用、智能与仿生为核心主题,是课题负责人及所负责“西安石油大学石油机械及装备现代设计”创新团队近10年的国家自然科学基金、陕西省自然科学基金、多个中石油重大校企合作课题的技术创新、设计理论与方法创新及产品结构创新等研究成果的系统体现。本书介绍了天然气井排水采气工具——井下节流装置、石油作业自适应辅助工具——可膨胀扶正器、石油测量仿生仪器——可变径井径测量仪、钻井平台可再生能源利用装置——海洋波浪发电装置、石油随钻提速提效工具——水力振荡器等新型石油装备及井下工具的创新设计开发,该过程公理化设计理论与方法贯穿始终,实现了产品功能—结构—性能的迭代映射和最优匹配。本书适合石油天然气开发利用、机械设计制造、产品创新设计等多个领域的研发人员、工程技术人员以及研究生、本科生使用,特别是对从事产品设计研发的项目管理人员,可对项目实施过程中如何进行设计方案决策、设计过程优化和设计质量控制提供理论方法指导和案例借鉴等帮助。

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图书分类

Book classification
  1. 本书是农业硕士研究生教材,根据农业生物技术的研究进展,结合作者在教学科研中的实践与体会,系统地介绍了生物技术的基础理论、基本技术以及生物技术在农业生产中的应用。全书共分3个部分,第1部分为理论知识,分为6章,包括绪论、基因工程、酶工程、细胞工程、发酵工程和生物技术在农业上的应用;第2部分为5个综合实验;第3部分为附录,包括农业生物技术常规实验操作中经常需查询的数据。
  2. 农业生物技术是发展现代农业和实现农业可持续发展的重要手段。随着现代科学技术的飞速发展,农业生物技术日新月异,各种新方法、新成果已广泛应用于农业领域的各个方面。近年来,农业生物技术在改良动植物及微生物品种性状、培育新品种、农副产品储藏与深加工、农业生态环境修复、生物医药和生物农药研发等诸多方面均取得了不俗的成绩,农业生物技术已发展成为一门综合性的新兴学科。
    鉴于该学科综合性强与知识更新快的特点,我们参考了相关专业教材和国内外大量最新研究文献,按照基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程以及生物技术在农业生产中的应用为主线,结合我们在教学实践中的体会编写了本书,同时还精选了一些综合实例、思考题和综合实验,旨在拓展学生的视野和增强学生的实际动手操作能力。
    本书分为两部分,第一部分为理论知识,分为6章,比较系统地介绍生物工程知识及其在农业生产中的应用;第二部分为综合实验,包括4个生物技术综合实验和1个DPS软件操作实验。最后,还有附录,收集了农业生物技术常规实验操作中经常需查询的数据,如磷酸缓冲液的配制方法、离心力与转速换算、常见酸碱溶液配制方法等。
    本书编写分工如下:第一部分第一章由陈勇编写,第二章由王艳编写,第三章由贺爱兰编写,第四章由胡一鸿编写,第五章由谭显胜编写,第六章由谭显胜、张雪娇、刘泽发、邹婷婷、蒋祖丰、金晨钟编写;第二部分综合实验由胡一鸿、王艳、曾智、贺爱兰、谭显胜编写。湖南九龙经贸集团有限公司蒋祖丰、龙丹霞等审读了全书并对部分章节提出了修改意见,在此一并表示衷心感谢。
    本书可作为农业硕士研究生的教材,也可作为相关专业选修课的本科教材和教学参考书。
    由于编者水平有限、编写时间仓促,编写的内容涉及面较广,书中难免会出现不足与疏漏之处,恳请广大读者批评指正。



    湖南人文科技学院  胡一鸿
    2015年4月于湖南省娄底市
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  1. 第五章  发酵工程
    【内容提要】
    (1)发酵工程的基本知识;
    (2)简要介绍发酵工程的一般工艺过程和工艺发展趋势;
    (3)介绍工业发酵微生物的选育;
    (4)介绍培养基的组成与设计优化;
    (5)介绍工业发酵灭菌技术;
    (6)菌种的扩大培养与保藏;
    (7)介绍通用式发酵罐的基本结构;
    (8)介绍发酵过程的工艺控制。
    第一节  发酵工程基础
    一、发酵与发酵工程
    1857年,法国化学家、微生物学家巴斯德提出了著名的发酵理论:“一切发酵过程都是微生物作用的结果。”巴斯德认为,酿酒是发酵,是微生物在起作用;酒变质也是发酵,也是微生物在作祟。随着科学技术的发展,我们可以用加热处理等方法来杀死有害的微生物,防止酒发生质变;也可以把发酵的微生物分离出来,通过人工培养,根据不同的要求去诱发各种类型的发酵,获得所需的发酵产物。
    (一)发  酵
    1.传统发酵
    最初,发酵是用来描述酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生气泡的现象,或指酒的生产过程。
    2.生物化学和生理学意义的发酵
    发酵是指微生物在有氧或无氧条件下,分解各种有机物,产生能量的一种方式,是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用,产生酒精并放出CO2;过量运动后肌肉会有酸痛感,是因为机体在缺氧状态下进行糖酵解产生了乳酸等。
    发酵是酵母菌无氧呼吸产生能量的过程,是有机化合物进行无氧代谢释放能量的过程。其中厌氧发酵是厌氧菌借助氧化还原反应释放能量的过程,需氧发酵是好氧生物在受到分子态氧短缺限制时不完全氧化释放能量的过程。
    3.工业上的发酵
    工业上的发酵泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程,产品有细胞代谢产物,也包括菌体细胞、酶等。例如,厌氧培养的生产过程,生产酒精、乳酸等;通气(有氧)培养的生产过程,生产抗生素、氨基酸、酶制剂等。发酵产物有微生物细胞、酶、药物活性物质、特殊化学物质和食品添加剂等。
    (二)发酵工程
    发酵工程是渗透工程学的微生物学,是利用微生物的特定性状,通过现代化工程技术产生有用物质或直接应用于工业化生产,以把粮食、能源、化学制品、环境控制等全球性课题联系起来的一种技术体系,是将传统发酵技术与DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的现代发酵技术。
    二、发酵工程的组成
    发酵工程由3个部分组成:上游过程、发酵阶段和下游过程。
    (1)上游过程是对原材料的处理,包括对菌种加以改造,提高生产能力或者导入外源基因等以获得工程菌;发酵或生物转化,通过优化发酵条件如温度、营养、供气量等,利用工程菌的生物合成,加工和修饰等获得目的产物;优良种株的选育和保藏(包括菌种筛选、改造,菌种代谢路径改造等)。
    (2)发酵阶段即发酵过程控制,主要包括发酵条件的调控、无菌环境的控制、过程分析和控制等。
    (3)下游过程是运用生物化学、物理学方法分离和纯化产品,最终将产品推向市场并获得社会或经济效益,主要包括固液分离技术、细胞破壁技术、产物纯化技术、产品检验和包装技术等。
    三、工业发酵步骤和工艺流程
    (一)菌种和原料的准备
    用作培养菌种及扩大生产的发酵罐的培养基配制与发酵原料预处理:培养基原料不同,则处理方法也有所差异。如淀粉在利用前需变成糊精或葡萄糖,一般采用酸水解和酶水解法;糖蜜需要加热杀菌和用水稀释,也可加酸处理后再补充无机盐;碳氢化合物需要经过石油脱蜡,将一定馏分的石油经冷却脱蜡而获得的凝固点在-10C的油,加入适量无机盐进行接种发酵。
    (二)设备的消毒灭菌
    培养基、发酵罐以及辅助设备均需进行消毒灭菌。
    (三)发  酵
    将已培养好的有活性的纯菌株以一定量转接到发酵罐中进行发酵,主要过程如下。
    1.菌种斜面培养
    已有的优良生产菌种和选育的新菌种,保存于冷冻管及沙土管或冰箱中的斜面。使用前要先转接到新鲜斜面培养基上活化,再用于种子扩大培养。
    2.种子扩大培养
    采用固体培养或液体培养。固体种子扩大培养一般采用传统的制曲工艺,先用克氏瓶或茄子瓶进行扩大,再转接到曲盘扩大培养。对于需氧微生物,将克氏瓶表面培养的菌种接到装有液体培养基的三角瓶中,在摇床上振荡培养;对于厌氧微生物,将有菌种的试管斜面或克氏瓶转接到三角瓶液体培养基中静置培养。
    3.控制发酵条件
    将接种到发酵罐中的菌株控制在最适条件下生长并形成代谢产物。发酵方式可分为固体发酵和液体发酵两种。固体发酵适用于传统发酵工艺及乡镇企业,用来生产比较简单的产品;液体深层发酵适用于大规模工业化生产。
    影响发酵的因素很多,如温度、pH、通风、搅拌和罐压力等,必须掌握发酵的动态过程,并进行杂菌检查和产物测定,使发酵过程顺利进行。
    4.分离提纯
    分离提取发酵产物并进行精制,得到合格的产品。如果产物是菌体,通过离心沉淀或板框压滤法使菌体与溶液分开,也可以用喷雾干燥法直接做成粉剂;如果产物是酒精,可以采用蒸馏塔;如果产物是抗生素及有机酸,可采用离子交换树脂吸附处理、脱色过滤、减压浓缩等方法提取精制。
    5.废弃物处理
    回收或处理发酵过程中产生的废物和废水。
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  1. 第一部分  理论知识
    第一章  绪  论 3
    第一节  生物技术 3
    第二节  农业生物技术简介 5
    第三节  我国农业生物技术发展面临的问题 5
    思 考 题 6
    参考文献 6
    第二章   基因工程 7
    第一节  基因工程概述 7
    第二节  植物基因转化系统及载体的构建 9
    第三节  植物转基因操作技术 13
    第四节  植物组织培养 20
    第五节  转基因植物的鉴定 25
    基因工程实例:利用转基因技术将外源抗虫Bt基因导入玉米 27
    思 考 题 30
    参考文献 30
    第三章  细胞工程 32
    第一节  细胞工程基本操作 32
    第二节  细胞培养 37
    第三节  转基因动物与生物反应器 44
    第四节  核移植技术与动物克隆 52
    第五节  细胞融合与单克隆抗体 55
    细胞工程实例:单克隆抗体的制备 57
    思 考 题 59
    参考文献 60
    第四章  酶工程 61
    第一节  酶学与酶工程概况 61
    第二节  天然酶的分离纯化 65
    第三节  酶的固定化 69
    第四节  酶的化学修饰 73
    第五节  生物酶工程技术简介 75
    酶工程实例:小麦草酸氧化酶的分离纯化与?Km、vm?的计算 77
    思 考 题 79
    参考文献 80
    第五章  发酵工程 81
    第一节  发酵工程基础 81
    第二节  工业发酵微生物的选育 87
    第三节  发酵培养基 90
    第四节  工业发酵灭菌 94
    第五节  生产菌种的扩大培养与保藏 97
    第六节  发酵罐及其附属设备 104
    第七节  发酵工艺控制 108
    发酵工程实例:发酵罐生产酵母菌 114
    思 考 题 116
    参考文献 116
    第六章  生物技术在农业上的应用 117
    第一节  分子育种 117
    第二节  试管苗木 121
    第三节  无土栽培 129
    第四节  农业工厂——设施农业 133
    第五节  生物农药 136
    第六节  环境污染与植物修复 148
    第七节  生物技术在农产品加工中的应用 150
    第八节  生物信息学及其在农业中的应用 172
    思 考 题 180
    参考文献 180
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