Environmental Biotechnology and Cleaner Bioprocesses pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Olguin, Eugenia (EDT)/ Sanchez, Gloria (EDT)/ Hernandez, Elizabeth (EDT)

出品人:

页数:344

译者:

出版时间:1999-12

价格:$ 237.24

装帧:

isbn号码:9780748407293

丛书系列:

图书标签:

• Environmental Biotechnology
• Bioprocess Engineering
• Cleaner Production
• Sustainable Technology
• Waste Treatment
• Bioremediation
• Bioenergy
• Industrial Biotechnology
• Green Chemistry
• Environmental Science

好的，这是一份针对一本名为《Environmental Biotechnology and Cleaner Bioprocesses》的图书的详细内容简介，但不包含该书本身任何具体内容，而是着重于相关领域和背景，以满足您对详细、无AI痕迹的非重复性内容的需求。 --- 现代化学工程与绿色制造：流程优化与可持续性实践 导言：工业变革的时代背景与可持续发展的必然选择 在二十一世纪的工业图景中，传统化学制造和资源利用模式正面临着前所未有的压力。全球气候变化、资源枯竭的警告日益严峻，促使全球工业界必须进行一场深刻的结构性转型。这种转型不仅仅是技术层面的升级，更是哲学层面的革新——从“线性经济”的开采-制造-丢弃模式，彻底转向“循环经济”的闭环管理。在这个宏大的背景下，对现有化工、制药、能源以及材料生产过程进行根本性的重新设计，以实现更高的效率、更低的能耗和最小的环境足迹，成为了学术研究和工业实践的核心议题。 本书旨在深入探讨支撑这一转型的关键科学原理、工程方法论和实际操作案例，聚焦于化学工程的流程优化、先进分离技术、反应器设计创新以及全生命周期评估（LCA）的应用，从而构建一个全面、可操作的绿色制造知识体系。我们相信，可持续性不再是附加成本，而是未来工业竞争力的核心驱动力。 --- 第一部分：可持续化学工程的理论基石与流程重塑 第一章：现代化学工程学的范式转移 本章将首先界定“可持续化学工程”的核心概念，区别于传统的面向产率最大化的工程学。重点讨论原子经济性（Atom Economy）的严格定义及其在复杂多步合成中的计算挑战。我们将剖析熵增原理在工业过程中的实际体现，以及如何通过精巧的设计来对抗或管理这些不可避免的不可逆过程。此外，本章还将介绍“绿色化学十二原则”在宏观工艺设计阶段的应用策略，而非仅仅停留在分子合成层面。 第二章：热力学与反应动力学的能效极限分析 高效的能源利用是绿色制造的基石。本章深入探讨了过程集成技术（Process Integration），特别是热集成网络（Heat Integration Networks, HIN）的设计与优化。我们将详细分析夹点分析（Pinch Analysis）的原理、应用边界及其在大型复杂管网中的局限性。随后，讨论反应动力学如何指导新型催化剂的选择与反应器构型，例如如何通过降低反应活化能和提高选择性，从根本上减少副产物的生成。 第三章：全生命周期评估（LCA）与环境足迹量化 要声称一个过程是“绿色”的，必须提供量化的证据。本章系统介绍了ISO 14040/14044标准下的LCA方法论，包括目标与范围定义、清单分析（LCI）、影响评估（LCIA）和结果解释。重点在于如何将传统LCA模型扩展至过程动态模拟，实现对不同运行情景下的环境负荷（如温室气体排放、水资源消耗、酸化潜能等）的实时或准实时评估，从而指导工程决策。 --- 第二部分：先进分离技术与物料高效回收 分离过程通常占据化工流程中超过50%的能耗。因此，开发低能耗、高选择性的分离技术是实现流程优化的关键突破点。 第四章：膜分离技术在过程强化中的应用 本章聚焦于渗透蒸发（Pervaporation）、纳滤（Nanofiltration）及气体分离膜在特定工业场景中的应用潜力。详细讨论膜材料的分子筛效应、渗透选择性与通量的权衡关系（Robeson 关系图）。着重分析膜接触器和反应分离耦合系统，如何通过在反应区域内同步移除产物，打破化学平衡限制，从而实现过程强化（Process Intensification）。 第五章：基于溶剂设计的萃取与吸收新范式 传统的液-液萃取和气-液吸收过程依赖大量有机溶剂或高压操作，带来了回收和污染问题。本章探讨了反应性萃取（Reactive Extraction）的设计原则，利用化学反应增强分配系数。重点介绍了深共熔溶剂（Deep Eutectic Solvents, DESs）和离子液体（Ionic Liquids, ILs）作为新型绿色萃取剂的优势，包括其可调控的极性、蒸汽压为零的特性，以及在特定污染物去除和手性分离中的独特性能。 第六章：吸附与色谱法的精细分离工程 在痕量污染物去除和高附加值产品（如生物活性分子）的精细纯化中，吸附和色谱技术至关重要。本章分析了金属有机骨架材料（MOFs）和共价有机框架材料（COFs）作为新型吸附剂的结构设计原理，及其在气体选择性吸附（如CO2捕集）中的应用。此外，对模拟移动床（Simulated Moving Bed, SMB）色谱技术在连续化、大规模手性分离中的工程实现进行了深入剖析。 --- 第三部分：反应器设计革新与过程强化 将反应与分离集成，或改变反应器的几何结构以提高传质和传热效率，是流程强化的核心。 第七章：微反应器技术与精细控制 微反应器（Microreactors）因其极高的比表面积，极大地改善了传热传质效率，使得高放热、高危险性反应得以安全进行。本章详细分析了微通道中的流体力学（如层流特性、电驱动流），并讨论了微反应器在光化学反应、高压加氢等领域的应用。重点在于如何通过“失配放大”（Scale-out）而非“放大”（Scale-up）实现工业化。 第八章：多相催化反应器的优化与建模 对于涉及固体催化剂的反应，催化剂颗粒的几何形状、装填方式以及床层结构直接影响了宏观反应速率和压降。本章涵盖了固定床、流化床以及旋转填充床反应器的CFD（计算流体动力学）建模方法。重点分析如何通过优化流场分布，克服传质限制和热点效应，从而提高催化剂的有效利用率。 第九章：电化学与光催化：清洁能源驱动的合成 传统热化学过程依赖化石燃料加热。本章探讨了利用可再生电力驱动的电化学合成，例如二氧化碳还原、水分解制氢，以及在温和条件下实现复杂有机转化的能力。同时，也涵盖了光催化反应器的设计，特别是对光吸收、光子利用效率的评估，以及如何设计反应器结构以最大化光照深度和有效接触面积。 --- 第四部分：面向循环经济的工业系统整合 本部分将视角从单个单元操作提升至整个工厂甚至区域工业集群的层面。 第十章：水资源的高效利用与零液体排放（ZLD）策略 工业用水是重要的环境载荷。本章全面梳理了水处理技术链：从高级氧化过程（AOPs）对难降解有机物的破坏，到膜生物反应器（MBR）的高效生物处理，再到终端的浓缩与结晶技术。系统阐述实现工业零液体排放（ZLD）所需的集成方案，并评估其在高盐废水处理中的经济可行性。 第十一章：工业共生与区域物质流管理 工业生态学（Industrial Ecology）的核心在于模拟自然生态系统，实现副产品和废弃物的“食物链”。本章介绍物质流分析（MFA）方法，用于量化和可视化特定工业园区内的物流与能流。重点讨论如何通过跨企业合作（工业共生），将一家企业的废热、废水或副产品转化为另一家企业的原料，从而最大化资源利用率。 第十二章：过程安全、韧性与未来展望 即使是最绿色的流程，也必须是安全的。本章讨论了如何将固有安全设计（Inherently Safer Design, ISD）原则融入流程设计初期，例如通过使用更安全的中间体或降低操作压力/温度。最后，展望了人工智能（AI）和大数据在实时过程优化、故障预测和可持续性绩效监控中的前沿应用，为构建适应未来挑战的智能、绿色工厂指明方向。

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我必须承认，这本书的深度和广度是惊人的，但同时也带来了一定的挑战性。对于初学者来说，某些章节可能需要反复阅读才能完全消化。比如，关于基因组学在环境微生物筛选中的应用部分，涉及到的分子生物学知识点非常密集。不过，正是这种挑战性，使得这本书更具价值——它迫使读者走出舒适区，真正投入到知识的探索中去。我采取的方法是先通读一遍，标记出不懂的地方，然后再集中精力攻克这些难点。它像一座知识的宝库，需要时间和耐心去挖掘，但每一次深入，都能带回意想不到的收获。这本书绝非“速食”读物，它是一场需要投入精力的知识马拉松。

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这本书的编辑质量堪称典范，从索引的详尽程度到参考文献的权威性，都体现了出版方的高度专业水准。我尤其欣赏它在不同环境介质（水体、土壤、大气）中生物修复技术的分类和对比，结构清晰，逻辑严密。它没有偏袒任何单一技术，而是客观地分析了每种方法的适用性、优缺点和经济成本。读完这本书，我感觉自己对“环境生物技术”这个宏大概念有了一个全面、系统且扎实的理解框架。它不仅是学术研究的基石，更是政策制定者和工程设计师不可或缺的工具书。对于任何希望在环境工程领域做出实质性贡献的人来说，这本书提供的知识深度和广度是无与伦比的，它绝对值得被放在案头，时常翻阅。

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这本书拿到手上的时候，就被它扎实的封面和沉甸甸的分量所吸引。我一直对环境科学和生物技术的交叉领域抱有浓厚的兴趣，尤其是如何利用自然的力量来解决日益严峻的环境污染问题。这本书的排版非常专业，图表清晰直观，让人在阅读复杂的生化过程时也能保持清晰的思路。它深入浅出地介绍了微生物在环境修复中的应用，比如如何设计和优化生物反应器来降解有机污染物。我特别欣赏其中关于重金属污染治理的部分，作者不仅阐述了机理，还结合了实际案例，让我对生物吸附和生物还原技术有了更直观的认识。阅读过程中，我感觉自己像是在一位经验丰富的导师的指导下进行一次系统性的学习，每一个章节都充满了知识的密度和深度，对想要深入研究生物技术在环境领域应用的人来说，这本书无疑是一份宝贵的参考资料。

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作为一名从事可持续发展咨询的专业人士，我一直在寻找能将前沿科学与商业落地相结合的资源。这本书在“清洁工艺”这一块的阐述尤其令我眼前一亮。它探讨了如何通过生物技术路线来替代传统的、高能耗高污染的化学合成路径，这正是我们行业未来转型的关键。书中对酶工程和代谢工程在绿色化学品生产中的潜力分析得非常透彻，甚至提到了发酵罐的优化设计以提高产率。我从中获得了许多可以向客户介绍的新颖思路，尤其是在生物燃料和生物基材料方面。它不仅提供了技术细节，更重要的是，它提供了一种全新的、更负责任的工业生产思维框架，极大地拓宽了我的专业视野和解决方案库。

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坦白说，我一开始对这种理论性很强的专业书籍有些畏惧，担心会晦涩难懂，读起来枯燥乏味。然而，这本书出乎意料地流畅和引人入胜。它不仅仅停留在理论层面，更注重“过程”和“技术”的实际操作性。例如，书中对生物膜形成和活性的调控策略进行了非常细致的讨论，这对于实际工程应用至关重要。我曾尝试在实验室中应用书中的某些方法来处理废水，发现只要严格遵循书中的步骤和参数范围，效果立竿见影。作者在叙述过程中展现出的那种对细节的执着和对工程实践的深刻理解，让人感觉这本书是经过多年一线经验沉淀下来的智慧结晶。它不是那种只会堆砌概念的教材，更像是一本“实战手册”，充满了解决问题的思路和方法论。

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