A-Z Of Filtration And Related Separations pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Sutherland, Ken

出品人:

页数:277

译者:

出版时间:

价格:1560.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9781856174077

丛书系列:

图书标签:

• Filtration
• Separation Technology
• Chemical Engineering
• Process Engineering
• Water Treatment
• Air Purification
• Industrial Filtration
• Membrane Technology
• Polymer Science
• Material Science

好的，这是一本名为《A-Z Of Filtration And Related Separations》的图书的详细简介，内容将完全围绕该书的主题展开，力求详尽而专业，不涉及任何其他不相关的主题。 --- 《A-Z Of Filtration And Related Separations》图书简介 导言：分离科学的基石与全面指南 《A-Z Of Filtration And Related Separations》是一部旨在为工程师、科学家、研究人员以及相关技术人员提供关于过滤和相关分离过程的系统化、权威性参考资料的专著。本书深刻认识到在现代工业、环境工程、生物技术乃至日常生活中，物质的分离与纯化是实现产品质量、过程效率和环境可持续性的核心环节。本书的结构设计如同一个详尽的百科全书，以字母顺序组织，确保读者能够高效地查找和深入理解从基础理论到复杂应用的每一个关键概念和技术。 本书的核心目标是搭建一座连接理论基础与实际操作之间的桥梁，通过对过滤技术及其紧密关联的分离方法的全面梳理，为从业者提供解决现实世界中分离难题所需的知识深度和广度。 第一部分：过滤技术（Filtration）的深度剖析 过滤作为一种基于介质孔隙大小或吸附作用的固液、气固分离技术，贯穿于本书的第一主线。本书对过滤的探讨，远超简单的机械筛分概念。 1.1 过滤机理与基础理论 本书首先深入探讨了过滤现象背后的物理化学原理。这包括流体力学在多孔介质中的应用，如达西定律（Darcy's Law）的修正形式在非牛顿流体过滤中的适用性。详细阐述了过滤过程中滤饼（Filter Cake）的形成、结构演化以及其渗透率随时间和压力变化的关系。 滤饼结构模型： 讨论了恒压过滤（Constant Pressure Filtration）和恒流过滤（Constant Rate Filtration）下的理论模型，包括卡门-科曼方程（Kozeny-Carman Equation）的衍生物在预测滤饼电阻方面的应用。 介质效应： 对不同类型的过滤介质进行了详尽的分类和比较，包括深层过滤介质（如纤维垫、烧结金属）、表面过滤介质（如膜、滤布）以及它们的孔隙率、厚度、弯曲度和表面电荷对分离效率的影响。 1.2 关键过滤操作单元的详述 本书系统地介绍了工业上主流的过滤设备，并分析了它们在不同工况下的适用性： 板框压滤机 (Plate-and-Frame Filter Press)： 详细介绍了其工作循环、滤饼洗涤技术（如单向洗涤、逆向洗涤）的效率评估，以及在矿物加工和精细化工中的应用案例。 带式过滤机 (Belt Filter)： 重点分析了真空带式过滤和重力带式过滤机在高固含量浆料处理中的连续操作优势，特别是对于粘性或热敏性物料的处理策略。 旋转真空过滤机 (Rotary Vacuum Drum Filter)： 探讨了鼓式过滤机如何通过控制转速和滤布的自动化操作，实现高效、连续的分离，并涉及了对滤饼脱水性能的优化方法。 烛式过滤器与自清洗过滤器： 针对高粘度或易堵塞的应用场景，详细介绍了这些设备如何通过反吹或机械刮擦实现自动化清洗，减少停机时间。 1.3 高级过滤与膜分离技术（Membrane Separation） 本书将膜分离技术视为过滤技术在微观尺度上的延伸与深化，并给予了足够的篇幅来阐述其复杂性： 微滤 (MF)、超滤 (UF)、纳滤 (NF) 和反渗透 (RO)： 对这四种主要压力驱动膜过程进行了清晰的界定，包括其有效分离分子量截留率（MWCO）、操作压力范围和能量消耗的对比分析。 膜污染与清洗 (Fouling and Cleaning)： 深入分析了膜污染的机制（如浓差极化、吸附、结垢），并提供了化学清洗（CIP）和物理清洗（如反冲洗、气泡清洗）的标准化操作规程。 膜反应器集成： 探讨了膜技术在生物反应和催化反应中作为反应与分离一体化单元的应用潜力。 第二部分：相关分离过程（Related Separations）的拓宽视野 过滤很少孤立存在。本书的第二部分致力于将过滤技术置于更广阔的分离科学背景下，探讨那些在机理或应用上与过滤紧密相关的技术。 2.1 沉降与澄清（Sedimentation and Clarification） 沉降作为重力驱动的固液分离技术，是许多过滤操作之前的预处理步骤。 沉降动力学： 分析了颗粒在不同流体（理想流体与真实流体）中的终端沉降速度，包括斯托克斯定律（Stokes’ Law）的适用边界和修正。 区域沉降与离心： 介绍了斜板沉降器（Lamella Clarifier）和离心机（Centrifuge）在加速固液分离过程中的作用，特别是它们如何处理低浓度或细小颗粒的悬浮液。 2.2 结晶与沉淀（Crystallization and Precipitation） 在制药和精细化工领域，通过控制溶解度曲线来实现的纯化手段至关重要。 结晶过程控制： 详细讨论了过饱和度的产生方式（冷却、蒸发、反应）以及对晶体形貌（Habit）和粒径分布（PSD）的影响。 固液分离后的洗涤： 强调了在结晶后，如何利用高效的过滤和洗涤技术，去除母液中残留的杂质，确保产品纯度。 2.3 吸附与离子交换（Adsorption and Ion Exchange） 这些基于表面化学的分离技术常与过滤联用，用于去除微量污染物或痕量杂质。 吸附等温线： 阐述了朗缪尔（Langmuir）和弗罗因德利希（Freundlich）等温线在描述吸附容量和选择性中的应用。 固定床操作： 讨论了填充床吸附塔的设计，包括突破点预测和吸附剂的再生技术，这与过滤床（如深层过滤器）的再生有异曲同工之妙。 第三部分：工业应用、优化与前沿研究 本书的最后一部分将理论和技术应用于实际工业场景，并展望了该领域未来的发展方向。 3.1 工业特定应用案例研究 本书提供了多个行业的高难度分离挑战及其解决方案： 制药工业： 阐述了无菌过滤（Sterile Filtration）的要求，例如除菌级过滤器（0.22 $mu$m）的选择标准，以及在活性药物成分（API）分离中的应用。 水处理与废水工程： 聚焦于膜生物反应器（MBR）中的膜组件性能维护，以及重金属去除中的絮凝-过滤耦合技术。 食品与饮料： 探讨了澄清啤酒和果汁过程中，如何通过精确控制过滤参数来保留风味物质的同时去除悬浮物和微生物。 3.2 过程分析技术（PAT）与自动化 为适应现代智能制造的要求，本书强调了过程分析技术在优化过滤操作中的关键作用。 实时监测： 讨论了如何利用浊度计、粒度分析仪和压差传感器进行在线数据采集，以实时调整过滤条件。 过程建模与模拟： 介绍了使用计算流体动力学（CFD）模拟滤饼层内的流场分布，以及如何通过模型优化过滤设备的几何结构和操作参数。 3.3 挑战与未来展望 本书最后总结了当前分离科学面临的瓶颈，例如对超细颗粒（纳米级）的有效分离、极端环境下的膜材料稳定性，以及开发更低能耗的驱动技术（如电动或压力梯度驱动的新型膜技术）。 《A-Z Of Filtration And Related Separations》不仅仅是一本手册，更是一部全面阐释分离工程核心思想的工具书，旨在为读者提供解决复杂分离问题的坚实理论基础和丰富的实践指导。

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