Książka jest przewidziana przede wszystkim jako podręcznik dla studentów wydziałów technologii chemicznej wyższych uczelni, którzy chcą bardziej szczegółowo zaznajomić się z procesami przebiegającymi w układzie ciało stałe-ciecz. Do tej grupy procesów zalicza się między innymi: ekstrakcję, rozpuszczanie, krystalizację, adsorpcję i chromatografię. Podstawowe wiadomości związane z tymi procesami są zawarte w podręcznikach inżynierii chemicznej i procesowej, ale tradycyjnie są to jednak tylko informacje podstawowe. Z procesów wielofazowych w podręcznikach inżynierii chemicznej są omówione szerzej układy ciecz-para (gaz), na przykład rektyfikacja, absorpcja, oraz ciecz-ciecz, na przykład ekstrakcja. Niewiele miejsca poświęca się natomiast procesom przebiegającym w układzie ciało stałe-ciecz, mimo że są one popularne nie tylko w technologii chemicznej, ale także w metalurgii, przemysłach: spożywczym, farmaceutycznym i pokrewnych.
Omawiając w książce procesy wymiany masy, starano się zwrócić uwagę zarówno na aspekty fizyczne (lub fizykochemiczne), jak i techniczne. W fizycznej analizie procesu rozpatruje się oddziaływanie na siebie pojedynczej cząstki (ziarna) i strumienia cieczy, przy czym wielkości charakteryzujące te elementy nie zmieniają się w czasie. Analiza techniczna procesu polega na uwzględnianiu oddziaływania na siebie zespołów cząstek i cieczy oraz warunków, w których ten proces zachodzi. Najważniejszą częścią każdego rozdziału jest opis matematyczny omawianego procesu, z uwzględnieniem czasu, w którym on przebiega. Przedstawione w książce informacje umożliwiają określenie podstawowych zależności matematycznych opisujących proces i mogą stanowić bazę obliczeń wymienników masy.

Spis treści:

Przedmowa

Oznaczenia i wymiary

1. Podstawy wymiany masy
1.1. Podstawowe pojęcia. Klasyfikacja procesów wymiany masy
1.2. Ciała stale jednorodne i porowate
1.3. Prawo przenoszenia masy (I prawo Ficka)
1.4. Różniczkowe równanie dyfuzji (II prawo Ficka)
1.5. Zastosowanie prawa dyfuzji i różniczkowego równania dyfuzji
1.6. Wnikanie masy
Pytania sprawdzające
Zadania

2. Rozpuszczanie ciał stałych
2.1. Podstawowe pojęcia
2.2. Kinetyka rozpuszczania
2.3. Różne sposoby realizacji procesu rozpuszczania
2.3.1. Proces okresowy
2.3.2. Proces współprądowy
2.3.3. Proces przeciwprądowy
2.3.4. Procesy wielostopniowe i kombinowane
2.3.5. Proces z idealnym wymieszaniem faz
2.4. Całkowe równania kinetyki rozpuszczania
2.5. Układy polidyspersyjne
Pytania sprawdzające
Zadania

3. Chemiczne roztwarzanie ciał stałych
3.1. Ogólna charakterystyka procesu. Określenie limitujących etapów procesu
3.2. Roztwarzanie chemiczne bez powstawania nowej fazy
3.3. Roztwarzanie chemiczne z powstawaniem nowej fazy stałej
3.4. Typowe schematy procesów roztwarzania z powstawaniem nowej fazy stałej
3.5. Procesy roztwarzania, którym towarzyszy powstawanie fazy gazowej
3.5.1. Fizyczne podstawy procesów z powstawaniem fazy gazowej
3.5.2. Wymiana masy podczas chemicznego roztwarzania ciała stałego w cieczy z powstawaniem fazy gazowej
Pytania sprawdzające
Zadania

4. Krystalizacja z roztworów i układów stopionych
4.1. Wprowadzenie
4.2. Równowaga fazowa w procesach krystalizacji
4.3. Zarodkowanie i wzrost kryształów
4.4. Probabilistyczno - fenomenologiczna teoria krystalizacji
4.5. Bilans masowy i cieplny procesu krystalizacji
4.6. Szybkość procesu krystalizacji masowej
4.7. Teoretyczne podstawy krystalizacji substancji stopionych
4.8. Rozkład wielkości kryształów
4.9. Krystalizacyjne metody rozdzielania mieszanin
4.9.1. Masowa krystalizacja frakcjonowana
4.9.2. Krystalizacja ukierunkowana
4.9.3. Stapianie strefowe (rekrystalizacja strefowa)
4.9.4. Krystalizacja z substancjami pomocniczymi
Pytania sprawdzające
Zadania

5. Ekstrakcja substancji rozpuszczonej
5.1. Podstawowe pojęcia
5.2. Podstawowe procesy ekstrakcji
5.3. Okresowe i ciągłe procesy ekstrakcji
5.3.1. Proces okresowy
5.3.2. Proces współprądowy
5.3.3. Proces przeciwprądowy
5.3.4. Procesy wielostopniowe
5.4. Ekstrakcja ze złoża ziaren kapilarno-porowatych
5.5. Odwzorowania procesów ekstrakcji
Pytania sprawdzające
Zadania

6. Ekstrakcja ciał stałych
6.1. Podstawowe pojęcia
6.2. Wnikanie cieczy w pory nośnika
6.3. Modele procesu ekstrakcji ciał stałych
6.4. Ciągłe i okresowe procesy ekstrakcji fazy stałej
Pytania sprawdzające
Zadania

7. Adsorpcja i chromatografia adsorpcyjna
7.1. Podstawowe pojęcia
7.2. Statyka oraz kinetyka procesu adsorpcji
7.2.1. Statyka procesu adsorpcji
7.2.2. Ciepło adsorpcji
7.2.3. Kinetyka adsorpcji
7.3. Dynamika procesu adsorpcji
7.4. Adsorpcja w mieszalniku
7.4.1. Mieszalnik pracujący w warunkach okresowych
7.4.2. Mieszalnik pracujący w sposób ciągły
7.5. Adsorpcja w kolumnie
7.5.1. Kolumna okresowa
7.5.2. Kolumna ciągła
7.6. Kolumnowa chromatografia adsorpcyjna
7.6.1. Podstawowe pojęcia
7.6.2. Dynamika pracy kolumny chromatograficznej
7.6.3. Chromatografia cykliczna
7.6.4. Chromatografia ciągła
7.6.5. Chromatografia z symulowanym ruchem fazy stałej - złoża (SMB)
Pytania sprawdzające
Zadania

8. Wymiana masy w procesie ekstrakcji substancji stałej z kapsułek
8.1. Wprowadzenie
8.2. Przenoszenie masy rozpuszczalnika B przez nierozpuszczalną błonkę
8.3. Rozpuszczanie i przenoszenie masy składnika A przez porowatą otoczkę polimeru
8.3.1. Ogólny model matematyczny
8.3.2. Przybliżony opis matematyczny
8.4. Ekstrakcja rozpuszczonego składnika z kapsułki
Pytania sprawdzające

9. Membranowe metody zatężania roztworów
9.1. Podstawowe pojęcia
9.2. Fizykochemiczne podstawy procesów membranowych
9.2.1. Selektywność
9.2.2. Przepuszczalność
9.2.3. Polaryzacja
9.3. Ciągłe procesy membranowe

Pytania sprawdzające

Zadania

Literatura

Skorowidz rzeczowy