Bioseparation Processes pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Kieran, Patricia M./ Cabral, Joaquim M. S./ Jungbauer, Alois

出品人:

页数:344

译者:

出版时间:

价格:425.00 元

装帧:Pap

isbn号码:9780471236283

丛书系列:

图书标签:

• Bioseparation
• Biotechnology
• Chemical Engineering
• Bioprocessing
• Separation Science
• Biomolecules
• Purification
• Downstream Processing
• Bioengineering
• Chromatography

好的，这是一份为一本名为《Bioseparation Processes》的书籍量身定制的、不包含该书内容的详细图书简介。请注意，这份简介将着重描述其他相关或对比的领域，以确保完全不涉及“Bioseparation Processes”本身的内容。 《高级化学工程原理与应用：从宏观到微观的系统解析》 导言：重塑现代工业的基石 本书是一部宏大而深入的专著，专注于现代化学工程领域的核心理论框架、实验设计范式以及前沿的工业应用。它旨在为高年级本科生、研究生以及在化工、材料科学、能源技术等领域工作的专业人士提供一个全面而系统的知识体系。本书摒弃了传统教材中对单一单元操作的孤立讲解，转而强调从热力学、流体力学、反应动力学到过程控制的完整耦合，揭示驱动复杂化学系统运行的普适性原理。我们相信，理解这些基础原理的内在联系，是设计、优化乃至颠覆现有工业流程的关键。 第一部分：过程热力学与物质传递的深度探究 第 1 章：非理想系统的平衡态解析 本章深入探讨了超越理想气体和稀溶液模型的复杂热力学范畴。重点分析了高压、高温以及多组分体系中的相平衡问题，特别是涉及非极性与极性溶剂混合物时的液-液平衡（LLE）和气-液平衡（GLE）。我们详细阐述了范德华（van der Waals）方程的修正形式、Wilson方程、NRTL（Non-Random Two-Liquid）模型以及UNIQUAC（Universal Quasi-Chemical Activity Coefficient）模型的应用边界与局限性。通过大量案例分析，读者将掌握如何利用这些高级热力学模型精确预测复杂反应体系中的相态转变和极限转化率。 第 2 章：流体力学：从层流到湍流的数值模拟 本部分聚焦于流体力学在化工设备设计中的核心作用。内容涵盖了牛顿流体与非牛顿流体（如剪切稀化、触变性流体）的本构方程，并引入了近年来发展迅速的本构关系模型。我们对管道流动中的摩擦阻力、非均匀流场中的动量传递进行了详尽的数学推导。更重要的是，本章引入了计算流体力学（CFD）的基本原理，包括有限体积法、雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程的求解策略，以及在模拟搅拌罐、换热器等复杂几何结构中的网格划分技术，强调如何将数值模拟结果转化为实际的工程优化方案。 第 3 章：传质理论的量纲分析与传递机制 本章超越了传统的菲克定律（Fick's Law）的简单应用，着重于对传质过程的微观机理进行解析。我们详细讨论了扩散与对流耦合作用下的有效扩散系数的确定，并系统比较了薄膜理论、穿透理论在不同传质场景下的适用性。特别地，我们引入了界面传质系数的非线性依赖性分析，并结合马尔科夫过程（Markov Process）的随机行走理论，探讨了在微重力或高粘度环境下，如何精确量化分子间和宏观尺度的物质交换速率。 第二部分：反应工程与催化系统的设计优化 第 4 章：多相催化反应动力学与反应器设计 本章是连接化学反应与工程实现的桥梁。内容涵盖了非均相催化剂的表面化学、活性位点密度测量方法（如脉冲式实验技术）。我们深入分析了孔隙扩散限制（Pore Diffusion Limitation）对整体反应速率的影响，并引入了Theilke修正因子和Weisz-Prater准则。在反应器设计方面，本章系统比较了固定床、流化床和浆态床反应器的特点，重点剖析了流化床中颗粒返混（Back-mixing）对反应选择性的影响，并提供了优化操作温度和压力分布的现代控制策略。 第 5 章：复杂反应网络的建模与过程集成 本部分聚焦于具有多个串联、并联或竞争反应的复杂化学系统。我们探讨了活性中间体对反应路径的控制作用，并利用最小二乘法和非线性回归分析技术，对实验数据进行动力学参数的精确拟合。此外，本章引入了过程集成（Process Intensification）的概念，探讨了微反应器技术在处理高放热和危险反应中的独特优势，以及如何通过集成反应与热交换单元，实现能效的最大化。 第三部分：过程控制、自动化与安全工程 第 6 章：先进过程控制（APC）的理论与实施 本章将读者带入现代化工过程的自动化前沿。我们详细介绍了经典PID控制器的局限性，并转向现代多变量控制策略。重点内容包括模型预测控制（MPC）的核心算法——基于在线优化和系统动态模型的预测校正机制。读者将学习如何构建线性状态空间模型、处理约束条件，并通过案例学习，理解如何利用MPC技术有效应对强耦合性、长滞后时间等复杂工况。 第 7 章：过程安全、风险评估与可靠性工程 过程安全是化工永恒的主题。本章从系统可靠性工程的角度，分析了化工装置的故障模式。内容包括故障树分析（FTA）、事件树分析（ETA）的系统化构建，以及定量风险评估（QRA）的方法论。我们深入讲解了危害与可操作性分析（HAZOP）会议的有效组织和执行流程，并探讨了如何根据风险矩阵设计多层次的保护系统（LOPA），确保操作的内在安全性和设备的长期可靠性。 第四部分：前沿技术与未来展望 第 8 章：可持续化学工程：资源循环与环境负荷最小化 本章面向未来，探讨了化学工程在应对全球可持续性挑战中的角色。内容涵盖了碳捕集与利用（CCU）的新型吸附剂与膜技术，以及工业废水的零排放处理路径设计。我们系统分析了生命周期评估（LCA）的量化方法，旨在指导工程师在设计新流程时，能够全面权衡经济效益与环境影响，实现真正的绿色化工。 结语 《高级化学工程原理与应用》旨在提供一个坚实而广阔的知识平台。通过对基础理论的严格推导、对先进建模方法的清晰阐述，以及对前沿工程实践的深刻剖析，本书致力于培养下一代能够驾驭复杂工业挑战、推动技术创新的卓越工程师。掌握本书内容，意味着您已具备理解、设计和优化21世纪化工系统的核心能力。

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