Biomaterials from Aquatic And Terrestrial Organisms pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Science Pub Inc

作者:Fingerman, Milton (EDT)/ Nagabhushanam, Rachakonda (EDT)

出品人:

页数:610

译者:

出版时间:

价格:143.4

装帧:HRD

isbn号码:9781578084296

丛书系列:

图书标签:

• Biomaterials
• Aquatic organisms
• Terrestrial organisms
• Bioengineering
• Materials science
• Biopolymers
• Biodegradable materials
• Tissue engineering
• Biomedical applications
• Sustainability

好的，这是一本关于先进分离科学与技术：从实验室到工业规模的图书简介： --- 先进分离科学与技术：从实验室到工业规模 内容概述 本书深入探讨了现代分离科学与技术领域的最新进展、关键挑战以及工业化应用策略。在化学工程、生物技术、制药、环境治理以及精细化工等多个领域，高效、经济的分离过程是实现产品纯化、资源回收和污染物去除的核心瓶颈。本书旨在系统性地梳理和整合从基础机理研究到大规模工业实施的完整链条，为研究人员、工程师和技术决策者提供一本全面且实用的参考指南。 全书结构清晰，分为理论基础、核心分离技术、过程强化与集成，以及工业案例分析与放大五个主要部分。 第一部分：分离科学的理论基石与前沿洞察 本部分首先奠定了理解现代分离过程所需的理论基础。我们超越了传统的平衡与传质理论，深入解析了在非理想体系中（如高浓度、复杂多组分或极端条件下的体系）影响分离效率的关键热力学和动力学因素。 热力学基础的再审视： 探讨了新型溶剂系统（如离子液体、超临界流体）中的相平衡预测模型，特别是对于多组分共存体系的精确模拟方法。重点分析了吉布斯能量最小化原理在复杂混合物分离中的应用与局限性。 传递现象与界面效应： 详细阐述了微观尺度上质量和能量传递的机制。引入了界面现象学，研究了在膜分离、吸附或萃取过程中，表面活性、润湿性和界面张力如何直接调控传质速率和选择性。讨论了反应与分离耦合体系中，反应动力学与传质速率的相互制约关系。 模型化与模拟： 介绍了如何利用计算流体力学（CFD）结合过程模拟软件（如Aspen Plus或DWSIM）来精确描述真实工业设备内的流场、浓度梯度和操作边界条件。特别关注了多尺度建模策略，即如何将分子模拟的结果桥接到宏观的工业反应器和分离塔的设计中。 第二部分：核心分离技术的深度解析 本部分聚焦于当前工业应用中最具潜力和挑战性的几大核心分离技术，详细剖析了其工作原理、技术瓶颈及优化途径。 1. 先进的膜分离技术： 本书对渗透蒸发、纳滤、正渗透（FO）以及膜接触器技术进行了深入的比较分析。重点讨论了如何通过材料科学的突破来设计具有高通量和高选择性的功能化膜。例如，在水处理领域，如何利用石墨烯氧化物膜或聚合物纳米复合膜实现低能耗的盐分脱除；在气体分离中，如何通过分子筛膜解决乙烯/乙烷等难以分离的气对的挑战。同时，探讨了膜污染（Fouling）的机理及其抑制策略。 2. 变革性的吸附与色谱技术： 超越传统的活性炭吸附，本书详尽介绍了金属有机框架材料（MOFs）、共价有机框架材料（COFs）以及新型离子交换树脂的合成、表征及其在特定分离任务中的应用。对于连续色谱技术（如模拟移动床 SMB），详细剖析了其优化路径的选择、操作点的确定以及如何适应批量化生产的需求。重点案例包括手性药物的分离以及稀土元素的提取。 3. 萃取与结晶过程的创新： 在液-液萃取方面，探讨了反应萃取（Reactive Extraction）如何通过化学反应提高萃取剂的选择性与效率，特别是在酸性或碱性物料的分离中。对于结晶过程，强调了控制晶型和粒度分布的重要性，介绍了反应结晶（Crystallization by Reaction）和冷却结晶的精细控制技术，以确保最终产品满足严格的药物或电子材料标准。 第三部分：过程强化、集成与智能化 现代分离技术的发展趋势是提高效率、减少能耗和设备占地。本部分致力于探讨如何通过过程强化（Process Intensification, PI）和系统集成来实现这一目标。 过程强化单元的融合： 重点介绍了反应蒸馏、反应萃取、膜接触器以及超临界流体萃取等耦合单元操作。通过具体的数学模型演示，说明这些集成单元如何在单个设备中同时完成反应和分离，从而显著降低资本支出和操作成本。 能量集成与热力学优化： 深入分析了分离过程中的主要能耗点，并详细介绍了热泵辅助蒸馏、热集成网络（HEN）设计方法以及利用废热进行低温分离的技术路线。目标是实现整个分离流程的“零排放”或“超低能耗”运行。 智能化与过程控制： 讨论了如何应用先进的过程控制（APC）技术来应对分离过程中的非线性和时变特性。这包括使用软测量技术（Soft Sensing）来估计难以在线测量的关键质量属性，以及利用基于模型的预测控制（MPC）来实时优化操作变量，以应对原料变化的挑战。 第四部分：工业规模化与经济性评估 成功的科学发现必须能够转化为可靠的工业流程。本部分关注的是从实验室规模到工厂规模的放大（Scale-up）过程中的关键工程考量。 放大工程的挑战与策略： 详细讨论了在放大过程中，传质系数、混合效率、热点控制以及流体动力学行为如何发生变化。提出了针对不同技术（如塔设备、吸附床、膜组件）的可靠放大准则和经验法则，并强调了中试（Pilot Plant）阶段在验证模型和收集关键设计参数中的决定性作用。 设备选型与材料兼容性： 鉴于许多先进分离过程涉及腐蚀性或高纯度要求的介质，本书提供了关于耐腐蚀材料选择、表面处理技术以及如何确保设备洁净度（尤其在制药行业）的实用指南。 全生命周期成本分析（LCCA）： 提供了评估分离技术经济可行性的框架。不仅考虑了资本支出（CAPEX）和运营支出（OPEX），还纳入了能源成本、废弃物处理成本以及设备维护成本，帮助工程师做出更具前瞻性的技术路线选择。 面向读者 本书是为化学工程、过程工程、材料科学、环境科学、生物制药等领域的高级本科生、研究生、研发工程师、过程设计师以及技术管理人员量身定制的专业读物。它提供了一个将前沿基础研究转化为高效、可持续工业实践的蓝图。 ---

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