Адсорбер приора где находится: Страница не найдена — Лада Гранта всё о ремонте, тюнинге и эксплуатации автомобиля

Содержание

Клапан продувки адсорбера Лады Приора: неисправности, как проверить

Каждый последующий выпуск модели инжекторных машин Приора имеет какое-то новшество или усовершенствование деталей двигателя или дизайнерского оформления салона. Вот и серия 2112 дополнилась адсорбером.

Читайте также: Схема и устройство передней подвески Лада Приора

«Экологический пост» – сборщик отработанных паров топлива. Количество их колеблется в зависимости от марки бензина. Своевременная очистка также способствует меньшему расходу горючего. Сам процесс происходит, когда двигатель не работает. Адсорбер представляет собой маленькую пластиковую коробочку, заполненную активированным углем, поэтому и цвет у нее черный. Увидеть ее можно возле бензобака, с которым она соединяется трубочками.

Читайте также: Неисправности катушки зажигания на Лада Приора 8 и 16 клапанов и выбор

Отработанные газообразные вещества проходят через этот фильтр, а затем возвращаются в бензобак после продувки клапаном, который путем конденсирования осаждает грязные пары, а часть уже очищенного топлива возвращается в бензобак по патрубкам. Вот вам и выгода, хоть и небольшая, но 1% – тоже деньги! В атмосферу уже выходит более чистый газ. От маленького клапана зависит работа главного органа машины – двигателя. Он спасет мотор от загрязнения.

Поломка клапана продувки

Функционирует клапан по принципу электромагнитной индукции. Неисправный запорник, как его еще можно назвать, издает щелчки и шипение при выпуске неочищенных паров из бензобака. Табло панели машины включает сигнал поломки, проведенная диагностика точно покажет неисправность.

Причины сбоя в работе:

  • замкнула обмотка;
  • оборвались проводки;
  • механическое повреждение.

Неисправная деталь адсорбера ремонту не подлежит, ее необходимо только заменить. Эту несложную процедуру можно сделать самостоятельно. В последних моделях Приоры он находится под крышкой мотора, и снять его не представляет труда.

Первый вариант:

  • разъединить проводки;
  • размягчить патрубок горячей водой;
  • снять и поменять клапан;
  • опять использовать кипяток и мягкую трубку зажать, можно с помощью хомутика.

Второй способ:

  • сделать обрез шлангочки по краю детали;
  • поставить новый запорник;
  • патрубок нагреть и одеть на место.

Не забыть присоединить адсорбер в изначальное положение и провести прошивку электронного блока управления.

Система улавливания паров топлива Лада Приора

Узлы системы улавливания паров топлива (адсорбер, сепаратор паров топлива, клапан продувки адсорбера, гравитационный клапан) снимают для проверки или замены при появлении стойкого запаха бензина, вызванного негерметичностью узлов и трубопроводов, а также отказом клапана продувки адсорбера

Кроме того, негерметичность адсорбера и отказ клапана продувки могут вызвать неустойчивую работу двигателя на холостом ходу вплоть до его остановки.

Замена сепаратора паров топлива

Сепаратор паров топлива установлен в нише левого заднего колеса.

Снимите минусовую клемму с аккумулятора

Установите автомобиль на подъемник или осмотровую канаву.

Снимите левое заднее колесо.

Для снятия сепаратора сожмите фиксатор быстросъемного разъема

Снимите трубку слива топлива со штуцера бензобака.

Подденьте отверткой держатель трубки слива топлива

Высвободите держатель вместе с трубкой.

Отверните гайку крепления держателя пароотводящей трубки от сепаратора к адсорберу.

Разомкните пароотводящие трубки, сжав фиксатор быстросъемного разъема.

Отверните четыре гайки крепления держателей пароотводящей трубки и трубки слива топлива.

Отверните две гайки крепления кронштейна сепаратора к кузову

Снимите сепаратор в сборе с кронштейном, трубками и гравитационным клапаном.

Так выглядит сепаратор в сборе. Приобретайте для замены точно такой же вместе с трубками и гравитационным клапаном, так как трубки несъемные.

Устанавливайте сепаратор паров топлива в последовательности, обратной снятию.

Замена адсорбера

Адсорбер системы улавливания паров топлива установлен в моторном отсеке на облицовке радиатора справа.

В связи с особенностями компоновки автомобиля доступ к его креплению непосредственно на автомобиле достаточно прост.

Для снятия адсорбера сожмите фиксатор быстросъемного разъема

Снимите трубку подачи паров топлива к клапану продувки.

Аналогичным образом отсоедините трубку забора паров топлива от сепаратора

Выверните два болта крепления адсорбера

Снимите адсорбер.

Так выглядит адсорбер. Приобретайте для замены точно такой же

Устанавливайте адсорбер в порядке, обратном снятию

Замена клапана продувки адсорбера

Клапан продувки адсорбера установлен в моторном отсеке на декоративном кожухе двигателя.

Для снятия клапана отожмите фиксатор

Отсоедините от клапана колодку жгута проводов.

Отожмите фиксатор пружинного зажима

Извлеките зажим

Снимите клапан с кронштейна его крепления.

Ослабьте затяжку хомута крепления шланга подачи паров топлива от адсорбера

Отсоедините шланг от штуцера клапана продувки.

Ослабьте затяжку хомута крепления шланга подачи паров топлива к дроссельному узлу

Отсоедините шланг от штуцера клапана

Так выглядит клапан продувки адсорбера.

Приобретайте для замены точно такой же.

Устанавливайте клапан продувки адсорбера в порядке, обратном снятию.

Клапан адсорбера Лада Приора

Все больше и больше появляется автомобилей. Это уже давно не роскошь. Приобрести и ездить на авто, соблюдая все правила это одно, а другое дело понять, как устроено, работает и как обслуживать его. Обычному водителю разобраться в многочисленных нюансах автомобиля, включая и Лада Приора не просто.

Необходимо иметь общие понятия как эксплуатировать и обслуживать авто. Благодаря знаниям можно самостоятельно при необходимости определить технические неполадки, а с использованием мануала можно своими руками устранить их.

На автомобиле Лада Приора и ряда других отечественных моделей имеется такая деталь как электромагнитный клапан продувки адсорбера. Она хоть и является второстепенной, но требует определенного внимания к себе. Случается когда клапан продувки адсорбера перестает функционировать. В данном материале расскажем, как выявить признаки неисправности, плюс, на что нужно обратить внимание. Как происходит собственноручная замена устройства.

Для чего в Priora адсорбер?

На отечественных современных автомобилях, на которых установлен инжекторный мотор, имеется адсорбер. Устройство напоминает большую черную банку, которая наполнена фильтрующим составом, это обычный уголь активированный. В устройстве есть такая деталь, получившая название клапан продувки адсорбера. Устройство находится рядом с заправочным баком и поглощает бензиновые пары.

При помощи этого устройства выделяемые пары способны конденсироваться и перенаправляться обратно в автомобильную топливную систему. Регулярная вентиляция требуется, чтобы вся система работала отлажено. Для осуществления должной вентиляции и сбора конденсата требуется специальный датчик это клапан продувки адсорбера.

Когда машина работает на холостых, в особенности в зимний период, работает датчик, издавая звук, напоминающий стрекот. Большинство автовладельцев ошибочно полагают, что данный звук говорит о явной неисправности механизма газового распределения или роликов. Это проверить легко, достаточно будет сильно нажать на газ. Не прекращающиеся стрекочущие звуки – признаки неисправности.

Чем грозит неисправный клапан

Неправильная работа адсорбера и всей его системы рано или поздно приведет к тому, что топливный бак перестанет проветриваться с должной регулярностью. Далее происходит разрежение, после чего обычно случается деформация и повреждение насоса.

Когда на Лада Приора отсутствует вентиляция рассматриваемого устройства, во впускном коллекторе начинает скапливаться бензин. Приведет это к сбоям в работе мотора. Засоряются свечи зажигания, из строя выходит катализатор и такое устройство, как лямбда-зонд.

Выявляем причины неисправности на Priora адсорбера

На рассматриваемой нами Лада Приора на поломку клапана указывает маленькая тяга мотора, на холостых появляются провалы. Также во время работающего двигателя вы не услышите характерного звука, срабатывания клапана. Имеются и другие признаки неисправности устройства.
Во время открытия крышки бака топлива может появиться шипение. Если автовладелец заметил шипящий звук, значит, происходит разрежение бака, а это говорит, что присутствует неисправность вентиляционной системы. Потребуется замена датчика.

Как происходит работа на LADA клапана и адсорбера

Известно, что клапан продувки адсорбера улавливает топливные пары. Накапливает пары специализированный сепаратор, преобразует их в конденсат, после чего направляет в бак с топливом. Оставшиеся пары идут через клапаны. Их два гравитационный и двухходовый.
Первый клапан двухходовый отвечает за регулировку оптимального давления в баке. Второй необходим чтобы топливо не смогло вытекать наружу при аварийном переворачивании автомобиля.

Как только топливные пары поступают к адсорберу, их тут же поглощает активированный уголь, находящийся внутри устройства. На автомобиле отечественного производства Лада Приора так называемый клапан продувки адсорбера срабатывает, когда запускается мотор и поступает сигнал от контроллера.

Как утверждают специалисты, появившиеся признаки неисправности указывают на то, что силовой агрегат начнет терять мощность, а расход горючего увеличится. Опытные автовладельцы LADA Priora заверяют, что отклонения в потере мощности и увеличенном расходе горючего едва заметны.

Замена на Priora клапана адсорбера

Когда все признаки неисправности налицо, требуется замена. Если не заменить неисправный датчик своевременно, это может вызвать проблемы в топливной системе в целом. Для проведения работ по замене на LADA Priora потребуется мультиметр и небольшие отрезки проводов.

Извлечь сначала требуется адсорбер. Его нужно проверить. Необходимо подготовить авто и ослабив фиксатор отсоединить провода непосредственно от клапана продувки. На авто на «массу» подсоединить щуп мультиметра с обозначением «-».

Затем требуется включить зажигание. После проверить на выводе колодки проводов их напряжение. Все выводы имеют собственное обозначение, оно есть на колодке.

Помните, на выводе напряжение 12В. Если оно ниже, или его вообще нет, то дело в разряженной АКБ или в неисправности электронного блока авто.

Замена датчика происходит следующим образом: зажигание требуется выключить, сдвинуть вверх клапан, освободить фиксатор. Снять устройство с кронштейна. Для легкой сборки порядок подсоединения к датчику лучше пометить маркером.

Крестовой отверткой ослабить хомуты и отсоединить поочередно шланги. Сначала отсоединяется шланг идущий к адсорберу, далее шланг идущий к дроссельной заслонке, а точнее к ее корпусу. Теперь можно заменить датчик на новый, и собрать все в обратной последовательности.

Подведем итоги

Адсорбер на LADA Priora очень функциональное и полезное устройство. Владельцу данной модели требуется следить за правильной работой системы и при необходимости производить обслуживание или замену.

Вентиляция бака приора


6.4 Вентиляция топливного бака

Вентиляция топливного бака

  • К заливной горловине топливного бака присоединен вентиляционный шланг, который присоединен к верхней части датчика уровня топлива в баке. Через этот шланг отводится воздух при заливе топлива в бак.
  • Тонкий вентиляционный шланг отводит образующиеся пары к емкости с активированным углем.
  • Во время движения через этот шланг поступает воздух при уменьшении уровня топлива, что предотвращает образование разрежения в баке. Поэтому при установке бака обратите особое внимание на то, чтобы шланг не был перекручен или пережат.
На рисунке изображены важные элементы закрытой системы улавливания паров топлива. При определенной температуре охлаждающей жидкости и нагрузке на двигатель открывается мембранный клапан (1), на который передается пониженное давление из впускного коллектора, и также создается разряжение в мембранном клапане (2). Вследствие этого собравшиеся в емкости с активированным углем (рисунок справа) пары топлива отсасываются через впускной коллектор в камеры сгорания. Емкость с активированным углем находится на правом крыле.

Емкость с активированным углем

Для защиты окружающей среды шланг вентиляции бака на моделях Renault 19 с бензиновым двигателем и регулируемым катализатором соединен с емкостью, в которой находится активированный уголь. Эта емкость расположена за брызговиком в правом крыле. На неработающем двигателе или на холостом ходу пары бензина аккумулируются в этой емкости, чтобы затем попасть в камеру сгорания двигателя при повышении нагрузки на двигатель или увеличении числа оборотов. За подачу паров топлива к рабочей смеси отвечает электромагнитный клапан, который получает команду от прибора управления впрыском и зажиганием. При соответствующей нагрузке на двигатель этот клапан открывает шланг пониженного давления к впускному коллектору или системе вентиляции двигателя, вследствие чего пары топлива откачиваются из емкости с активированным углем.

Проверка системы вентиляции

  1. Приподнимите заднюю часть машины.
  2. Отсоедините бак и опустите его.
  3. Посмотрите, насколько изношены шланги, и проверьте правильность отдельных соединений и при необходимости произведите замену.
  4. Отсоедините вентиляционный шланг от бака.
  5. Продуйте этот шланг автомобильным насосом.
  6. Если продувка осуществляется с усилием, проверьте, не забит ли шланг, при необходимости замените электромагнитный клапан.

Предохранительный клапан

Если Renault 19 переворачивается, то из вентиляционного трубопровода не может вытекать более 30 г топлива в минуту. Рядом с заливной горловиной бака в правом крыле расположен предохранительный клапан.

Этот клапан связан через вентиляционный шланг заливной горловины с баком. Предохранительный клапан расположен так, что даже при очень сильном наклоне выпускное отверстие остается закрытым. Также в заливную горловину бака вставлен клапан, предохраняющий от переполнения. Если бак переполняется, то открывается предохраняющий от переполнения клапан и отводит избыточное давление через вентиляционный шланг в емкость с активированным углем.

Проверка предохранительного клапана

  1. Приподнимите заднюю часть автомобиля.
  2. Открутите крепление бака и снимите его.
  3. Отсоедините вентиляционный шланг от бака.
  4. Если Вы при горизонтальном положении автомобиля подуете в этот шланг, то воздух должен проходить легко.
  5. В противном случае проверьте, не закупорены ли где-нибудь шланги, при необходимости замените клапан.

Система улавливания паров бензина ВАЗ 2110(ОЕМ) — бортжурнал Лада 2110 #ПрисяткА# VRN 2000 года на DRIVE2

Привет всем! Ну начнём с того, что меня начала напрягать вонь бензином в салоне.Начал искать, откуда это может быть.Вариантов не мало:Причина №1: Патрубок наливной горловины (2108-1101080).Это тот шланг, который соединяет наливную горловину и бензобак. От старости он трескается, решается проблема путем его замены.

Причины: протекает бензин при полном баке и при заправке.

Причина №2: Шланг вентиляции сепаратора (2110-1164089) или шланг сепаратора 2110-1101079.Система улавливания паров бензина (Сепаратор), на ВАЗ 2110, 2111, 2112 он крепится под левым задним крылом. Проверяем/продуваем шланги и при необходимости их меняем/очищаем спицей и компрессором. Кстати, это не единственные патрубки, которые могут прохудиться, тщательно проверьте всю топливную магистраль на наличие утечек.Система улавливания паров бензина. Каталог ВАЗ 2110, 2111, 2112Конструктивно вентиляционный шланг сепаратора располагается в отверстие в лонжероне кузова, что не совсем удачно. Если на автомобиле не установлена система улавливания паров бензина, то пары могут легко проникать в салон по внутренним полостям. Устранить такой промах инженеров можно путем доработки. Потребуется Клапан бензобака обратный ВАЗ 2105, 2108-099, 2110 (код 21050-1164060) и колпачок предохранительн ого клапана ВАЗ 21082 (код 21082-1101194).Извлекаем из лонжерона (в арке снятого колеса) шланг вентиляции сепаратора.Конец шланга подогреваем в горячей воде или обминаем его плоскогубцами.Одеваем на этот шланг купленный клапан с колпачком.

Выводим наше устройство за сепаратор и крепим его хомутами.

Причина №3: Крепление бензонасоса.Бензонасос крепится с помощью прижимного кольца, а для предотвращения попадания паров бензина в салон устанавливается уплотнительное кольцо.

Проверяем состояние этой прокладки, уплотнение клеммника на бензонасосе и достаточно ли сильно затянуты гайки прижимного кольца

Причина №4 Пробитие бензобака.В этом случае топливный бак ремонтируют.

Значит патрубок наливной горловины не может, я его менял недавно, прокладка бензонасоса под сиденьем в салоне тоже принюхался.не воняет, бак вроде не течёт, остаётся только система улавливания паров бенза.Изучив схемы, полез смотреть в натуре и что вы думаете, трубки от бака до сепаратора сгнили в потроха, разложились и забиты все грязью были, опять вспомнил конструктора десятки.нехороший он человек, му…к он. и в месте, где разложились, было мокрое пятно от бенза.вот он то и проникал в салон.Ну чтож, пока одна причина выявлена.надо устранять. Кстати.у меня система без адсорбера.Начал поиски.Кто сталкивался с этой системой, тот знает.что её практически не реально найти не в одном городе.мож только в москве или тольятти.Сначала думаю, ну хрень.щас закажу в емех, вбил артикулы и хрен там.не знает эмех и экзист таких номеров трубок.Ладно думаю, поеду щас магаз и всё куплю, ага, щас наивный прям.Половина продавцов на меня смотрела как на инопланетянина, и причём таких продавцов в разных магазинах дохрена, вообще устройство машин не знают, а остальная половина сказала, что такое не возят.специфический товар и не пользуется спросом.Как так то, уроды, раз есть запчасть на машине, значит она должна продаваться.Короче объездил почти все авто магазы.Остался последний шанс Авторынок.Приехал туда, но и там тоже на меня глазами хлопали, предлагали самому согнуть и купить где то трубок.короче были посланы далеко.зачем что то гнуть, когда есть всё заводское.Пошёл в конец самый авторынка, уже не надеялся, подошёл просто так уже к продавану в каком то даже не лотке, а с машины и не надеясь спросил и о чудо, появился хоть какой то шанс.сказал, были, но сегодня как раз продал такие трубки.НУ б…я, я подумал, что ж такое, но рядом как раз хозяин лотка был, складывали уже товар и говорит.у меня как раз в гараже завалялась одна такая система на десятку, поеду поищу, если найду, привезу.Приходи типа завтра.Ну думаю, попытка не пытка, приеду .мож найдёт.приехал, как раз дождь лил.промок весь нахрен.Хозяина всё нет и нет.Короче дождался, смотрю, привёз то, что надо, всё новое и в сборе с сепаратором, хомутами, трубками и даже клапан гравитационный.У меня с завода такой не стоял, но болты под него были, хотя толку от них, всё равно сгнили.И ещё я докупил обратный клапан от ваз 2105 с колпачком восмёрошным и погрев трубку зажигалкой, одел его на конец шланга .который идёт от сепаратора и прикрепил пока около сепаратора, потом выведу к заливной горловине, как шланги удлинить куплю.Можно было бы ещё и от нивы, вместо этого поставить.Старое добро всё демонтировал, болты естественно почти все отгнили.пришлось пока сажать на саморезы, скоро отдам на переварку.Трубку по низу обработал мастикой.Ну теперь посмотрим, что изменится и подкрылок новый за одно поставил.Спасибо всем за внимание, писанину читать я знаю.что муторно и некто её не читает, но всё же терпеливым респект, Ну а дальше как и обещал, будет координальный стайлинг салона, если получится, ждите, всё уже закуплено и ждёт установки!)

Клапан адсорбера Приора: ремонт и замена

Автомобиль на сегодняшний день — это высокотехнологичное и довольно сложное устройство. Разобраться во всех тонкостях его обустройства простому автолюбителю крайне сложно и практически нереально.

Но все же необходимо, по крайней мере, иметь хоть какие-то понятие об эксплуатации автомобилей. Это позволит вовремя определить возможные технические проблемы и призвать к помощи специалистов по их починке.

В статье рассмотрим такую, с одной стороны, второстепенную деталь как электромагнитный клапан продувки адсорбера Приора, разберем причины его выхода из строя, а также расскажем об основных моментах, на которые следует обратить внимании при его замене.

Понятие клапана адсорбера в автомобиле его внешний вид и предназначение

Такое устройство установлено на всех инжекторных двигателях. Таким же двигателем оснащена и Приора. Клапан адсорбера монтируется в самом устройстве, с виду похожим на банку, наполненную активированным углем. Она устанавливается рядом с бензобаком, и поглощает выделяемые пары бензина.

При помощи угля пары конденсируются и перенаправляются в систему питания мотора. Чтобы такая система работала правильно, ее необходимо постоянно вентилировать. Именно для удаления конденсата и вентиляции служит электромагнитный клапан.

При работе на холостых оборотах либо в холодный период времени года работа клапана адсорбера Приора часто звучит как стрекотание. Многие водители ошибаются, думая, что этот шум вызван неисправностями роликов или газораспределительного механизма, например. Чтобы в этом убедиться, достаточно просто резче нажать на педаль газа. Если после этого стрекот не прекратился, то наверняка это точно наше устройство.

Последствия неисправности клапана

Недостаточное функционирование системы вентиляции и конденсации паров топлива в бензобаке приводят к тому, что бензобак не проветривается как это необходимо. В совокупности существует риск вызвать разрежение, которое приводит к повреждению деформациям, бензонасоса.

Более того, отсутствие вентиляции на Приоре адсорбера вызовет накапливание бензина во впускном коллекторе, что в результате негативно отразится на общей работе двигателя, которая проявится в виде выхода из строя катализатора, лямбда-зонда или засорения свечей и т.п.

Каким образом обнаружить неисправность клапана адсорбера

Чаще всего поломку устройства вызывает возникновение провалов на холостых оборотах, а также слабой тяговитости двигателя. Помимо этого неслышно будет и звуков срабатывания клапана во время непосредственной работы мотора.

Не забывайте внимательно следить за появлением шипения во время отвинчивания крышки бензобака, факт наличия таких звуков свидетельствует о разрежении бака, что говорит о неисправности системы вентиляции. В результате чего возникнет необходимость ремонта, а то и вообще снова купить клапан адсорбера Приоры.

Подробнее о работе адсорбера

Как уже оговаривалось, клапан адсорбера предназначен для улавливания паров топлива. Такие пары накапливаются в специальном сепараторе, затем преобразуются в конденсат и снова попадают в бак. Кроме того, пары бензина, которые остаются, проходят через два клапана данной системы – двухходовый и гравитационный.

Первый регулирует давление в топливном баке. Гравитационный клапан в свою очередь предназначен для того, чтобы в случае переворачивания машины, топливо из бака не вытекало наружу.

Как только пары топлива доходят до самого адсорбера, они сразу же поглощаются активированным углем, о котором уже говорилось. Датчик адсорбера Приора срабатывает во время запуска двигателя, исходя от сигнала контроллера.

Прислушиваясь к теоретикам можно сделать вывод, что из-за неисправности данного узла в автомобиле возможна потеря мощности двигателя и возрастание расхода бензина. На практике же такие отклонения малозаметны.

Замена датчика адсорбера и его проверка

Для проверки и замены датчика адсорбера на Приоре потребуются мультиметр и отрезки проводов.

Для начала снимаем и проверяем адсорбер, для этого подготавливаем к работе автомобиль и, освободив фиксатор, отсоединяем колодку связки проводов от клапана продувки. Щуп мультиметра со знаком « — » подсоединяем к кузову автомобиля («массе»).

В завершении включаем зажигание и замеряем показания напряжения на выводе А колодки связки проводов. Для каждого вывода есть свое обозначение, которое значится на колодке.

Обратите внимание, что напряжение на выводе должно быть ниже 12 В. В том случае, если напряжение на колодку не поступает или оно не достигает 12 В, следовательно, разряжена аккумуляторная батарея или неисправен весь электронный блок управления автомобиля.

Для замены на Приоре клапана адсорбера выключаем зажигание и сдвигаем клапан вверх, освобождая тем самым фиксатор. После чего снимаем его с кронштейна. Чтобы упростить сборку помечаем порядок подсоединения к клапану шлангов маркером.

С помощью крестообразной отвертки ослабляем затяжку хомутов и отсоединяем шланги поочередно. Сначала шланг, соединяющийся с адсорбером, затем шланг, который соединяется с дроссельной заслонкой (корпусом). В завершении заменяем неисправный в Приоре датчик адсорбера.

Не забывайте, что при подаче напряжения на выводы в лада Приора адсорбер должен открыться с характерным клапану щелчком. Собираем клапан в обратной последовательности.

6.5.3 Система вентиляции топливного бака

Для того чтобы топливо из бака расходовалось в необходимом количестве, в него должен поступать воздух. В противном случае в баке создалось бы разрежение, и подача топлива бы прекратилась. Кроме того, бак должен постоянно охлаждаться, чтобы топливо при нагреве могло расширяться. При заправке топливом из бака должно выходить достаточное количество воздуха, чтобы заливаемое топливо не выплескивалось из заливной горловины. Трубка удаления воздуха соединена с расширительным бачком, который связывает и конденсирует выходящие пары

топлива. При нагревании топлива оно расширяется, определенный его объем попадает в расширительный бачок.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Осторожное обращение с топливом

Обращение с топливом требует особой осторожности. Вы не должны легкомысленно относиться к обслуживанию или ремонту системы питания. Прежде всего обдуманно подходите к вопросу слива топлива из бака. Обезопасьте себя и окружающих:

— отсоедините провод «массы» от отрицательной клеммы аккумуляторной батареи и надежно изолируйте клеммы батареи;

— не сливайте топливо из бака в помещении. Для слива вам понадобится соответствующее устройство (например, шланг со сжимаемой грушей). Ни в коем случае не сливайте топливо через отверстие датчика уровня топлива или отсасывая ртом через шланг — возможно отравление высокотоксичными добавками;

— поставьте на расстоянии руки пенный огнетушитель в полной готовности;

— не сливайте топливо из бака в смотровую канаву — пары топлива вместе с воздухом могут образовать взрывоопасную смесь;

— убедитесь, что в помещении нет включенных электроприборов, открытых источников огня, тепла и радиоволн;

— наливайте топливо только в закрывающиеся емкости. Для этого имеются специальные пожаробезопасные емкости с клапанной крышкой;

— пустой топливный бак является сборником паров топлива. Будьте осторожны с ним — есть опасность взрыва.

Что будет если отключить адсорбер, как правильно удалить без вреда для двигателя

Как проверить клапан адсорбера на работоспособность

Чтобы проверить ограничитель поглотителя на на Приоре, придется его снять. Есть отличие, которое касается крепления. У двигателя 21126 крепление – это кожух из пластмассы, а к 21127 – это крепеж, который стоит у впускного коллектора. Для того чтобы снять деталь, проделайте следующее:

  1. Застопорьте машину, поднимите капот, снимите минусовую клемму с АКБ.
  2. Отожмите фиксатор поведенного провода, отсоедините его.
  3. Надавите на фиксатор. После этого сдвиньте сопун по направляющим вверх.
  4. Отсоедините впускную трубку. Если не получается подогрейте ее – полейте горячей водой.

Проверку проведите следующим образом:

  1. Осмотрите шланги, ищите механические повреждения, если они есть.
  2. Постарайтесь наполнить ограничитель воздухом, используя медицинскую грушу или насос. При этом сохраняйте герметичность маленькой детали – используйте хомуты.
  3. Если воздух не продувается, деталь работает.
  4. Подайте от АКБ ток. Должен появиться щелчок как сигнал начала работы. Сбрасывая провод, Вы должны услышать еще один щелчок, сигнализирующий об исправной работе.

Диагностирование причины гона масла

Поскольку причин гона масла через сапун – большое количество, то необходима комплексная проверка мотора, чтобы точно определить, из-за чего проблема возникла.

При этом, чтобы выполнить ее даже не нужно разбирать силовую установку, всего лишь достаточно сделать замеры некоторых параметров, а также визуально оценить состояние вентиляции.

Для примера возьмем уже упомянутый ВАЗ-2110. Предположим, в двигателе данного авто был замечен налет и масляные отложения во впускном коллекторе, что указывает на гон масла через сапун.

Чтобы определить, что стало причиной данной проблемы, потребуется немного – набор ключей рожковых, отвертка, компрессометр.

Проверку начнем с оценки выхлопных газов. Для этого достаточно завести мотор и посмотреть на их цветовой оттенок.

Если он имеет сизый или черный цвет – это указывает на попадание масла в цилиндры из-за износа или залегания колец ЦПГ или же проблем с ГРМ. Только это уже может помочь с определением причины, больше читайте здесь — причины дыма из выхлопной трубы.

Также необходимо проверить компрессию во всех цилиндрах. При нормальном состоянии цилиндропоршневой группы она должна быть в диапазоне 11-13 МПа. Допускается разница между показаниями в цилиндрах не более 1 МПа.

Если в каком-то цилиндре компрессия значительно ниже – именно он может стать причиной гона масла.

А вот из-за чего именно это происходит – колец или клапанов, поможет определить свеча зажигания, которая была установлена на этом цилиндре.

Сильный нагар на ней будет указывать на проблему с ЦПГ.

А вот если компрессия маленькая, а свеча при этом имеет нормальный рабочий вид без нагара – следует смотреть клапана.

Как проверить адсорбер

Теперь переходим непосредственно к алгоритму проверки адсорбера (другое его название — аккумулятор паров топлива). Основная задача при этом — определить, насколько его корпус герметичен и не пропускает ли он топливные испарения в атмосферу. Так, проверку необходимо выполнять по следующему алгоритму:

Корпус адсорбера

  • Отсоединить минусовую клемму с аккумуляторной батареи автомобиля.
  • Предварительно отсоединить от адсорбера все шланги и контакты, идущие к нему, после чего демонтировать непосредственно аккумулятор паров топлива. У разных машин эта процедура будет выглядеть по-разному, в зависимости от места расположения узла, а также монтажных средств, с помощью которых он был закреплен.
  • Необходимо плотно заткнуть (загерметизировать) два штуцера. Первый — идущий непосредственно к атмосферному воздуху, второй — к электромагнитному продувочному клапану.
  • После этого с помощью компрессора или насоса подайте на штуцер, идущий к топливному баку, небольшое давление воздуха. Не переборщите с давлением! Исправный адсорбер не должен давать утечек из корпуса, то есть, быть герметичным. Если такие утечки обнаружены, то, скорее всего, узел необходимо заменить, поскольку отремонтировать его не всегда представляется возможным. В частности, это особенно актуально, если адсорбер выполнен из пластмассы.

Также обязательно необходимо выполнить визуальный осмотр адсорбера. Особенно это касается его корпуса, в частности, очагов ржавления на нем. Если они имеют место, то желательно демонтировать адсорбер, избавиться от упомянутых очагов и покрасить корпус. Обязательно нужно проверить, не просачивается ли уголь из аккумулятора топливных испарений в трубопроводы системы EVAP. Это можно сделать, осмотрев состояние клапана адсорбера. Если в нем имеется упомянутый уголь, то нужно поменять в адсорбере поролоновый сепаратор. Однако, как показывает практика, все же лучше заменить адсорбер полностью, чем заниматься самодеятельными ремонтами, которые не приводят к успеху в долгосрочной перспективе.

Снятие и замена масляного насоса «Приоры»

Эту операцию необходимо проводить либо на смотровой яме, либо на специальном подъёмнике, если, конечно, не снимать мотор с «Приоры». Итак, процесс начинается.

В первую очередь всё масло из поддона необходимо слить в подставленную ёмкость, открутив пробку поддона. Вывернуть болты крепления и снять поддон. Ключом на «8» открутить крепление маслозаборника и демонтировать его.

Шестигранником № 5 снять крышку ремня ГРМ. Открутить демпфер. Отжав ролики, удалить ремень с шестерни коленвала. Вынуть саму шестерню. Извлечь шпонку из коленвала. Тщательно протереть все поверхности ветошью и выкрутить все шесть крепёжных болтов корпуса масляного насоса «Приоры».

После этого, аккуратно поддеть корпус агрегата и снять с коленчатого вала вместе с прокладкой. Теперь осталась только замена агрегата «Приоры». Зачистить посадочное место на блоке и протереть ветошью.

Установить на приготовленный для замены агрегат новую прокладку и собрать в обратной последовательности. Залить рекомендованное масло и запустить двигатель. Дождаться затухания лампы контроля давления масла. Всё, проведена замена масляного насоса «Приоры».

На видео, снятие и разборка масляного насоса ВАЗ-2112 и модификаций. Замена узла на «Приоре» аналогична»:

Как отключить или удалить адсорбер на машине и нужно ли перепрошивать ЭБУ?

Нужно понимать, что при удалении адсорбера отключается электромагнитный клапан, который напрямую связан с контролером и управляется последним.

Это приведет к появлению ошибки p0443, про которую мы уже упоминали выше. Также глушатся трубки, в частности та, которая идет к впускному коллектору.

В чем недостаток такого отключения?

Дело в том, что через трубку, которая идет к впускному коллектору, воздух подсасывается постоянно, даже в режиме холостого хода происходит, так называемая, малая продувка адсорбера. На высоких оборотах от 1500 – 2000 и выше — большая продувка.

Если заглушить патрубок, что многие и делают, определенное количество воздуха не будет поступать во впускной коллектор минуя ЭБУ, но последний их все равно учитывает.

Т.е., контролер учитывает один объем воздуха, а реально заходит другой (меньший). В результате количество топлива формируется ЭБУ исходя из большего количества воздуха, чем поступает. Приводит это к переобогащению топливовоздушной смеси.

В итоге двигатель работает некорректно, потому что смесь постоянно переобогащается там, где это нужно и не нужно, повышается расход топлива.

Также стоит поговорить и про переходной режим работы мотора, который может проявить себя при подъезде к перекрестку, светофору, лежащему полицейскому, в момент, когда сбрасывается газ.

В этот момент может произойти провал — снижение оборотов ниже холостых. Мотор как бы захлебывается, ему не хватает воздуха, причина — переобогащенная смесь. Через несколько секунд ситуация решается за счет электроники.

Поэтому правильным будет отключить адсорбер следующими способами:

  1. После удаления устройства в трубку, которая идет напрямую мимо ДМРВ установить жиклер диаметром 1 мм. Это хоть частично, но решит проблему, так как поступать будет дозированно только воздух без паров бензина.
  2. Перепрошивается ЭБУ (сложно). При невозможности убрать ошибку Check может понадобиться чип-тюнинг двигателя, а это дорого.
  3. Демонтаж всей системы кроме электромагнитного клапана, который работает в холостую.
  4. Установкой резистора (эмуляция клапана) в электрическую цепь на 200 – 250 Ом и 2 ватта. Для этого сгибаем ножки резистора и вставляем в фишку клапана. Закрепляем все изолентой. Но не всегда это помогает.

Как отключить адсорбер на ВАЗ 2110, 2112, 2114

Учитывая рекомендации выше делаем следящее:

  1. Отключите разъем питания от клапана.
  2. Отсоедините все патрубки от адсорбера и демонтируйте последний вместе с креплением.
  3. Закрепляем клапан в месте, куда достанет штекер с проводами и патрубки.
  4. На нижний штуцер подключите шланг с топливным фильтром (смотрите фото ниже).
  5. К торцевому верхнему штуцеру – подключаем патрубок, идущий к впускному коллектору.
  6. На патрубок, идущий в бак, одеваем еще один фильтр, аналогичный первому.

При такой схеме, когда клапан открывается в систему заходит чистый воздух, правда без паров бензина.

Исключаем клапан

Этот способ еще проще. Все демонтируем, включая и клапан. На патрубок, идущий из бензобака, одеваем топливный фильтр, а патрубок, идущий к впускному коллектору, глушим болтом с хомутом.

Последствия такого способа описаны выше, но этот способ тоже имеет право на жизнь.

Что касается Приоры, Гранты, Лада Ларгус, Газели и других автомобилей, то отключается absorber у них аналогичными способами, которые описаны выше.

Toyota Chaser

Стоит рассмотреть одну из иномарок, к примеру, Toyota Chaser.

Принцип отключения схожий с предыдущими:

  1. Найдите клапан адсорбера. Он находится возле датчика массового расхода воздуха на корпусе воздушного фильтра.
  2. Отключите от него фишку с проводами и все патрубки (может загореться Check на панели приборов).
  3. Найдите адсорбер, отсоедините от него патрубки и заглушите.
  4. Отсоедините от дроссельного узла патрубок, идущий к клапану, и заглушите его болтом с хомутом.
  5. На патрубок, идущий к баку, оденьте топливный фильтр от карбюраторного ВАЗа.

В чем подвох перепрошивки с Евро 4 на Евро 2

Многие перепрашивают ЭБУ с Euro-4 на Euro-2, как правило делают это при удалении катализатора и установки обманки. В этот момент может произойти (специально или случайно) отключение клапана адсорбера и ЭБУ не управляет последним и никак его не контролирует.

В итоге при неисправности клапана двигатель будет работать с перебоями, а ошибка не высветится на панели приборов. Чтобы в этом убедиться отключите клапан и понаблюдайте за работой мотора.

Если версия подтвердилась, заглушите патрубки адсорбера и отключите клапан, контролер все равно им не управляет.

Как проверить клапан адсорбера

Если после проверки оказалось, что адсорбер находится в более-менее работоспособном состоянии, то имеет смысл проверить его электромагнитный клапан продувки. Сразу стоит оговориться, что у некоторых машин, в силу их конструкции, некоторые действия будут отличаться, присутствовать или отсутствовать некоторые из них, однако в целом логика проверки всегда будет оставаться одинаковой. Итак, для проверки клапана адсорбера необходимо выполнить следующие действия:

Клапан адсорбера

Визуально проверить целостность резиновых шлангов, входящих в систему улавливания паров топлива, в частности, непосредственно подходящих к клапану. Они обязательно должны быть целыми и обеспечивать герметичность системы.
Отключить минусовую клемму с аккумуляторной батареи. Делается это для предотвращения ложного срабатывания диагностики системы и занесении в электронный блок управления сведений о соответствующих ошибках.
Снять поглотитель (обычно он находится в правой стороне двигателя, в районе установки элементов воздушной системы, в частности, воздушного фильтра).
Отключить электрическое питание самого клапана. Делается это путем снятия с него электрического разъема (так называемой «фишки»).
Отключить от клапана входной и выходной воздушные шланги.
С помощью насоса или медицинской «груши» необходимо попытаться вдуть воздух в систему через клапан (в отверстия для шлангов)

При этом важно обеспечить герметичность подачи воздуха. Для этого можно воспользоваться хомутами или плотной резиновой трубкой.
В случае, если с клапаном все в порядке, то он будет закрыт и воздух через продуть не удастся

В противном случае его механическая часть вышла из строя. Можно попытаться восстановить его, однако удается это далеко не всегда.
Необходимо от блока питания или аккумуляторной батареи с помощью проводов подать на контакты клапана электрический ток. В момент замыкания цепи вы должны услышать характерный щелчок, который сигнализирует о том, что клапан сработал и открылся. Если этого не произошло, то возможно вместо механической поломки имеет место электрическая, в частности, перегорела его электромагнитная катушка.
При подключенном к источнику электрического тока клапане необходимо попытаться вдуть в него воздух указанным выше способом. Если он исправен, а соответственно и открыт, то это должно получиться без проблем. Если же прокачать через воздух не получается, то клапан вышел из строя.
Далее нужно сбросить с клапана питание, при этом снова будет щелчок, сигнализирующий о том, что клапан закрылся. Если это произошло, значит, клапан рабочий.

Также клапан адсорбера можно проверить с помощью многофункционального мультиметра, переведенного режим омметра — прибора по измерению значения сопротивления изоляции электромагнитной обмотки клапана. Щупы прибора необходимо расположить на выводах катушки (местах, где к нему подключаются провода, идущие от электронного блока управления, существуют различные конструкторские решения), и проверить сопротивления изоляции между ними. У нормального, исправного, клапана это значение должно находиться приблизительно в пределах 10…30 Ом или незначительно отличаться от этого диапазона. Если значение сопротивления маленькое — значит, имеет место пробой электромагнитной катушки (короткое межвитковое замыкание). Если же значение сопротивления будет очень большое (исчисляемое в кило- и даже мегаомах), то имеет место разрыв электромагнитной катушки. И в том и в другом случае катушка, а значит, и клапан, будет непригодна для использования. Если она запаяна в корпус, то единственным выходом из ситуации будет полная замена клапана на новый.

Обратите внимание, что у некоторых автомобилей допускается высокое значение сопротивления изоляции на катушке клапана (в частности, до 10 кОм). Уточняйте эту информацию в мануале к вашему автомобилю

Таким образом, чтобы знать, как проверить, исправен ли клапан адсорбера, необходимо его демонтировать, и проверить в гаражных условиях. Главное при этом знать, где находятся его электрические контакты, а также выполнить механическую ревизию устройства.

Распространённые неисправности

При активной эксплуатации автомобиля крышка топливного бака портится. Паниковать в любом случае не стоит, практически все неполадки легко устраняются, иногда крышку можно запросто поменять на новую. В список наиболее частых неисправностей входят:

  • замерзание механизма;
  • застревание пластикового штыря;
  • порча личинки замка и т. д.

Замерзание крышки

Примерзание крышки нередко случается в холодное время года. Владелец заезжает на АЗС с целью заправки и не может открыть бак. Механизм лючка, поддерживающий нормальное отпирание, замерзает. В условиях низких температур пластиковый штырь отвердевает и более не утапливается внутрь.

Замерзание крышки бензобака происходит в результате разности температуры воздуха снаружи и внутри

Конечно же, такое происходит не по вине автопроизводителя. Конструкторы изначально позаботились о материале крышки на стадии разработки. В большинстве случаях он морозостойкий, но во время движения салон сильно нагревается, горячие пары воздуха циркулируют по всему внутреннему пространству автомобиля, включая и механизм крышки. Последний с обратной стороны при низких температурах «прессует» мороз.

Таким образом, на крышке образуется конденсат. Ближе всего к холодному воздуху находится штырь. Влага превращается в лёд, механизм открывания лючка затвердевает, крышка плохо работает.

Что делать? Очевидно, что решение напрашивается само собой. Нужно прогреть замёрзшие детали, это приведёт к оттаиванию механизмов и их работоспособности.

Чтобы открыть крышку лючка в мороз, достаточно брызнуть на него горячей водой из термоса. Лёд мгновенно оттает, и механизм откроется.

Застревание штыря

Если крышка не открывается в тёплое время года, скорее всего, это связано со стопорением пластикового штыря. Многие современные лючки управляются из салона авторычагом. Последний может туго «ходить», и при поднятии оставаться неподвижным. Крышка в такой ситуации на манипуляции водителя реагировать не будет, так как она в закрытом положении, держит её штырь, освобождающийся во время открытия центрального замка.

Решается проблема с помощью ассистента. Можно попросить пассажира удерживать рычаг из салона, а самому поднажать на лючок с внешней стороны. Как только крышка немного приоткроется, автомобилист должен среагировать и подцепить лючок. Если помощника нет, рычаг можно зафиксировать в одном положении водительским ковриком или другим предметом. Чтобы не повредить краску машины, рекомендуется обернуть отвёртку тряпкой.

Если не открывается бензобак, его можно аккуратно поддеть ножом или отвёрткой

Под обшивкой в багажном отсеке на некоторых авто имеется электропривод, предназначенный для аварийного открытия бензобака в случае его неисправности. Его закрывает, как правило, крышка. Чтобы открыть лючок, нужно засунуть в прямоугольное отверстие указательный палец, нащупать штырёк и сдвинуть его в противоположную сторону.

Поломка резьбы

Если крышка с резьбой, она меньше подвержена поломкам. Однако если такое произошло, она не выкручивается, открыть бак удастся только путём разборки или слома. Другого альтернативного способа извлечения просто нет.

Владельцам автомобилей с такой крышкой рекомендуется не допускать полного опустошения топливного резервуара на случай, если придётся доезжать до ближайшей станции техобслуживания.

Адсорбер

Попробую кратко и понятно объяснить принцип работы адсорбера и клапана продувки. В интернете скудно описан сей узел и очень часто встречаются ошибочные мнения по принципу его работы. Адсорбер, в первую очередь, предназначен для уменьшения загрязнения окружающей среды парами бензина. Всем известно, что бензин очень хорошо испаряется. Так вот, на автомобилях без адсорбера бензин испаряется в атмосферу, а на авто с адсорбером эти пары сжигаются в цилиндрах двигателя.

Принцип работы адсорбера на разных авто одинаков, разница лишь в форме и расположении адсорбера и клапана продувки. У некоторых он установлен в моторном отсеке, а, например, у Лачетти – под днищем возле заднего колеса, а клапан продувки – в подкапотном пространстве.

Пары топлива из бака попадают в адсорбер (емкость с активированным углем) через штуцер с надписью “TANK”, где накапливаются, пока двигатель не работает. Второй штуцер адсорбера с надписью “PURGE” соединен трубкой с клапаном продувки адсорбера, а третий с надписью “AIR” соединен с атмосферой.

1- вентиляционный штуцер AIR, 2 – штуцер TANK трубки подвода паров топлива из бака к адсорберу, 3 – штуцер PURGE трубки отвода паров топлива от адсорбера к клапану

При остановленном двигателе электромагнитный клапан продувки закрыт, и в этом случае адсорбер не сообщается с впускным коллектором.

При работе двигателя электронный блок, управляя электромагнитным клапаном, осуществляет продувку адсорбера свежим воздухом за счет разрежения во впускном трубопроводе. То есть пары высасываются из адсорбера.

Пары бензина смешиваются с воздухом и отводятся во впускной коллектор за дроссель и далее поступают в цилиндры двигателя.

Многие ошибочно считают, что при запуске двигателя на клапан адсорбера сразу подаётся напряжение и он открывается, продувая адсорбер. Даже видел “пособия” и “обучающие видео” по этому поводу. На самом же деле управление клапаном продувки осуществляется ЭБУ по специальным алгоритмам, основанным на показаниях датчиков температуры, расхода воздуха и т.д.

Чем больше расход воздуха двигателем, тем больше длительность управляющих импульсов ЭБУ и тем интенсивнее продувка.

Именно импульсы, а не просто подача напряжения! Поэтому есть такое понятие, как “скважность продувки адсорбера”, которая находится в пределах от 0% до 100%. Вот скважность продувки адсорбера в диагностической программе Chevrolet Explorer

За всю поездку это только первый сигнал ЭБУ на продувку, равный всего лишь 6%. Так что это сложный и важный процесс в работе двигателя

Вот скважность продувки адсорбера в диагностической программе Chevrolet Explorer. За всю поездку это только первый сигнал ЭБУ на продувку, равный всего лишь 6%

Так что это сложный и важный процесс в работе двигателя.

Случаи неисправностей двигателя по вине клапана адсорбера встречаются и на него обращают внимание только тогда, когда уже больше нечего менять

Поэтому диагностика и проверка работоспособности продувочного клапана адсорбера очень важна. Тем более она очень проста и не требует каких-то сверхъестественных знаний.

Проблемы с Адсорбером и электромагнитным клапаном продувки. — Официальный Лада Приора Клуб

Видео: Где Находится Адсорбер На Калине

Неисправный продувочный клапан адсорбера отвечает за работу на холостом ходу. Двигатель Калина имеет низкую тягу. Когда двигатель работает, характерный звуковой сигнал не будет слышен, если клапан неисправен

Осторожно открутите крышку бака и внимательно слушайте. Если характерен шипящий звук, это означает, что в баке имеется вакуум, то есть неисправна система вентиляции

Если есть какие-либо признаки повреждения, замените клапан адсорбера на новый. Неисправный клапан Калины повлияет на систему фильтрации и продувки. Будет плохо собирать и накапливать пар, они будут протекать. Об этой ситуации будет свидетельствовать неприятный запах бензина в автосалоне и возле автомобиля.

Конечно, стоит проверить другие компоненты топливной системы. Например, утечка пара может происходить через протекающую крышку резервуара или отверстие в нем. Но если причина всей системы не проверена, продувочный клапан неисправен.

Снятие и установка нового клапана на калину

Из инструментов для этой процедуры вам понадобится только крестовая отвертка. Работа не займет много времени и сил и может быть выполнена самостоятельно в гараже. Сначала отсоедините клемму от «минусовой» батареи и выньте штепсельную вилку поршневого компрессора (KPA).

В Lada Kalina доступ к клапану немного затруднен, поэтому потребуется немного ослабить хомут на впускной трубе и снять его с датчика массового расхода. Отведите все в сторону, чтобы оно не мешало работе, и закрепите на время ремонтных работ.

Замена клапана на машине

Если DMRV мешает, его можно удалить, но лучше всего слегка отодвинуть крепление клапана в сторону и снять его без проблем. Насадка должна быть согнута максимум на 1 см и, после некоторых усилий, затянуть клапан вверх в направлении канавок. Если все сделано правильно, деталь можно легко и быстро снять.

Наконец, отсоедините фитинги от системы. Один из них легко и просто снимается, а другому придется повозиться, потому что он фиксируется специальной защелкой. Чтобы освободить второе сопло от канавок, нужно аккуратно нажать на защелку и оторвать антенны с помощью подходящего острого предмета, слегка отодвинув фитинг в сторону.

Клапан продувки адсорбера лада калина

Клапан устанавливается в порядке, обратном разборке

Важно отметить, что при замене клапана на Lada Kalina необходимо соблюдать маркировку: она должна соответствовать старой и новой детали

Как проверить клапан адсорбера? Прикрепите обычный медицинский шприц к выпускному отверстию поршнем, вытянутым на небольшое расстояние (2-3 см). Вы можете использовать сливной шланг для облегчения соединения. Нажмите на поршень шприца. Если в клапане присутствует давление, поршень шприца будет сильно надавлен и, как правило, вернется в исходное положение.

Затем источник 12 В постоянного тока должен быть подведен к клапану и повторен с помощью шприца. В этом случае внутреннее давление должно исчезнуть, клапан откроется, и поршень шприца легко сместится вниз. Если этого не происходит, клапан необходимо заменить.

Ремонт клапанов

Проверка и продувка клапана

Первыми признаками того, что адсорбер Kalina нуждается в ремонте, является появление постоянного запаха бензина в салоне и трудности, возникающие во время слива топлива. Для ремонта необходимо снять адсорбер и разобрать его. Поскольку устройство обычно цельное, необходимо разобрать крышку для разборки. Это легко сделать с обычным файлом. После ремонта и замены основных частей крышка обычно просто герметизируется. Для полной герметизации швы обработаны смолой. Смола высыхает в течение 12 часов. Затем его можно слегка отшлифовать, чтобы привести фильтр в надлежащую форму.

Отработанный и непригодный уголь выливается из адсорбера. Поролон подходит в качестве промежуточного фильтра. Снимите старые фильтры и замените их новыми, подготовленными заранее. Некоторые мастера считают, что поролон не особенно эффективен и позволит всей грязи проходить вместе с углем, поэтому фильтры можно делать из войлока. Вы можете положить кусок хлопка между прибором и войлоком, чтобы предотвратить попадание мелких нитей в систему. Полученные уплотнения приклеиваются к основанию и герметизируются герметиком.

Новый уголь можно добывать из противогазов

Важно, чтобы он был полностью сухим, поэтому его следует тщательно высушить перед входом в систему

Что такое адсорбер ваз-2114 и для чего он нужен

После того, как сухой уголь заполнен, фильтры фильтра устанавливаются заново. Все тарелки и пружины устанавливаются на место, а затем сам фильтр. Как видите, диагностировать и ремонтировать калиновый клапан поглотителя калина несложно, вы можете сделать это самостоятельно. Удачи

Предсорбция — обзор | ScienceDirect Topics

7.1 Введение

Взаимодействия белок-поверхность играют хорошо известную и важную роль в различных биологических явлениях и могут определять конечную биофункциональность данного материала после его контакта с биологической средой. Понимание и дальнейшее модулирование взаимодействий между белками и поверхностями материалов имеет решающее значение (Chen, Yuan, Song, Wu, & Li, 2008; Yuan, Yu, Li, & Chen, 2011). Селективная физическая адсорбция или ковалентная иммобилизация белков необходима для многих приложений.Например, предварительная адсорбция или иммобилизация этих адгезионных белков на поверхности синтетических материалов для обеспечения клеточной адгезии и пролиферации важна для регенеративной медицины и тканевой инженерии (Wilson, Clegg, Leavesley, & Pearcy, 2005). Селективное присоединение белков с биологической активностью (таких как антитела) является ключевым этапом изготовления биосенсоров и микрочипов (Lin, Weinrich, & Waldmann, 2010). С другой стороны, неспецифическая адсорбция белка на синтетических поверхностях приводит к различным нежелательным эффектам, таким как тромбоз, микробное заражение и снижение чувствительности диагностических устройств (Banerjee, Pangule, & Kane, 2011; Krishnan, Weinman, & Ober, 2008). .Было проведено множество исследований по модификации поверхности, направленной либо на активацию поверхностей для селективной иммобилизации белков, либо на пассивирование поверхностей для устойчивости к неспецифической адсорбции белков; читатели, интересующиеся этими темами, могут ознакомиться с другими превосходными обзорами (Jiang & Cao, 2010; Liu, Xu, Wu, & Chen, 2013; Wang, Chen et al., 2013; Yu, Zhang, Wang, Brash, & Chen, 2011).

Для применения в контролируемой доставке лекарств, науке о разделении и биологической инженерии модуляция адсорбции белков на поверхностях (привлечение белков в одних условиях и сопротивление им в других условиях) имеет важное значение (Cole, Voelcker, Thissen, & Griesser, 2009; Мендес, 2008).Для этой цели хорошими кандидатами являются поверхности, реагирующие на раздражители, или так называемые «умные поверхности», которые могут претерпевать резкое изменение физико-химических свойств (таких как смачиваемость, заряд, шероховатость и адгезия) в ответ на определенные раздражители окружающей среды (такие как температура, pH/ионная сила, электрические поля и свет) (Stuart et al., 2010; Zhou & Huck, 2006). В этой главе мы сосредоточимся на недавнем прогрессе в изучении взаимодействий между белком и поверхностями, реагирующими на раздражители.Также включены примеры использования поверхностей, реагирующих на раздражители, для контроля адсорбции белка в биомедицинских и биотехнологических приложениях.

Методы изучения адсорбции белков

1. Эксперименты по адсорбции с использованием адсорбентов с большой площадью поверхности

В следующих четырех протоколах показано использование адсорбентов с большой площадью поверхности. В каждом протоколе концентрацию белка в растворе необходимо определять после адсорбции. Концентрацию белка можно измерить напрямую по методу Lowry et al., 60 путем измерения УФ-поглощения или флуоресценции белка с использованием меток 125 I или FITC или, в случае адсорбции ферментов, путем измерения ферментативной активности белка.

а. МЕТОД НАСЫЩЕНИЯ ОБРАЗЦОВ

Этот метод можно использовать для всех видов гелевых частиц (низкой плотности), а также для стекла, неорганических материалов или металлических порошков. Если необходимо сравнить абсолютную емкость различных гелей или порошков при определенной объемной концентрации белка, следует использовать метод загрузки образца с насыщением.Методы, применяемые для измерения адсорбции фермента фосфорилазы b на частицах бутил-сефарозы 4В при 5°, кратко описанные ниже, можно найти более подробно в другом месте. 12 , 16 , 23 Перед использованием белок, например, фосфорилаза b , подвергают экстенсивному диализу против адсорбционного буфера (буфер А, содержащий 10 мкМ тригидроксиметилэтана) малеат, 5 м М дитиоэритреитол, 1.1 М сульфат аммония, 20% сахароза, рН 7,0). 16 Сахароза включена в буфер А, чтобы свести к минимуму неспецифическую адсорбцию на основе агарозного геля. Перед адсорбцией замещенный адсорбент в виде гранул или частиц уравновешивают адсорбционным буфером. Колонки из оргстекла малого объема (внутренний диаметр 1 см × высота 12 см), содержащие 1–3 мл наполненного геля, или колонки большего объема (с большим поперечным сечением для быстрого потока) с размерами 2 см в диаметре. × высота 15 см, заполненная упакованным гелем объемом 10–20 мл.Раствор очищенного белка (фосфорилазы b ) или неочищенный экстракт наносят насосом или самотеком на колонки до тех пор, пока фермент не перестанет адсорбироваться, т. Затем колонки промывают 10–50-кратным объемом буфера до тех пор, пока при прогоне не перестанет обнаруживаться значительное количество белка. Элюирование белка осуществляется либо специфическими аффинными агентами, солями, 61 , либо, для изучения белкового баланса, денатурантами, т.е.г., мочевина, SDS наносят на колонку в буфере. Адсорбированное количество белка рассчитывают на основе разности измерений нанесенного количества и количества при прогоне или элюировании адсорбированного белка смесью сильно денатурирующих детергентов, такой как 0,1 М NaOH, 1% SDS, и последующим определением количество белка в этом элюенте.

б. МЕТОД КОЛОНКИ С ОГРАНИЧЕННОЙ ЗАГРУЗКОЙ ОБРАЗЦА

Этот метод также можно использовать для всех видов гелевых частиц и порошков стекла, неорганических материалов или металлов.Метод ограниченной загрузки образцов является хорошей процедурой скрининга серии образцов адсорбентов или белков. В этом методе определенное количество белка (например, 1 мг) в определенном объеме образца наносится на каждую колонку в идентичных условиях. Применяемое ненасыщающее количество рассчитано таким образом, чтобы оно было адсорбировано на 100% (т. е. не пропускало белок) на адсорбенте, проявляющем ожидаемое максимальное сродство и емкость. Метод позволяет сравнивать относительную адсорбционную способность и сродство адсорбентов на количественной хроматографической основе.Далее приводится пример этого метода, применяемого для количественной оценки адсорбции кальмодулина, фибриногена и пептидов на гранулированных агарозных адсорбентах различной гидрофобности.

В случае количественной адсорбции кальмодулина хроматографию проводят на колонке (0,9 × 12 см), содержащей 2 мл набитого геля различных алкилагароз. Гель промывают и уравновешивают 20 объемами буфера В (20 м М Трис-HCl, 1 м М CaCl 2 , рН 7,0).Один миллиграмм очищенного кальмодулина наносят на образец объемом 1 мл (в буфере В) и собирают фракции по 1 мл. Затем колонку промывают 9 мл буфера В, а затем 9 мл буфера С (= буфер В + 0,3 М NaCl). Адсорбированный кальмодулин элюируют буфером D [20 м М Трис-HCl, 0,3 М NaCl, 10 м М бис(β-аминоэтиловый эфир этиленгликоля) N , N , N4′ , N’ -тетрауксусная кислота, т.е. ЭГТА, pH 7.0]. EGTA хелатирует связанный с кальмодулином Ca 2+ , тем самым изменяя конформацию кальмодулина на более гидрофильные виды, что приводит к элюированию. Для количественного определения прочно связанного, т.е. «необратимо связанного», кальмодулина на высокогидрофобных колонках элюирование продолжают 7,5 M мочевиной и, наконец, 1% SDS добавляют к адсорбционному буферу. 62

Количественную гидрофобно-адсорбционную хроматографию фибриногена проводят на колонках того же типа, содержащих 2 мл набитого геля.Гель промывают и уравновешивают 20 объемами буфера Е (50 м М Трис-HCl, 150 м М NaCl, 1 м М EGTA, рН 7,4). В качестве образца применяют 1 мг очищенного фибриногена в объеме 1 мл (в буфере Е) и собирают фракции по 1,5 мл. Затем колонку промывают 15 мл буфера Е и элюируют 7,5 900 13 М 900 14 мочевины и при высокой гидрофобности геля 1% SDS. 62

Количественная гидрофобно-адсорбционная хроматография трипептида Trp-Trp-Trp (Paesel & Lorei, Frankfurt, 98.5% чистоты) проводят на колонке (0,9 × 12 см), содержащей 2 мл набитого геля. Гель промывают и уравновешивают 20 объемами буфера F (1 мкл М β-глицерофосфата натрия, рН 7,0). В качестве образца наносят 1 мг Trp-трипептида в объеме 1 мл (в буфере F) и собирают фракции по 1,5 мл. Затем колонку промывают 15 мл буфера F и элюируют 1% SDS. 62 Кальмодулин, фибриноген и трипептид в полученных фракциях измеряют непосредственно по методу Lowry et al. 60 с использованием BSA или Trp-трипептида в качестве стандарта.

В приведенных выше примерах количественной аналитической хроматографии эксперименты можно проводить при комнатной температуре, хороший поток обычно достигается за счет силы тяжести, и для каждого эксперимента следует использовать только свежий нерегенерированный гель. 62

в. МЕТОД ПАРТИЙНОГО ИСХОДЕНИЯ: АДСОРБЦИЯ

В методе периодической адсорбции неадсорбированный белок обычно отделяют от адсорбированного белка с помощью процесса центрифугирования. 22 Был разработан более быстрый метод отбора проб, чтобы обойти этап медленного центрифугирования. 12 Решающие компоненты, которые делают этот метод простой процедурой, просты в изготовлении: (a) наконечники для отбора проб из нержавеющей стали для одноразовых шприцев и (b) термостатированные химические стаканы объемом от 20 до 500 мл, которые позволяют магнитное перемешивание содержание. Верхний конец пробоотборного наконечника (диаметр 7 мм 15 ) сконструирован аналогично адаптеру колонки и закрыт сеткой (экраном) из нержавеющей стали с размером пор ок.10–20 мкм припаян к стальному адаптеру, чтобы исключить шарики геля или частицы адсорбирующего материала во время отбора проб. Нижний конец наконечника для взятия проб соответствует той части иглы для подкожных инъекций (канюли), которая надевается на шприц. Гелевые шарики/буфер без частиц теперь можно аспирировать непосредственно из суспензии частиц, перемешиваемой в термостатируемом стакане. Объем аспирируемого образца может варьироваться от 100 до 3000 мкл, но он должен быть небольшим по сравнению с общим объемом суспензии геля при перемешивании, чтобы влияние на концентрацию шариков оставалось незначительным.Очень короткое время выборки (3–5 с) обеспечивает разрешение по времени выборки ок. 10 сек 23 в кинетических исследованиях с отбором проб у двух человек. Часто нет необходимости в измерении такой кинетики с высоким разрешением. Однако мониторинг кинетики низкого разрешения необходим для установления существования равновесия в случае изотерм адсорбции и десорбции. 16

В периодическом методе процедура, используемая для определения концентрации белка, имеет первостепенное значение для чувствительности метода и диапазона изотермы.В случае фосфорилазы b использовали три метода. Определение белка по Lowry 12 , 60 можно надежно выполнять в объемах ок. 500 мкл до ок. 5–10 мкг/мл. Каталитическая активность фосфорилазы b позволяет определять фермент до концентраций 2–3 мкг/мл в очень малых объемах образца до 50 мкл. 16 Радиоактивная маркировка белка позволяет определять содержание белка в диапазоне 200–500 нг/мл. 12 , 16 Несколько более низкая чувствительность ожидается для белков, меченных FITC.

В типичных изотермах адсорбции на гранулированном алкилагарозном адсорбенте (алкил-Сефароза 4B) свободная концентрация фосфорилазы b при кажущемся равновесии 16 обычно составляет от 0,05 до 0,5 мг/мл. Адсорбированное количество белка рассчитывают по разнице между исходной и конечной концентрацией белка, т. е. по Δ c p .Параллельный эксперимент с контрольным гелем (незамещенная сефароза 4В) дает количество неспецифически адсорбированного белка, которое вычитается. В этих расчетах необходимо учитывать изменения объема из-за отбора проб. Количество адсорбированного белка выражается в миллиграммах на миллилитр упакованного адсорбента или на квадратный метр поверхности. 12 , 17 Рассчитанное количество фермента соответствует количеству, которое может быть высвобождено из геля в присутствии 0.1 M NaOH, 1% SDS. 16 Для каждого измерения, т. е. для каждой точки данных на изотерме адсорбции или кинетическом графике, обычно используется новая инкубационная смесь.

Перед измерением фактической изотермы адсорбции следует определить кинетику адсорбции в диапазоне концентраций белка, который, как ожидается, будет охватывать изотерма. Это важно для гарантии достижения равновесия для всех точек изотермы. Кривая времени адсорбции определяется добавлением 0.5–1,5 мл уравновешенной упакованной сефарозы, измеренной в термостатируемой градуированной колонке 61 , на 20 мл буфера, содержащего фосфорилазу b в исходной концентрации примерно 0,01–1,5 мг/мл. Изотерма адсорбции может быть рассчитана непосредственно из таких кривых времени адсорбции. Как только последний известен, изотермы могут быть определены только путем измерения конечных точек времени адсорбции при равновесии. Инкубационную смесь объемом 20 мл перемешивают в термостатируемом плексигласовом стакане (2.5 см в.д. × 9 см, мешалка 1,5 см) до достижения равновесия. Гомогенная инкубационная смесь обычно получается, когда скорость мешалки превышает 150 об/мин. Для хорошего смешивания обычно рекомендуются скорости 500–700 об/мин. В качестве альтернативы можно использовать инкубационные стаканы объемом 60 мл (размер стакана 3,5 см внутр. диам. × 9 см, мешалка 3 см, скорость перемешивания 450 об/мин). Емкость адсорбента по белковому лиганду в этих системах не зависит от скорости перемешивания. Исследование замещенной сефарозы под фазовым микроскопом (Leitz) показало, что перемешивание при 700 об/мин в течение 2 ч (стакан на 20 мл) не приводило к фрагментации гранул.Образцы 0,2–0,5 мл негелевого буфера получают отсасыванием одноразовым пластиковым шприцем на 2 мл через наконечник для отбора проб из нержавеющей стали (диаметр пор стальной сетки 20 мкм, см. около 40–190 мкм, Pharmacia). После каждого отбора проб стальную сетку промывают, продавливая через сетку шприцем 2–4 мл H 2 O, 0,5 M NaCl, H 2 O и, наконец, ацетона соответственно. Затем сетка снимается и сушится в потоке сжатого воздуха и готова к повторному использованию.Процедура промывки и сушки наконечника для отбора проб занимает около 1 мин. Для каждого образца используется новый одноразовый шприц.

д. МЕТОД ЗАПОЛНЕНИЯ ПАРТИИ: ДЕСОРБЦИЯ

Когда десорбция белка измеряется в экспериментах с разбавлением, как описано в этом разделе, концентрация белка в нерасфасованном растворе увеличивается со временем (после добавления загруженного геля) за счет диссоциации с твердой поверхности до появления новой достигается равновесие (насыщение). Поскольку количество белка, высвобождаемого с такой поверхности, обычно очень мало, для измерения новой равновесной концентрации белка необходимо применять 16 чувствительные методы обнаружения.В общем, только процедура мечения изотопом (например, 3 H, 125 I) позволяет надежно определять концентрацию белка в экспериментах по десорбции. Если будет выбрана такая процедура мечения, то любое разведение удельной радиоактивности меченого белка необходимо делать только с холодным меченым белком, а не с немеченым белком. 16 Эта процедура позволяет избежать образования двух разных белковых популяций, т. е. гетерогенности, в адсорбционно-десорбционной смеси.

Перед измерением фактической изотермы десорбции следует определить кинетику десорбции в выбранном диапазоне концентраций белка, чтобы обеспечить достижение равновесия. При измерении десорбции разбавлением гель адсорбента сначала загружают белком в эксперименте по адсорбции (60–90 мин). При кажущемся равновесии гель, насыщенный белком, выделяют из объема буферного раствора (время 10–20 мин), сначала осторожно удаляя буфер с помощью наконечника для отбора проб, а затем нанося суспензию геля для дальнейшего концентрирования на небольшую термостатированную градуированную колонку. которому позволяют работать «всухую» под действием силы тяжести.Таким образом, жидкая фаза эффективно удаляется из геля (= загруженный гель), который затем может быть разбавлен в стакане для измерения десорбции. Как было показано ранее, концентрация гелевых шариков таким образом не оказывает заметного влияния на достигаемое адсорбционное равновесие. 16 Белок находится в адсорбированном состоянии на геле до разбавления в течение максимального времени 70–100 мин. При последующих разбавлениях объема геля от 1:10 до 1:100 свежезагруженный гель (0,5–2,0.0 мл упакованного геля) вдувают из маленькой колонки в свежий не содержащий белков буферный раствор, перемешиваемый в термостатируемом химическом стакане с внутренним диаметром 2,5 см. (20 мл) или 3,5 см в.д. (60 мл), как описано ранее. 16 Для высоких разведений (например, 1:500 и 1:1000) используется термостатированный стакан на 500 мл (внутренний диаметр 10 см × 14 см, мешалка 8 см, 200 об/мин). Одинаково эффективное перемешивание агарозной буферной суспензии достигается при 700 (стакан с внутренним диаметром 2,0 см), 450 (стакан с внутренним диаметром 3,5 см) и 200 (стакан с внутренним диаметром 10 см).) об/мин. В этих условиях скорость десорбции не зависит от скорости перемешивания.

После разбавления геля с белком в буферном растворе смесь для десорбции инкубируют в течение 90–120 мин до достижения нового кажущегося равновесия (независимо от времени). В течение этого времени через равные промежутки времени отбираются образцы объемом 1–3 мл с использованием метода стальной сетки (наконечник для отбора проб) для анализа концентрации белка, такого как подсчет радиоактивности. В качестве контроля незамещенную сефарозу 4В инкубируют в течение 90 мин перед разбавлением концентрацией свободного белка, выбранной для адсорбции таким образом, чтобы была получена независимая от времени концентрация свободного белка, сравнимая с той, которая получается с замещенным гелем при равновесии десорбции. 16 Затем рассчитывается количество адсорбированного белка, как описано ранее.

2. Эксперименты по адсорбции с использованием адсорбентов с плоской поверхностью

Следующие протоколы описывают использование плоского плавленого кварца с малой площадью поверхности в экспериментах по адсорбции белков. Преимущество плоского кремнезема состоит в том, что его поверхность может быть химически модифицирована (см. Раздел IV, A, 4) для переноса определенной химической группы, иммобилизованного лиганда или другого белка. Вместе с аналогичным образом модифицированными гладкими кремниевыми пластинами эти поверхности можно использовать в исследованиях адсорбции белков с помощью эллипсометрии и атомно-силового микроскопа.Прозрачные плоские поверхности кремнезема также необходимы для флуоресцентной спектроскопии затухающих волн (см. Раздел IV, C). Из-за малой площади поверхности плоских поверхностей методы истощения раствора вообще нельзя использовать, и определение адсорбированного белка приходится проводить непосредственно на плоском адсорбенте.

а. АДСОРБЦИЯ РАДИОМЕЧЕЧЕННОГО БЕЛКА НА ПЛОСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ КРЕМНИЯ

Пластинки из плавленого кварца, достаточно маленькие, чтобы поместиться в счетную камеру γ-счетчика (2,5 × 0,9 × 0,1 см, площадь 5.2 см 2 ) обрезаются алмазной пилой (Buehler), а их стороны полируются. Пластины очищаются и химически модифицируются по желанию. Адсорбционные камеры готовят из стеклянной трубки (внутренний диаметр 1,0 см). Длина камеры выбирается такой, чтобы в ней можно было разместить три небольшие тарелки. Один конец стеклянной трубки оттянут, чтобы обеспечить внутренний диаметр 3/16 дюйма. пластиковая трубка для плотного прилегания: трубка ведет к контейнеру для отходов. Другой конец оснащен резиновой пробкой, проткнутой 1:1/2-дюймовой иглой шприца с 18 калибрами.При соединении с трехходовым краном добавление белковых и буферных растворов в адсорбционную камеру упрощается.

В каждую камеру помещают по три пластины из диоксида кремния, и камеру предварительно увлажняют буферным раствором. Буфер сливают и медленно вводят 10 мл раствора белка, меченного 125 I, полностью заполняя камеру. В каждой камере используются разные концентрации белка: концентрация белка, меченого 125 I, устанавливается по мере необходимости для определения изотермы адсорбции.Адсорбцию оставляют на 30 мин, после чего каждую камеру промывают 6 объемами буфера и осушают. Каждую пластину осторожно удаляют, помещают в сцинтилляционную пробирку с крышкой и подсчитывают в течение 1 мин на гамма-счетчике (модель 170М, Beckman Instruments). Аликвоты по сто микролитров каждого 125 I-меченого белкового раствора подсчитывают отдельно. Подсчеты, полученные для раствора белка, меченного 125 I, используются для построения калибровочной кривой (т. е. подсчета радиоактивности в зависимости от количества белка), по которой рассчитывается количество адсорбированного белка. 53 Протокол также можно применять для изучения адсорбции одного 125 I-меченого белка из смеси растворов нескольких белков.

б. АУТОРАДИОГРАФИЯ И АДСОРБЦИЯ БЕЛКА ИЗ ТЕКУЩЕГО РАСТВОРА

В некоторых приложениях интерес представляет адсорбция белка из проточного, а не покоящегося раствора. Когда адсорбция белка происходит в узкой и длинной проточной камере, адсорбированное количество не будет одинаковым в начале и в конце камеры, даже если адсорбирующая поверхность везде одинакова в камере.Этот эффект обусловлен истощением белка вдоль направления потока. Взаимодействие между потоком и адсорбцией еще более сложное в случае адсорбции из мультибелкового раствора. В таких случаях необходимо записывать количество адсорбированного белка в каждой точке поверхности вдоль направления потока. Одним из способов достижения такого пространственного разрешения является использование 125 I-меченого белка и авторадиографии. 63 Описан простой эксперимент по адсорбции белка, в котором используется проточная кювета с двойным прямоугольным каналом и обнаружение адсорбированного белка с помощью авторадиографии.Схему проточной кюветы для авторадиографии можно найти в Lin et al. 64 Подставка для ячейки изготовлена ​​из блока полиметилметилакрилата (ПММА) (размеры: 2,54 × 2,54 × 7,62 см) с двумя портами. Пластина из кремнезема с модифицированной поверхностью (размеры: 0,1 × 2,54 × 7,62 см) служит другой внутренней поверхностью. Прокладка из силиконового листа (толщиной 0,05 см) помещается между блоком ПММА и пластиной из кремнезема. Прокладка из силиконовой резины определяет размеры проточного канала: 0.05 × 0,5 × 6 см. Двухпоточная канальная ячейка собирается с использованием двух алюминиевых пластин и шести винтов для обеспечения водонепроницаемого уплотнения. Перед экспериментом по адсорбции белка оба канала заполняются буферным раствором.

В реальном эксперименте адсорбция белка начинается с пропускания раствора белка через первый канал проточной кюветы с заданной скоростью потока. В настоящем примере используется раствор 0,4 мг/мл 125 I-меченого липопротеина низкой плотности, [ 125 I]LDL, и поток равен 0.84 мл/мин. Через желаемый период времени поток переключается на буферный раствор, чтобы удалить несвязавшиеся белки из проточной кюветы и обеспечить десорбцию. В конце цикла адсорбция-десорбция в проточный канал вводят 3 мл 0,6% глутарового альдегида в буферном растворе для фиксации адсорбированных белковых молекул в течение 5 мин. Затем проточный канал опорожняют, вводя воздух. Затем проводят еще один эксперимент по адсорбции-десорбции во втором проточном канале с использованием той же поверхности.Проточная кювета разбирается и поверхность с фиксированным адсорбированным белком подвергается авторадиографии. Обработанный DDS кремнеземный планшет с набором известных количеств [ 125 I]LDL готовят отдельно, чтобы он служил калибровочным стандартом авторадиографии для количественного определения адсорбированного белка. Известные количества [ 125 I]LDL наносят в виде небольших капель на пластину, обработанную DDS, и полностью сушат.

Авторадиограммы получены с использованием светочувствительной пленки размером 5 × 7 дюймов (X-OMAT AR, Kodak, Rochester, NY) в светонепроницаемой кассете.Обе пластины заклеены скотчем во избежание загрязнения пленки. Две пластины помещают в полиэтиленовый пакет и контактируют с радиоавтографической пленкой. Пленка подвергается воздействию образцов при низкой температуре (-70°) в течение 21 дня. Усиливающий экран не используется, так как он ухудшает пространственное разрешение авторадиограмм. По истечении желаемого времени экспонирования (обычно 2–3 недели) экспонированная пленка обрабатывается в автоматизированной системе проявки.

Оптическая плотность проявленной пленки может быть зарегистрирована любым денситометром хорошего качества.Денситометр сначала используется для регистрации источника света, а затем авторадиограмм адсорбированного белка и калибровочных пластин. Пример оцифрованного авторадиографического изображения [ 125 I]LDL, адсорбированного вдоль градиентной поверхности кремнезема C 18 65 (верхняя половина, ), и пластины со стандартами белка (нижняя половина, ) показан на рис.

Авторадиограмма [ 125 I]ЛПНП, адсорбированных вдоль градиентной поверхности диоксида кремния C 18 в двух адсорбционных каналах (вверху) и на пластине из диоксида кремния DDS со стандартами [ 125 I]ЛПНП (внизу).

Интегральная оптическая плотность, IOD, каждого белкового пятна на калибровочном планшете вычисляется как сумма оптической плотности за вычетом фона, OD кал :

OD кал = log (Int/Int o ) пятно  − log (Int/Int o ) обратно

(5)

измерено в каждом отдельном «пикселе» пятна с использованием уравнения Бера–Ламберта, где Int — интенсивность света, прошедшего через авторадиограммы к отдельному пикселю ПЗС-камеры в области белкового пятна, Int o — интенсивность источника света, достигающего пикселя камеры без авторадиографа, а индексы «пятно» и «обратка» обозначают вклад от площади белкового пятна и фона соответственно.При использовании этого метода сначала определяется IOD каждого белкового стандарта. Из IOD стандартов получают калибровочное соотношение между количеством белка (в массе на единицу площади) и IOD на пиксель (в отсчетах). Используя эту калибровочную кривую, затем рассчитывают количество адсорбированного белка, обнаруженного в каждом канале, как функцию положения градиента. Адсорбированное количество также может быть представлено в виде двумерной карты. Подобные эксперименты, каждый из которых проводится с различной концентрацией белка, можно использовать для построения изотермы адсорбции для любого заданного положения на поверхности адсорбента.

Страница не найдена — Micromeritics

Страна * Пожалуйста SelectAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBolivia, многонациональное государство ofBonaire, Синт-Эстатиус и SabaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика theCook IslandsCosta RicaCroatiaCubaCuraçaoCyprusCzech RepublicCôte d’IvoireDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland острова (Мальвинские острова)Фарерские островаФиджиФинляндияФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияФранцузские южные территорииГабонГамбияГрузияГерманияГанаГибралтарГрецияГренландияГренадаГваделупаГуамГватемалаГернсиГвинеяГвинея-Бисау Остров GuyanaHaitiHeard и McDonald IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran, Исламская Республика ofIraqIrelandIsle из ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKorea, Корейская Народно-Демократическая Республика ofKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народная Демократическая RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedonia, бывшая югославская Республика ofMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные Штаты ofMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPalestine, Государство ПанамаПапуа-Новая ГвинеяПарагвайПеруФилиппиныПиткэрнПольшаПортугалияПуэрто-РикоКатарРумынияРоссийская ФедерацияРуандаРеюньонСен-БартельмиСент-Хелена, Вознесение и Тристан-да-КуньяСент-Китс и NevisSaint LuciaSaint Мартин (французская часть) Сен-Пьер и MiquelonSaint Винсент и GrenadinesSamoaSan MarinoSao Томе и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint Маартен (Голландская часть) SlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Джорджия и Южные Сандвичевы IslandsSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTimor -ЛестеТогоТокелауТонгаТринидад и ТобагоТунисТурцияТуркменистанОстрова Теркс и КайкосТувалуУгандаУкраинаОбъединенные Арабские ЭмиратыВеликобританияСоединенные ШтатыУругвайУзбекистанВануатуВенесуэла, Боливарианская РеспубликаВьетнамВиргинские острова, Британские Виргинские острова, СШАС.Уоллис и ФутунаЗападная СахараЙеменЗамбияЗимбабвеАландские острова

Город*

Почтовый индекс/индекс*

Достижения в области адсорбции при переменном давлении для разделения газов

Адсорбция при переменном давлении (PSA) является хорошо зарекомендовавшим себя методом разделения газов при разделении воздуха, осушке газа и очистке водорода. В последнее время технология PSA применяется в других областях, таких как очистка метана из природного газа и биогаза, и имеет огромный потенциал для расширения его использования.Известно, что адсорбирующий материал, используемый в процессе КЦА, чрезвычайно важен для определения его свойств, но также было продемонстрировано, что технологический процесс может значительно улучшить производительность установок КЦА. Этот документ призван предоставить обзор основ процесса ВАБ, уделяя особое внимание различным инновационным инженерным подходам, которые способствовали постоянному улучшению показателей ВАБ.

1. Введение

Адсорбция — это название спонтанного явления притяжения, которое испытывает молекула из жидкой фазы, когда она находится близко к поверхности твердого тела, называемого адсорбентом.Имеется несколько оригинальных работ, подробно объясняющих это явление [1–18]. Адсорбенты представляют собой пористые твердые вещества, предпочтительно имеющие большую площадь поверхности на единицу массы. Поскольку разные молекулы по-разному взаимодействуют с поверхностью адсорбента, в конечном итоге их можно разделить. При контакте адсорбента с жидкой фазой через определенное время достигается равновесное состояние. Это равновесие устанавливает термодинамический предел загрузки адсорбента для данного состава флюидной фазы, температуры и давления [3].Информация об адсорбционном равновесии различных частиц жизненно важна для разработки и моделирования процессов адсорбции [19–27]. Важное значение может иметь и время, необходимое для достижения равновесного состояния, особенно когда размер пор адсорбента близок к размеру разделяемых молекул [28–43].

В процессе адсорбции используемый адсорбент обычно формуют в сферические гранулы или экструдируют. В качестве альтернативы он может иметь форму сотовой монолитной конструкции, что приводит к уменьшению перепада давления в системе [44–54].Поток сырья контактирует с адсорбентом, который обычно упаковывается в неподвижные слои. Менее адсорбированный (легкий) компонент прорывается через колонку быстрее, чем другой(ые). Чтобы добиться разделения, до того, как другой (тяжелый) компонент(ы) прорвется через колонку, подачу следует остановить и регенерировать адсорбент путем десорбции тяжелого соединения. Поскольку адсорбционное равновесие определяется конкретными рабочими условиями (составом, Т и Р), путем изменения одного из этих параметров процесса можно регенерировать адсорбент.

Когда регенерация адсорбента выполняется путем снижения общего давления в системе, этот процесс называется адсорбцией при переменном давлении (PSA), общее давление в системе «колеблется» между высоким давлением на входе и низким давлением на регенерации [ 55, 56]. Концепция была запатентована в 1932 г., но первое ее применение было представлено тридцать лет спустя [57].

За прошедшие годы было продемонстрировано, что технология КЦА может использоваться в самых разных областях: очистка водорода [58–72], разделение воздуха [57, 73–80], ОБОГС (бортовая система газогенерации) [ 81], удаление CO 2 [82–84], очистка инертных газов (He, Xe, Ar) [85–87], обогащение CH 4 [31, 34, 37, 40, 42, 88–96] , разделение н-изопарафинов [5, 97–99] и др.Процессы PSA обычно связаны с низким энергопотреблением по сравнению с другими технологиями [12, 55, 100–102].

Как правило, адсорбция при переменном давлении предпочтительнее других процессов, когда концентрация удаляемых компонентов очень важна (более нескольких процентов). В таких условиях загрузка колонки тяжелым компонентом происходит достаточно быстро, а поскольку давление в системе может быстро изменяться, время между адсорбцией и регенерацией уравновешивается.Когда концентрация низкая, стадия адсорбции может занять гораздо больше времени, и можно рассмотреть другие варианты, такие как адсорбция при изменении температуры (TSA) [12].

Поведение установки PSA в основном определяется адсорбентом, используемым для разделения. Тем не менее, проектирование блока PSA также является важным аспектом. По сути, основная задача определения установки ФСА заключается в правильном выборе используемого адсорбента [103]. После этого все инженерные усилия должны быть направлены на определение эффективной стратегии регенерации адсорбента.Таким образом, успехи, достигнутые в установках КЦА, можно разделить на две основные области: открытие новых адсорбентов (материаловедение) и новых, более эффективных способов использования и регенерации адсорбента (инженерия).

В данной работе представлен обзор процессов ВАБ и их эволюции во времени. Наиболее важные промышленные приложения процессов PSA будут использоваться для решения его технологической эволюции: разделение воздуха и очистка водорода. Растущий рынок разделения PSA, CH 4 -CO 2 , также будет использоваться для некоторых конкретных примеров.Хотя это не предназначено для описания современного состояния материаловедения, будет приведен пример влияния различных адсорбирующих материалов на работу PSA. Наконец, обсуждаются влияние различных протоколов регенерации и сокращение общего времени цикла (быстрая адсорбция при переменном давлении).

2. Основы короткоцикловой адсорбции

Существенной особенностью PSA является то, что при насыщении адсорбента с помощью последовательного расположения клапанов подача прекращается и одновременно снижается общее давление в колонне.Снижение давления приводит к частичной десорбции всех частиц, загруженных в колонку, «регенерируя» адсорбент. Поскольку этот процесс был запатентован после TSA, он первоначально был известен как «безнагревательный» процесс. Первая патентная заявка, в которой была описана технология PSA, была подана Чарльзом Скарстромом для обогащения кислородом [57]. Схема двухколонного PSA, представленного в этом патенте, показана на рисунке 1. Для циклической работы такой установки колонна проходит ряд «шагов»: например, такие события, как открытие и закрытие клапанов и изменение направления потока.Сумма всех шагов называется «циклом». Даже когда процесс нестабилен, через несколько циклов он достигает циклического устойчивого состояния, CSS. При достижении CSS производительность циклов PSA постоянна во времени. Следует отметить, что, поскольку в этом процессе иногда выделяется значительное количество тепла, возможно возникновение множественных ЦС [104].


Четыре этапа «цикла Скарстрема» также показаны на рис. 1: подача, продувка (или вакуумирование), продувка и повышение давления.В этом цикле на стадии подачи в первую колонну (С1) подают воздух под давлением выше атмосферного. Первоначально использованный адсорбент (цеолит 5А) селективен к азоту, что делает выходящий поток (после клапана V7) более насыщенным кислородом. Когда адсорбент, упакованный в C1, насыщается и не может адсорбировать больше азота, сырье направляется во вторую колонну (C2). Чтобы высвободить часть азота, адсорбированного в C1, направление потока меняют на противоположное и общее давление в колонне снижают путем сброса в атмосферу (открытие клапана V3).Существуют разные термины для обозначения этого шага, но продувка является одним из наиболее распространенных и будет использоваться здесь. На этапе продувки азот десорбируется из адсорбента и высвобождается, и в конце этого этапа газовая фаза внутри колонны обогащается азотом. Для дополнительного удаления азота из колонны используется стадия продувки (или рециркуляция легкого газа). Продувка состоит из рециркулируемой части обогащенного воздуха из другой колонны, который течет за счет перепада давления между двумя колоннами.После того, как адсорбент будет готов загрузить больше азота, общее давление в системе должно быть восстановлено. Это делается на этапе повышения давления с использованием потока сырья. После того, как все эти этапы были выполнены, завершался полный цикл. Важно отметить, что хотя работа колонны прерывистая, используется поток сырья, поэтому процесс можно рассматривать как непрерывный. Однако выход является прерывистым, и для непрерывного слива требуется подсоединение резервуара. Кроме того, работа в обеих колоннах должна быть синхронизирована, чтобы обеспечить непрерывное использование сырья и подачу продувочного газа в другую колонну.

Необходимость непрерывной обработки сырья, даже если это прерывистый процесс, была признана с момента одного из первых изобретений адсорбционных процессов [105]. Кроме того, расположение клапана для последовательного открытия-закрытия и определения шага также было очень похоже на конструкции, представленные для процессов TSA [106]. Однако вклад Skarstrom позволил значительно улучшить использование адсорбентов: в то время как циклы TSA длятся несколько часов, циклы PSA намного короче и, таким образом, используют больше адсорбента в единицу времени.

Еще один важный аспект процесса ВАБ упоминается в заявке Скарстрома: тепловые эффекты и консервация. На стадии адсорбции может иметь значение теплота, выделяемая при адсорбции, и в этом случае температура колонки изменяется со временем, а также с положением [4, 5, 55]. Следствием этого является снижение адсорбционной способности. «Тепловые эффекты» могут быть очень важны при проектировании блока КЦА [107] и должны учитываться при проектировании: лабораторные или маломасштабные эксперименты либо изотермические, либо близкие к изотермическим, и при этом важна теплоемкость стенки. крупномасштабные процессы ведут себя адиабатически.На стадиях десорбции происходит обратное: для десорбции требуется энергия, что приводит к снижению температуры, что увеличивает потенциальную емкость адсорбента и затрудняет десорбцию. Это произойдет во всех приложениях PSA, но в некоторых случаях количество выделяемого тепла не так важно, и процесс можно считать изотермическим. Каждый раз, когда в цикле PSA происходит перепад температур, производительность становится хуже, чем если бы цикл был изотермическим.Однако, поскольку тепловые эффекты присутствуют, хорошей практикой является сохранение «тепловой волны» внутри колонки: это тепло будет использовано для более быстрой десорбции.

3. Модификации цикла Скарстром: новые этапы цикла

Спустя годы после изобретения Скарстромом было подано несколько патентных заявок на усовершенствование цикла. В патенте, оформленном почти одновременно со Скарстромом, регенерация под вакуумом была введена Гереном де Монгарей и Домином [73].Когда для регенерации используется вакуум, устройство принято называть вакуумной адсорбцией при переменном давлении (VPSA). Хотя использование вакуума может повлиять на энергетические потребности системы, эффективность установки может быть значительно повышена, если загрузка наиболее адсорбируемых компонентов резко изменится при давлении ниже атмосферного. В том же изобретении авторы ввели использование стадии наддува с использованием части обогащенного газа. Использование наддува с использованием части очищенного газа повлияло на чистоту получаемого газа [108].Даже при использовании одной и той же концепции колебаний давления альтернативы для разработки технологии КЦА весьма разнообразны, открывая возможности «инженерии КЦА».

Внедрение шага выравнивания давления было разработано исследовательской группой ESSO [74, 109, 110]. Взяв двухколонную схему PSA на рисунке 1, после того, как C1 заканчивает стадию подачи (и находится при высоком давлении), C2 заканчивает стадию продувки (и находится при низком давлении). В этот момент V5 и V6 одновременно размыкаются, замыкая столбцы.Это означает, что часть газа, которая обычно теряется на этапе продувки, используется для повышения давления в другой колонне, теряя менее очищенный газ. Если газ, перемещающийся из одной колонны в другую, адсорбируется незначительно (например, водород), давление, достигаемое после этапа выравнивания, представляет собой среднее геометрическое между этими двумя значениями. Общее давление может быть ниже, если транспортируемый газ быстро адсорбируется [111]. Результатом этапа выравнивания давления является прямое улучшение извлечения легкого продукта [112, 113].Введение этапа выравнивания давления в двухколонной установке КЦА приводит к существенному изменению «непрерывности» процесса. Когда две колонны находятся в режиме выравнивания давления, обработка сырья не осуществляется, поэтому требуется как минимум еще одна колонна [110].

При использовании нескольких колонн можно выполнить несколько стадий выравнивания давления [114–116] и, как следствие, повысить общую степень извлечения [65, 117, 118]. Это открытие привело к разработке многоколоночных (Polybed) блоков PSA [65].

Другой возможностью удаления части легкого компонента из колонны перед продувкой является сброс давления в слое параллельно направлению подачи. Этот этап очень полезен при очистке водорода и обычно называется этапом «обеспечения продувки», поскольку он обеспечивает подачу газа для продувки другой колонны [119].

Прямая разгерметизация применялась также для удаления менее адсорбированного газа из колонки с целью увеличения содержания наиболее адсорбированного газа внутри колонки (с целью его концентрации) [32, 120–122].

Интересная концепция разгерметизации колонны обеспечивается уникальной доступностью «свободного вакуума», полученного в космосе [123]. Для более быстрой разгерметизации было предложено открывать колонну с обоих концов для более быстрого выпуска газа. Также предлагалось параллельное выравнивание с использованием клапанов на разной длине колонки [124]. Также было предложено использовать подачу низкого давления в качестве продувки для повышения чистоты и извлечения по сравнению с циклом Скарстрома [125]. Для случая разделения тройной смеси предлагалась также подача и отвод одного продукта в промежуточных положениях колонны с конструкцией ВЦА, напоминающей схему Петлюка для ректификации [126, 127].

Басмаджян и Погорски [128] предложили рециклировать тяжелый компонент для вытеснения легкого компонента в конце продукта. Этот шаг назывался «полоскание». Хотя этап ополаскивания направлен на получение раствора с низкой концентрацией легких соединений, он широко используется для других целей: концентрирования более адсорбируемых частиц [32, 120–122, 129–132].

На самом деле количество возможных «шагов» не очень велико. Однако их эффективное использование оказалось сложной задачей.До сих пор вопрос, поставленный профессором Рутвеном в 1992 г., еще не получил полного ответа [133] («Возможна ли разработка алгоритма для автоматической генерации циклов ПСА и настройки различных шагов?»).

4. Параметры показателей эффективности процесса ВОБ

До сих пор было показано, что процессы ВАБ обладают огромной гибкостью в структуре (настолько большой, что иногда это может вводить в заблуждение). Можно использовать совершенно другое количество столбцов, а также возможно довольно большое количество циклов.Чтобы обеспечить определенную «общую основу» для понимания некоторых аспектов разработки ВАБ, желательно иметь некоторые «показатели эффективности» (PI), которые будут определять, насколько хорошо выполняется процесс ВАБ. Для определения таких параметров можно рассмотреть процесс ВАБ, изображенный на рисунке 2. На изображении показан процесс PSA с колонками (также может быть единица), вмещающий определенную массу адсорбента на колонку () и с несколькими соединительными линиями для размещения очень разных стадий.Цель состоит в том, чтобы отделить компонент от компонентов, и могут быть обнаружены два случая: либо целью PSA является очистка менее адсорбированного газа, либо, альтернативно, концентрирование более адсорбированного газа.


Наиболее распространенные ИП, встречающиеся в процессах ВАБ, перечислены в таблице 1 [134]. Два первых PI (чистота и извлечение) связаны с эффективностью разделения PSA и обычно устанавливают условие GO/NO GO при проектировании процесса. Если такие характеристики выполняются, «отпечаток пальца» агрегата оценивается по производительности.Наконец, энергетические соображения должны быть сделаны. Поскольку процесс настолько гибкий, трудно определить энергетический PI, кроме как сказать, что это сумма всей работы, затраченной на сжатие и создание вакуума. Обратите внимание, что извлечение и производительность имеют интегральную составляющую, которая в основном связана с изменениями скорости потока в выходных потоках.


Менее адсорбированный газ является продуктом Подробнее адсорбированный газ является продуктом


Energy = сумма всех сжатия и вакуумных источников, используемых

Большинство работ по процессам PSA показали, что обычно чистота и восстановление представляют компромисс для дизайна.В случае рекуперации менее адсорбированного газа, если используется более интенсивная продувка, больше загрязняющих веществ может быть десорбировано из колонны, и чистота повышается, но, поскольку из «нижнего конца» выходит больше легкого газа, рекуперация легкого газа меньше. . Аналогичный эффект наблюдается при использовании этапа промывки, а также при чистоте и извлечении более адсорбированного газа.

Тем не менее, существуют и другие стратегии, позволяющие повысить степень извлечения в процессе без серьезного влияния на чистоту. Случай Polybed PSA для очистки H 2 является хорошим примером [65].Установки, построенные до 1975 г., имели 4 колонны, а извлечение H 2 составляло около 60%. В настоящее время известны установки PSA с 12 колонками [65] и запатентовано до 16 колонок [135] с извлечением H 2 , близким к 90%. Когда количество колонок увеличивается, можно выполнить больше шагов выравнивания давления и, таким образом, меньше водорода теряется с загрязняющими веществами, увеличивая его извлечение.

Изменения в процессе PSA, представленные выше, были в основном направлены на повышение чистоты и извлечения целевого продукта (продуктов).В настоящее время несколько новых приложений PSA в качестве альтернативной технологии все еще находятся на стадии поиска правильной конфигурации цикла (шаговое планирование и время, количество столбцов и т. д.). Другие приложения на более устоявшихся рынках предназначены для улучшения либо размера блока, либо энергопотребления при разделении.

5. Роль адсорбента в PSA

Развитие материаловедения в последние 60 лет было достаточно интенсивным. Результатом стало открытие многих пористых материалов, от всех видов цеолитов и мезопористых материалов [136–141] до самых разнообразных поверхностей в активированных углях [142–145] и, в последнее время, координационных полимеров с большой площадью поверхности [146–151]. .Однако, как это ни странно, в настоящее время в установках КЦА используется очень мало материалов.

Обзор адсорбционных свойств различных материалов выходит за рамки данной работы, но можно найти хорошие базы данных с адсорбционными свойствами различных газов на нескольких адсорбентах [16, 152, 153]. Важно отметить, что материал, который будет использоваться в ВАБ, должен легко регенерироваться. В литературе часто встречаются адсорбенты с очень высокой емкостью, особенно при низких давлениях.Обычно изотермы газов на таких адсорбентах «прямоугольные»: очень крутые при низких давлениях и довольно пологие после определенного давления. Определяя «циклическую производительность» как разницу нагрузки между высоким и низким давлением цикла PSA, единственный способ получить приемлемую циклическую производительность — это продувка при очень высоком вакууме. Прямым следствием использования таких условий является быстрое увеличение потребляемой мощности. Таким образом, материалы, демонстрирующие линейные или слегка нелинейные изотермы, являются предпочтительными для конструкции PSA.

Одним из частых случаев является наличие многокомпонентной смеси газов, когда ряд соединений, подлежащих разделению, не может быть удален одним адсорбентом. Решение этой проблемы было найдено для случая очистки H 2 от метана паровой конверсией. В этой заявке H 2 смешивается с H 2 O, CO 2 , CO, непрореагировавшим CH 4 и, возможно, другими газами, такими как N 2 . Активированный уголь можно использовать для удаления H 2 O и CO 2 довольно избирательно, но загрузка CO довольно ограничена при малых парциальных давлениях.Таким образом, обычной практикой является использование разных слоев адсорбентов для увеличения содержания CO в одной и той же колонке. Этот подход применялся и в других разделениях [66, 70, 79, 154–160]. Последовательные слои адсорбентов также можно использовать для повышения производительности кинетических адсорбентов путем добавления материала, который легко регенерируется после кинетического адсорбента [161, 162].

Другим важным аспектом свойств материала для применений PSA является диффузия различных газов через его пористую структуру.Существуют различные типы «сопротивлений» диффузии из объемной газовой фазы к месту адсорбции [4, 5]. Это пограничный слой вокруг частицы адсорбента и сопротивления в макро-мезопорах, устьях микропор и микропорах (или кристаллах).

Однако в некоторых приложениях эти «проблемы» переноса массы стали частью решения. В самом деле, если диффузионное сопротивление одного из компонентов смеси очень велико, этот газ будет настолько долго адсорбироваться, что его можно будет отделить от другого газа, который быстрее диффундирует через поры.

Вскоре были обнаружены «кинетические процессы» [28]. Фактически, такие материалы, как цеолиты, из-за этого эффекта называют «молекулярными ситами» [136]. Другим примером кинетических материалов являются углеродные молекулярные сита (УМС) [29–31, 33, 38, 163–167]. CMS получают путем сжатия пор активированного угля, чтобы ограничить адсорбцию некоторых молекул. Его первое использование было для разделения воздуха, чтобы отделить O 2 от N 2 .

Крайним примером устойчивости к диффузии является молекулярное исключение, подобное процессу Изосив [5, 97–99].В процессе Isosiv н-парафины селективно адсорбируются в цеолите 5А, а изопарафины кинетически исключаются из кристаллов цеолита.

Совсем недавно несколько неорганических материалов оказались полезными для кинетического разделения [34, 36, 168–173]. Для кинетического разделения можно использовать особый вид титаносиликатов ЭТС-4, катионообменных с щелочноземельными металлами [35, 41, 174, 175]. В этих материалах размер пор можно регулировать с очень высокой точностью путем термической обработки образца.Многие исследования подтвердили, что CH 4 может быть исключен из структуры, в то время как газы типа H 2 S, CO 2 и особенно N 2 могут быть адсорбированы [43, 176, 177].

6. Достижения в области разработки технологических процессов

Из всех основных достижений в области разработки технологических процессов наиболее сложной является разработка циклических стратегий, которые могут улучшить показатели эффективности ВАБ. Несмотря на характеристики материала, разработка процесса ВАБ требует нескольких инженерных решений, которые иногда должны приниматься с очень глубоким влиянием на показатели эффективности.Основным недостатком разработки процесса ВОБ является то, что он довольно трудоемкий (и обычно итеративный).

При использовании современных компьютеров проектирование цикла ВОБ может выполняться путем моделирования различных сценариев. Существуют различные степени сложности определения модели PSA, обычно включающей несколько дифференциальных уравнений в частных производных, связанных уравнением состояния и моделью изотермы для определения термодинамических свойств газовой и адсорбированной фаз соответственно. Хотя модель может быть решена численными методами [55, 113, 178–183], для этой цели уже можно использовать несколько коммерческих программ: ASPEN, COMSOL, gPROMS, PROSIM и др. [18, 184–187]. ].

Моделирование процесса ВАБ требует начального этапа определения структуры цикла (упорядочивания шагов в заранее заданной последовательности), а затем оценки полученных показателей эффективности. Для выбранного цикла должны быть определены все времена стадий, давление продувки и расходы стадий промывки и продувки [25, 188–192]. В качестве альтернативы было предложено использовать общий «суперцикл» для оценки оптимальной продолжительности каждой из стадий [193].

В большинстве случаев определение цикла должно выполняться при определенных ограничениях, таких как объединение его в массив из нескольких столбцов.Другие ограничения могут быть связаны с наличием газа на стадии продувки, постоянным использованием вакуумного насоса для продувки и т.д. Доступность газа для этапа продувки может также исходить из этапа сброса давления (обеспечить продувку) [119] или из предварительно сохраненного количества в резервуаре [194]. Была предложена графическая процедура для планирования циклов ПСА [195, 196]. В литературе также обнаружено, что в некоторых случаях наилучший цикл не соответствует идеальному непрерывному ряду колонок, и поэтому используется «холостой» этап, когда колонка закрыта и не происходит эффективного этапа адсорбции или десорбции.Однако наличие периодов простоя приводит к меньшей единичной производительности установки ВЦА.

Пересматривая способ расчета производительности PSA, мы видим, что взаимодействие между влиянием технологического процесса и развитием адсорбента неоднозначно. Если у нас есть адсорбент с лучшей циклической емкостью, мы сможем адсорбировать больше газа за цикл и, таким образом, уменьшить общий вес адсорбента (или, наоборот, увеличить производство газа). С другой стороны, за счет улучшения технологического процесса мы могли бы улучшить производительность установки, сбалансировав количество производимого газа и, возможно, уменьшив количество используемых колонн.

Кроме того, существует третья альтернатива: сократить общее время цикла. Эта альтернатива была предложена много лет назад [197] и начала реализовываться в 80-х годах [198]. Когда общее время цикла меньше 30 секунд, процесс обычно называют быстрым PSA (RPSA) [145, 179, 198–214].

Типичное время цикла () нормального процесса ВАБ составляет порядка 10 минут. В это время адсорбент используется для адсорбции и десорбции определенного количества газа. В каждой колонке PSA это поглощенное количество будет распределено в начальной зоне, где достигнуто равновесие, и в зоне «массообмена» ближе к концу колонки, где адсорбент не полностью насыщен.Зона массопереноса связана с кинетическими ограничениями диффузии в адсорбент и осевого рассеивания. Сокращение времени цикла приведет к большему количеству кинетических ограничений и, следовательно, к более длинным зонам массопереноса. Однако, если сокращение времени цикла в 10 раз приводит к уменьшению количества адсорбированного/десорбированного в 2 раза (за счет кинетических ограничений на адсорбцию), то общая производительность установки КЦА все же увеличилась в 2 раза. 5. В результате единица СРП станет в пять раз меньше!

Есть несколько областей, в которых RPSA может иметь решающее значение.PSA для производства медицинского кислорода очень подходит для использования в больницах. Однако концепция RPSA открыла возможность создания портативных устройств достаточно небольших размеров, которые можно использовать для амбулаторных больных с хроническими заболеваниями легких [78, 215]. Сравнивая производительность процесса PSA для очистки водорода, можно отметить, что она значительно ниже, чем производительность, обнаруженная в других приложениях PSA. В такой области использование концепции RPSA может привести к значительному уменьшению размера [201, 216].

Использование RPSA ограничено гидродинамикой. При использовании сверхбыстрого поршневого PSA общее время цикла составило менее 5 секунд (его циклы адсорбции/десорбции напоминают расширение и сжатие в двигателе внутреннего сгорания). В таких условиях математические модели, используемые для моделирования нормальных процессов ФСА, могут не работать [210, 217]: описание переноса массы и энергии с использованием упрощений типа ЛДФ (линейная движущая сила) неприменимы. Существуют также некоторые особенности, связанные с RPSA, которые можно преодолеть с помощью специализированных устройств.

В процессах RPSA время, необходимое для повышения давления в слое, может быть проблемой. Было доказано, что с помощью сотового монолита можно уменьшить падение давления в процессе PSA [209] и, таким образом, сократить общее время повышения давления. В качестве альтернативы монолитным конструкциям предложены слоистые адсорбенты [218].

Другим изобретением, которое непосредственно применимо к технологии RPSA, является поворотный клапан [205, 207, 219]. Взяв в качестве примера блок PSA, показанный на рисунке 1, можно заметить, что ступенчатые изменения в нормальном PSA достигаются за счет одновременной работы иногда сложной группы клапанов.Используя поворотные многопортовые клапаны, можно изменить события, происходящие во всех колоннах одновременно. При использовании обычного набора клапанов сбой в течение одной секунды при открытии или закрытии одного из клапанов может оказать существенное влияние на цикл RPSA.

Другой подход к технологии PSA был реализован с использованием радиальных колонок [220–222]. При использовании радиальных колонн длина адсорбента обычно невелика (что приводит к уменьшению перепада давления), а количество газа, подлежащего очистке при разумной скорости газа, может быть выше.

Большая гибкость PSA обычно связана со сложностью процесса и по-прежнему является одной из основных проблем при внедрении этой технологии в нескольких областях промышленности. С другой стороны, большая гибкость процессов ВАБ по-прежнему составляет его главное преимущество и может быть причиной того, что он нашел применение в различных областях.

Технология PSA может считаться зрелой технологией в области разделения воздуха, осушки и очистки водорода, но предстоит еще много работы, чтобы внедрить эту технику в другие области [223].Многие исследователи по всему миру в настоящее время работают над улавливанием CO 2 из дымовых газов. Потенциально было продемонстрировано, что CO 2 может быть уловлен с помощью PSA [224–227], но необходимы более фундаментальные и долгосрочные пилотные исследования, чтобы должным образом сравнить этот метод с аминами. Также достаточно изучено разделение олефинов и парафинов адсорбцией, но энергетические затраты на разделение адсорбцией все еще сравнимы с перегонкой [228]. Использование PSA для повышения качества природного газа (в основном разделение CH 4 -CO 2 ) также остается проблемой [229, 230].Технология PSA и даже RPSA могут использоваться для повышения качества биогаза, но расход и уровень давления природного газа требуют альтернативных решений. Кроме того, новое жесткое законодательство, касающееся сокращения выбросов парниковых газов, меняет структуру процессов в энергетической и топливной отраслях. Новые процессы предполагают включать или интегрировать улавливание CO 2 , тем самым внося спецификации в наиболее адсорбируемое соединение. Решение, которое уже используется и нуждается в дальнейшем изучении, — это концепция двойного ВАБ [231–235].

Во всех этих появляющихся приложениях технологии PSA более быстрые и лучшие решения могут быть найдены благодаря хорошему взаимодействию между наукой о материалах и технологическим процессом.

Понимание механизма адсорбции и термодинамических аспектов катионного красителя метиленового синего на целлюлозной биомассе оливковых косточек из сточных вод

Характеристика адсорбентов

Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ)

косточек зеленой и черной оливы до и после адсорбции МБ.СЭМ-изображения (рис. 1A–F) дают представление о морфологии поверхности оливковых косточек, а также об изменениях, происходящих в результате адсорбции MB 38 . Морфология поверхности зеленых и черных оливковых камней имеет поры различной формы и размера. Также СЭМ выявляет наличие полостей на камнях зеленой и черной оливы, что является прямым указанием на высокую площадь поверхности адсорбентов. Однако морфология поверхности камней черной оливы кажется более гладкой, с меньшим количеством трещин и явных пор, чем у камней зеленой оливы.Такое же поведение наблюдали Rizzi et al. 26 . После адсорбции MB на косточках оливы поры косточек зеленой оливы (рис. 1B) кажутся размытыми, что указывает на заполнение MB. С другой стороны, СЭМ-изображения черных оливковых камней (рис. 1E) кажутся менее размытыми и более четкими. Это можно объяснить меньшими изменениями морфологии поверхности или адсорбцией на косточках черной оливы в тех же условиях. Более того, морфология поверхности косточек зеленой и черной оливы изменяется до и после адсорбции МС при исходной концентрации МС 600 частей на миллион (рис.1C,F) четко отображаются. При сравнении СЭМ-изображений камней, участвующих в адсорбции МГ при начальной концентрации 600 ppm, с камнями оливы до адсорбции МГ заметно, что поры все еще имеют большие размеры, четко выражены по структуре и достаточно четкие. Однако на рис. 1C, F показано, что черные оливковые камни стали менее прозрачными, чем зеленые оливковые камни, после адсорбции MB при исходной концентрации красителя 600 частей на миллион. Это привлекает внимание к потенциально значимой роли исходной концентрации красителя в адсорбции МС и изменении морфологии поверхности оливковых косточек.В исследовании, проведенном Udden et al. 39 по адсорбции MB на зрелых листьях манго были получены результаты анализа SEM. СЭМ-изображения были сделаны для зрелых листьев манго до и после адсорбции и обнаружили очевидные изменения в морфологии поверхности зрелых листьев манго. Поры зрелых листьев манго оказались значительно размытыми после адсорбции МБ. В другом исследовании, проведенном Borhade и Kale 38 , кальцинированная яичная скорлупа, участвующая в адсорбции трех красителей (родамин B, эриохром черный T и мурексид), была проанализирована на СЭМ.Изображения СЭМ показали, что после адсорбции красителей на прокаленной яичной скорлупе резко изменилась морфология поверхности адсорбента. Поры прокаленной яичной скорлупы после адсорбции красителей были расплывчатыми и более сплоченными.

Рисунок 1

СЭМ-изображения зеленых и черных оливковых камней размером 0,50–0,250 мм до и после адсорбции MB. ( A ) Зеленые оливковые косточки при 25 °C. ( B ) Зеленые оливковые камни после адсорбции MB (1000 ppm MB).( C ) Зеленые оливковые камни после адсорбции MB (600 ppm MB), ( D ) Черные оливковые камни при 25 °C. ( E ) Камни черной оливы после адсорбции MB (1000 ppm MB). ( F ) Камни черной оливы после адсорбции MB (600 ppm MB).

Инфракрасный Фурье-преобразование (FTIR)

Определение органических соединений, молекулярной структуры, химических связей и, главным образом, функциональных групп любого органического материала выполняется с помощью FTIR. FTIR-анализ дает представление о конкретных функциональных группах в косточках оливы, которые участвуют в восстановлении МБ.На рис. 2A, B показаны спектры FTIR для камней из зеленой и черной оливы до и после адсорбции MB при начальной концентрации MB 600 ч./млн.

Рисунок 2

FTIR-спектры косточек зеленой и черной оливы до и после адсорбции MB. ( A ) Зеленые оливковые камни и ( B ) черные оливковые камни. Условия эксперимента: концентрация: 600 ч/млн, рН 10, температура: 15°С, объем: 50 мл, масса адсорбента: 0,05 г, размер частиц: 0,50–0,250 мм, время контакта: 24 ч.

Пики в спектрах FTIR для зеленых и черных оливковых камней обозначены прямоугольниками на рис. 2. Из FTIR-спектров зеленых оливковых камней (рис. 2A) можно заметить, что картина поглощения не изменилась. значительно с адсорбцией MB. Однако четыре пика были получены при адсорбции МГ на косточках зеленой оливы. Пик при 2922 см -1 характерен для растяжения C-H и, в частности, для колебаний -CH 3  > CH 2 , CHO и CH целлюлозных функциональных групп 40,41 .Белки имеют характерные пики FTIR между 1800 и 1500 см -1 , где полосы амида-I находятся между 1700 и 1600 см -1 из-за валентных колебаний пептидной связи 42 . Кроме того, пики изгибных колебаний N–H, характерные для амида-II, возникают в области между 1600 и 1500 см -1 . Камни зеленой оливы при исследовании выявили пики при 1692 и 1598 см -1 , которые объясняют растяжение пептидной связи и изгиб NH соответственно из-за адсорбции MB 42 .Кроме того, пик, наблюдаемый при 1033 см -1 после адсорбции MB на косточках зеленой оливы (рис. 2A), в основном обусловлен колебаниями растяжения, вызванными полисахаридами, в частности гемицеллюлозами. Согласно исследованиям, в области FTIR между 1200 и 900 см -1 преобладают функциональные группы полисахаридов, такие как колебания C-C, C-O, C-O-C и C-O-P 40,41, 43 .

Напротив, черные оливковые камни показали больше пиков FTIR (рис. 2B), чем зеленые оливковые камни после адсорбции MB.Это может быть связано с наличием большего количества функциональных групп, ответственных за адсорбцию MB в косточках черной оливы, чем в косточках зеленой оливы 35 . Этот результат подтверждается изображениями SEM, полученными и обсужденными для оливковых косточек в предыдущем разделе. Также были получены пики при 2922 и 2854 см -1 для камней черной оливы. Это указывает на роль функциональных групп –CH 3  > CH 2 , CHO и CH в восстановлении MB камнями черной оливы 40 .При этом пик для камней черной оливы на 1742 см −1 характерен для функциональной группы C=O 36,39 , а на 1599 см −1 характерен для изгиба N–H. На рисунке 2B также показан пик на высоте 1330 см -1 , который соответствует асимметричному и симметричному изгибу C-H 41,43 . Пик при 1031 см -1 на рис. 2B для адсорбции MB обусловлен колебаниями C-C, C-O, C-O-C и C-O-P. Для зеленых и черных оливковых камней (рис.2А,Б), отсутствие пиков между 500–600 см –1 указывает на роль функциональных групп алкилгалогенидов, таких как C–Cl, C–Br и C–I, в процессе адсорбции МГ на адсорбентах. не были значимыми 40,41,43,44 .

Элементный анализ углерода, водорода и азота (CHN), раствор pH
и Объемная плотность и плотность частиц

Очень важно получить полное представление о составе адсорбентов, в частности, углерода, водорода и азота содержание.Как упоминалось ранее, углеродсодержащие материалы позволяют достичь эффективного уровня адсорбции благодаря своей пористой природе и структуре 21,45 . В таблице 1 показан элементный анализ углерода, водорода и азота (CHN), распределение пор по размерам, pH раствора 900–63, раствор 900–64, а также объемная плотность и плотность частиц адсорбентов. Из таблицы 1 видно, что в камнях черной оливы содержится немного больше углерода, водорода и азота, чем в камнях зеленой оливы. Были измерены значения pH для зеленых и черных оливковых косточек до и после адсорбции MB.Был сделан вывод, что косточки оливы имеют слабокислую природу. Однако камни из зеленой оливы показали более низкое значение pH, чем камни из черной оливы. При этом значение рН косточек зеленой оливы уменьшилось на 0,19 при гомогенизации раствора под воздействием механического встряхивателя, а для косточек черной оливы значение рН увеличилось на 0,03.

Таблица 1 Элементный анализ CHN, pH , раствор , характеристики размера пор и площади поверхности, объемная плотность и плотность частиц оливковых косточек.

Насыпная плотность любого материала в виде частиц относится к массе материала, деленной на объем, который он занимает, тогда как плотность частиц определяется как масса материала, деленная на объем вытесненной воды 31 . Кроме того, знание пространственного расположения и упаковки косточек зеленой и черной оливы, а также их объемной плотности поможет выбрать правильную плотность адсорбента для максимальной очистки от MB. Результаты показали, что камни из черной оливы имеют немного более высокую объемную массу и плотность частиц, чем камни из зеленой оливы.Из таблицы 1 видно, что площадь поверхности и объем пор у зеленых оливковых косточек значительно выше, чем у черных оливковых.

Изотермы адсорбции

Влияние рН раствора на адсорбцию МБ косточками оливы

На адсорбцию красителя в значительной степени влияет рН раствора. Когда красители присутствуют в воде, они диссоциируют и ионизируются, образуя электростатические заряды в растворе 46 . Количество и виды электростатических зарядов, которые красители выделяют в воде, регулируются рН раствора 33 .Следовательно, в адсорбционной системе степень, в которой определенный краситель будет притягиваться и прилипать к адсорбенту, зависит от pH. Это связано с тем, что противоположные электростатические заряды притягиваются, а равные электростатические заряды отталкиваются. В методе экологической адсорбционной очистки важно изучить влияние рН раствора на степень удаления загрязнителя адсорбентом 32,47 . По этим причинам влияние pH раствора было первым тестируемым параметром адсорбции MB на косточках зеленой и черной оливы.На рисунке 3 показано процентное удаление МБ косточками оливы при различных значениях pH. Значения pH, исследованные для адсорбции MB на косточках оливы, составляли 2, 4, 6, 8 и 10. Адсорбция MB на косточках зеленой и черной оливы была максимальной при pH 10 и минимальной при pH 2 (значение P ). ≥ 0,05). Это означает, что когда раствор находится на самом высоком базовом уровне, может быть достигнут самый высокий процент удаления МБ (80,2% для зеленых оливковых косточек и 70,9 % для черных оливковых косточек).Это может быть связано с преобладанием отрицательных зарядов на поверхности адсорбента, что приводит к более высокому электростатическому притяжению и прилипанию МС из-за его катионной природы 26,33 . Меньший процент удаления, полученный в кислых условиях (pH 2), можно объяснить тем фактом, что поверхность адсорбента оказалась положительно заряженной для катионного адсорбата, что привело к электростатическому отталкиванию и, как следствие, меньшей адсорбции 26 . Аналогичные результаты по адсорбции MB и Alizarin Red S косточками оливы были получены в исследовании, проведенном Albadarin и Mangwandi 48 .Установлено, что адсорбционная емкость анионного ализаринового красного S максимальна при рН 3,28, тогда как максимальная адсорбционная емкость катионного МС достигается при основных значениях рН. Кроме того, Iqbal and Ashiq 49 исследовали адсорбцию различных красителей, в том числе МБ и малахитовой зелени, на активированный уголь. Исследование показало, что оптимальная адсорбция анионных красителей происходила при низких значениях рН, тогда как для МС и малахитового зеленого (катионные красители) адсорбция была максимальной при повышенных значениях рН.Исследование представляет собой дальнейшее понимание влияния pH на адсорбцию загрязняющих веществ в зависимости от их ионной природы.

Рисунок 3

( A ) Процент удаления MB из воды зелеными и черными оливками при различных значениях pH, ( B ) возможное взаимодействие MB с поверхностью оливковых косточек при разных значениях pH, и ( C ) механизмы адсорбции для поглощения MB непористыми и пористыми твердыми телами (модифицировано из 50 ). Условия эксперимента: размер частиц: 0.50–0,250 мм, масса адсорбента: 0,05 г, температура: 25 °С, начальная концентрация красителя: 1000 ч/млн, объем раствора: 50 мл, время контакта: 24 ч.

Рисунок 3 также показывает, что для зеленых оливковых косточек процент удаления MB постоянно увеличивался по мере увеличения pH (pH 2–6), затем снижался при pH 8 (73,7%), а затем более резко увеличивался при pH 10. On с другой стороны, процент удаления MB для косточек черной оливы немного увеличился с 68 до 70% при изменении pH от 2 до 4, а затем очень незначительно снизился до 69.5% при рН 6 с последующим увеличением при рН 8 и 10. Кроме того, стоит отметить, что для косточек черной оливы такое же процентное удаление было получено при рН 4 и 8 (70%). Из общих тенденций процентного удаления МС для обоих типов косточек оливы становится ясно, что рН и ионная сила оказывают гораздо большее влияние на адсорбцию МС на косточках зеленой оливы по сравнению с косточкой черной оливы. Это можно наблюдать по большим изменениям в процентном удалении, так как pH косточек из зеленой оливы варьировался по сравнению с косточками из черной оливы.Стоит отметить, что, несмотря на меньший процент удаления МС, полученный при кислых значениях pH, адсорбцию все же можно считать высокоэффективной благодаря достигнутым общим высоким процентам (все равны или выше 68%). Подобные общие высокие проценты адсорбции дисперсного красителя из водного раствора косточками оливы были получены в исследовании, проведенном Рицци и другими в 2017 г. 26 . Исследование обращает внимание на наличие различных сил взаимодействия, равнозначных электростатическим взаимодействиям, участвующим в процессе адсорбции.Предлагаемые наиболее популярные силы взаимодействия между адсорбентами и молекулами адсорбата — это гидрофобные и гидрофильные силы, Н-связь и силы Ван-дер-Ваальса.

Для детального изучения влияния рН раствора на адсорбцию МС на двух типах оливковых косточек были проведены еще два эксперимента, связанных с рН. Первый — это измерение естественного pH МС, присутствующего в 50 мл дистиллированной воды, который, как было установлено, составляет около 5. Второй эксперимент включал второе измерение pH раствора после проведения эксперимента с периодической адсорбцией.Это позволяет сравнить рН до и после адсорбции, что важно для получения более надежных выводов о влиянии рН на механизмы адсорбции оливковых косточек 47 . Значение рН, отрегулированное до адсорбции МС косточками оливы, в данном исследовании называется начальным рН, а значение рН, измеренное после адсорбции МС косточками оливы, является конечным рН. Разницу между двумя значениями pH рассчитывали как ∆pH.

Можно заметить, что для обоих типов оливковых косточек наблюдалось постоянное увеличение ∆pH по мере увеличения исходного pH с 2 до 10.При изучении влияния рН раствора на адсорбцию МС на косточках оливы был сделан вывод, что значение рН, отвечающее за самый высокий процент удаления МС на косточках оливы, составляло 10. Также было отмечено, что адсорбция МС на косточках оливы в целом предпочтительные основные значения рН. В результате более высокого удаления МС на оливковых косточках при более высоких значениях рН конечное значение рН системы находится где-то между начальным рН и естественным значением рН МС, которое, как было установлено, равно 4.Это означает, что поверхность косточек оливы движется к достижению равновесного состояния после адсорбции в сторону исходного pH MB. Например, конечные значения рН косточек зеленой и черной оливы, участвующих в адсорбции МС, при начальном рН 10 составляют 7 и 7,1 соответственно. С другой стороны, из-за, возможно, меньшей адсорбции МС на зеленых и оливковых камнях при кислом рН конечные значения рН существенно не изменились по сравнению с начальными значениями рН. Например, при рН 2 (где было достигнуто наименьшее процентное удаление МС для обоих типов оливковых косточек) конечные значения рН были равны 2.2 и 2,4 для камней зеленой и черной оливы соответственно. Электростатическое взаимодействие и водородная связь были предложены в качестве доминирующих механизмов адсорбции при основных и кислых рН соответственно. В то время как гидрофобно-гидрофобное взаимодействие было доминирующим механизмом при нейтральном рН. На рисунке 3B показано возможное взаимодействие MB с поверхностью оливковых косточек при различных значениях pH. На рисунке 3C показаны механизмы адсорбции МС непористыми и пористыми твердыми телами. Предполагается, что механизм адсорбции молекул МГ может быть реализован как одностадийный, при котором достигается быстрое равновесие на поверхности адсорбента.Миграция MB в поры и связывание с сайтами связывания с более высокой энергией также может быть достигнута как более медленная стадия 50 .

Влияние исходной концентрации МС на его адсорбцию косточками оливы

Исходная концентрация красителя косвенно влияет на эффективность удаления красителя, увеличивая или уменьшая доступность участков связывания на адсорбенте. Существует непосредственная связь между процентным удалением красителей и исходной концентрацией красителей в адсорбционных системах 51 .Как правило, увеличение начальной концентрации красителя в растворе приводит к насыщению адсорбционных центров на поверхности адсорбента, что в конечном итоге приводит к снижению эффективности удаления. Несмотря на эту общую тенденцию, во многих случаях увеличение концентрации красителя вызывает увеличение емкости адсорбента 33 . Результаты процентного удаления MB обоими типами косточек оливы представлены на рис. 4A–C. Из общих тенденций, представленных на рис.4А видно, что адсорбция МС на косточках зеленой оливы сильно отличается от адсорбции красителя на косточках черной оливы. Камни зеленой оливы демонстрируют самый высокий процент удаления МС при начальной концентрации красителя 400 частей на миллион (удаление 93,5%), в то время как самый высокий процент удаления МС для камней черной оливы (удаление 65,9%) наблюдается при самой низкой начальной концентрации МС. (50 частей на миллион). В результате можно предположить, что камни из зеленой оливы более эффективны, чем камни из черной оливы, в очистке сточных вод с более высокой концентрацией MB.С другой стороны, камни из черной оливы кажутся лучшим выбором, чем камни из зеленой оливы, в качестве эффективных адсорбентов для MB при более низких концентрациях красителя. Кроме того, самые низкие проценты адсорбции MB на косточках зеленой и черной оливы наблюдались при исходных концентрациях красителя 600 частей на миллион. На рис. 4А показано, что, когда исходная концентрация красителя составляла 600 частей на миллион, только 23,1% и 23,4% МС были удалены камнями зеленой и черной оливы соответственно. Эти низкие проценты адсорбции подтверждаются обсуждавшимися выше изображениями СЭМ, на которых морфология поверхности оливковых косточек существенно не изменилась по сравнению с исходным состоянием при начальной концентрации красителя 600 частей на миллион.

Рисунок 4

( A ) Влияние исходной концентрации красителя на косточки зеленой и черной оливы (размер частиц 0,5–0,250 мм), ( B ) влияние размера частиц косточки зеленой оливы (1–0,5 , 0,5–0,250 и 0,250–0,125 мм) ( C ) влияние размера частиц косточек черной оливы. Условия эксперимента: масса адсорбента: 0,05 г, объем 50 мл, рН 10, температура: 25°С, время контакта: 24 ч.

Кроме того, процент удаления МБ на косточках зеленой оливы при 50 ч/млн составил 54.1 %, затем оно увеличилось до 66,8 % при 100 чнм, а затем снизилось до 48,1 % и 47,6 % при 200 чнм и 300 чнм соответственно. После увеличения исходной концентрации МС с 300 до 400 частей на миллион наблюдалось максимальное процентное удаление, которое было отмечено при исходной концентрации МС 400 частей на миллион. За самым низким процентом удаления МБ косточками зеленой оливы при 600 ч/млн последовало увеличение до 39,8% при 800 ч/млн и еще одно увеличение до 48,5% при 1000 ч/млн. Эти случаи могут быть связаны с несколькими факторами, обсуждаемыми Albroomi et al. 52 следующим образом: (1) при низких начальных концентрациях красителя наличие вакантных пор и мест связывания на косточках зеленой оливы высокое. Однако фракционная адсорбция и массоперенос МГ становятся низкими; что приводит к более низкому проценту удаления МС при начальных концентрациях красителя ниже 400 частей на миллион, (2) по мере увеличения исходных концентраций МС с 300 до 400 частей на миллион сила массопереноса МС также увеличивается, что приводит к высокому проценту адсорбции на большом количестве доступного связывания. участках зеленых оливковых камней, и (3) по мере того, как начальные концентрации МС продолжают увеличиваться выше 400 м.д. и особенно при 600 м.д., отношение молекул красителя к доступным участкам связывания находится на уровнях, которые не поддерживают перенос массы.Кроме того, при начальных концентрациях MB выше 600 млн массоперенос молекул MB выше из-за увеличения соотношения MB к ​​сайтам связывания, однако количество доступных сайтов связывания на камнях зеленой оливы будет уменьшаться и исчезать по мере того, как молекулы MB занимают их. В целом это приводит к более низкому проценту удаления МС при высоких начальных концентрациях.

Аналогичные результаты были получены Vijayakumar и др. 53 , которые изучали адсорбцию красителя Rhodamine-B на перлите.Было установлено и сделано заключение, что оптимизация процента адсорбции может быть достигнута за счет увеличения исходной концентрации красителя. Кроме того, Терангпи и Чакраборти 51 исследовали влияние исходной концентрации кислотных азокрасителей на их адсорбцию на анилинформальдегидном конденсате. Два изученных кислотных азокрасителя были известны как кислотный оранжевый 8 (AO8) и кислотный фиолетовый 7 (AV7). Адсорбция обоих красителей способствовала увеличению начальных концентраций. Однако загрузка AO8 занимает меньше времени и обеспечивает более высокую адсорбционную способность, чем AV7, при тех же начальных концентрациях красителя.

С другой стороны, черные оливковые камни показали меньшие колебания процентного удаления MB, чем зеленые оливковые камни. Наблюдается общая тенденция процентного удаления MB камнями черной оливы с меньшими колебаниями возрастания/уменьшения с каждой начальной концентрацией, чем у камней зеленой оливы. Это может быть связано с неоднородностью процесса адсорбции и возникновением многих типов химической связи и координации молекул МБ на косточках зеленой оливы в результате их уникальных функциональных групп, связанных с адсорбцией 34 .Кроме того, самый высокий процент удаления МБ на косточках черной оливы был при 50 ч/млн, за которым следовали снижения при 100 ч/млн (удаление 60,2%) и 200 ч/млн (удаление 42,3%), чтобы увеличиться до 56,5% при 300 ч/млн и снова уменьшиться при 400 частей на миллион, чтобы достичь 47,6%. После значительного падения удаления МБ косточками черной оливы при 600 ч/млн оно увеличилось при 800 ч/млн до 35,6% и лишь незначительно при 1000 ч/млн до 36,5%. Причина высокого процента адсорбции MB на косточках черных оливок при самой низкой начальной концентрации красителя (50 частей на миллион) может быть связана с меньшей доступностью участков связывания на косточках черных оливок по сравнению с косточками зеленых оливок.Это наблюдение обсуждалось ранее на изображениях SEM, сделанных для двух типов оливковых косточек. Когда поры адсорбирующего материала невелики или не имеют эффективной площади поверхности для адсорбции загрязнителей, адсорбция будет благоприятствовать при более низких начальных концентрациях красителя. Это обычно происходит со многими типами адсорбентов, где силы массообмена малы из-за низких начальных концентраций молекул адсорбата. Это было продемонстрировано Borhade и Kale 38 , которые исследовали адсорбцию красителей Rhodamine B, Eriochrome black T и Murexide на порошке яичной скорлупы.Исследование показало, что при фиксированном количестве адсорбента и различных исходных концентрациях красителя адсорбционная способность порошка яичной скорлупы максимальна при наименьших концентрациях для всех исследованных красителей. В другом исследовании, проведенном Hameed и El-Khaiary 54 , включающем адсорбцию MB на кожуре бобов, было обнаружено, что адсорбция красителя снижается по мере увеличения его исходной концентрации. Противореча этим выводам, исследование, проведенное Zehra et al. 55 при удалении красителя Crystal Violet с использованием обработанного дрожжами торфа обнаружено, что адсорбция красителя увеличивается с увеличением исходной концентрации красителя.Таким образом, можно сделать вывод, что адсорбция МБ на косточках зеленой и черной оливы в значительной степени зависит от многих факторов, среди которых основное значение имеют рН, исходная концентрация красителя и характеристики адсорбента 33 .

Влияние размера частиц оливковых косточек на адсорбцию МБ из воды

Размер частиц адсорбента сильно влияет на его способность адсорбировать загрязняющие вещества 34 . Увеличение размера частиц адсорбента обычно приводит к снижению его адсорбционных свойств из-за уменьшения площади поверхности.С другой стороны, уменьшение размера частиц адсорбента приведет к улучшению его адсорбционных свойств за счет увеличения площади поверхности 56,57 . Однако это не всегда так, поскольку значительное уменьшение размера частиц может привести к менее эффективным условиям с точки зрения устойчивости и экологически безопасных методов восстановления. Некоторыми из недостатков чрезмерного уменьшения размеров частиц могут быть снижение выхода и жесткости адсорбента, а также увеличение затрат на процесс адсорбции.Таким образом, оптимизация размера частиц адсорбента необходима для оптимизации условий для каждого уникального случая восстановления 58 . По этим причинам были проведены эксперименты по периодической адсорбции МГ с использованием трех размеров частиц камней зеленой и черной оливы (1,00–0,50, 0,50–0,250 и 0,250–0,125 мм). В предыдущих экспериментах изучался и подробно обсуждался средний размер оливковых косточек (0,50–0,250 мм). На рис. 4B, C показано процентное удаление МС обоими адсорбентами при разных размерах частиц (1.00–0,50, 0,50–0,250, 250–0,125 мм).

Из общих тенденций, показанных на рис. 4B, видно, что тенденции процентного удаления MB на камнях зеленой оливы размером 1,00–0,50 мм и 0,250–0,125 мм аналогичны. Однако выделяется тенденция процентного удаления среднего размера (0,50–0,250 мм). Удаление МБ на адсорбенте, имеющем самый высокий и самый низкий размер частиц, колеблется при низких начальных концентрациях МБ (50–400 частей на миллион), пока не достигнет относительно постоянного состояния.На рисунке 4B показано, что адсорбция МБ на косточках зеленой оливы с самым большим размером частиц является значительно эффективной. Это видно из общего высокого процента удаления, полученного при всех исследованных исходных концентрациях МС (процент удаления выше 65%). Кроме того, из рис. 4B видно, что самый высокий и самый низкий процент удаления MB на косточках зеленой оливы размером 1,00–0,50 мм был получен при начальных концентрациях красителя 50 частей на миллион и 1000 частей на миллион соответственно. Камни зеленой оливы адсорбировали 84.5 % MB при 50 ppm MB и 65,7 % MB при 1000 ppm (значение P  ≥ 0,05). По сравнению с исследованным адсорбентом с наибольшим размером частиц (1,00–0,50 мм) адсорбция МГ на исследованных адсорбентах с наименьшим размером частиц (0,250–0,125 мм) меньше колеблется при изменении концентрации красителя. На рисунке 4B также показано, что косточки зеленой оливы с наименьшим размером частиц достигли самого высокого и самого низкого процентного удаления МС при начальных концентрациях МС 100 ч/млн и 800 ч/млн соответственно (значение P  < 0.05). Из рисунка 4B можно сделать вывод, что адсорбция MB на косточках зеленой оливы способствует уменьшению размера частиц из-за увеличения площади поверхности для связывания.

С другой стороны, на рис. 4C показано процентное удаление МБ косточками черной оливы с разным размером частиц. Как и на рис. 4A, общие тенденции для камней черной оливы при наибольшем и наименьшем размерах частиц кажутся схожими. Похоже, что косточки черной оливы достигли самого высокого и самого низкого процентного удаления МБ при начальных концентрациях красителя 100 частей на миллион и 400 частей на миллион соответственно.Процентное удаление МБ 90,2% было получено при 100 ч/млн и 74,2% при 400 ч/млн. По сравнению с общим процентным удалением МБ камнями из зеленой оливы (рис. 4B) при том же размере частиц (1,00–0,50 мм) можно сделать вывод, что камни из черной оливы более эффективны в восстановлении МБ, чем камни из зеленой оливы при размер исследуемых частиц (значение P  ≥ 0,05). Это связано с общей более высокой ремедиацией МБ черными оливковыми камнями размером 1,00–0,50 мм (процент удаления выше 74%).Кроме того, представление процентного удаления MB на камнях черной оливы в диапазоне размеров 0,250–0,125 мм показано на рис. 4C. Камни черной оливы получили самый высокий и самый низкий процент удаления МС при начальных концентрациях МС 100 частей на миллион и 800 частей на миллион соответственно (значение P  < 0,05). Тем не менее, камни из черной оливы обеспечивали несколько более высокий процент удаления MB, чем камни из зеленой оливы (рис. 4B) при 100 млн (93,6 % для черных и 90,5 % для зеленых оливковых камней).Напротив, при исходной концентрации МС 800 частей на миллион камни из зеленой оливы (рис. 4B) по-прежнему обеспечивали более высокий процент удаления красителя (78%), чем камни из черной оливы (72,9%). Кроме того, камни из зеленой оливы показали более высокий процент удаления МБ при 200, 300, 400, 800 и 1000 частей на миллион, чем камни из черной оливы при наименьшем размере частиц (рис. 4B, C). Это может привести к выводу, что камни из зеленой оливы могут быть более эффективными, чем камни из черной оливы, в восстановлении более широкого диапазона концентраций MB при уменьшении размера частиц.

На рис. 4B,C показано, что косточки зеленой оливы адсорбировали более высокие проценты МБ при 100, 200, 400, 800, 1000 ч/млн, чем косточки черной оливы при среднем размере частиц. Следовательно, как и в случае с результатами, полученными для размера частиц адсорбента 0,250–0,125 мм, камни из зеленой оливы более эффективны, чем камни из черной оливы (диапазон размеров 0,50–0,250 мм), в обесцвечивании более широкого диапазона концентраций МГ. В целом, результаты, полученные для адсорбции MB на косточках зеленой и черной оливы при трех размерах частиц, показывают, что адсорбция увеличивается с уменьшением размера частиц косточки зеленой оливы в широком диапазоне исходных концентраций красителя.Напротив, камни из черной оливы демонстрировали более высокую адсорбцию MB, чем камни из зеленой оливы, при увеличении размера частиц адсорбента.

Аналогичные результаты были получены Wong et al. 59 , изучение влияния размера частиц на адсорбцию пяти кислых красителей на хитозане. Для всех исследованных красителей адсорбционная способность хитозана увеличивалась с уменьшением размера частиц, что свидетельствовало о важности площади поверхности для адсорбции. Кроме того, было показано, что адсорбция билирубина, связанного с альбумином, на гранулированный активированный уголь различного микрометрового размера способствует уменьшению размера частиц из-за увеличения площади поверхности и объема пор 60 .Магри и др. 61 изучали адсорбцию МБ на стеблях кукурузы и скорлупе Mytilus Edulis при различных размерах частиц. Адсорбция МГ увеличивалась при уменьшении размера частиц обоих адсорбентов. Тем не менее, оба адсорбента, участвовавшие в исследовании, продемонстрировали самые высокие показатели удаления метиленового метила при различных размерах частиц. Стебли кукурузы поглощали больше красителя в диапазоне размеров 0,08–0,2 мм, в то время как скорлупа Mytilus Edulis поглощала больше MB в диапазоне размеров 0,056 мм и меньше. Эти результаты указывают на уникальность адсорбентов по отношению к загрязняющим веществам из-за различных факторов, таких как морфология поверхности и химический состав, которые играют важную роль в процессах адсорбции.

Влияние температуры на адсорбцию МБ косточками маслины и термодинамику

Процессы адсорбции обычно экзотермические; однако некоторые из них являются эндотермическими. Это означает, что адсорбционная способность адсорбента может увеличиваться или уменьшаться с повышением температуры. Увеличение адсорбционной способности с температурой указывает на эндотермический процесс адсорбции, а уменьшение адсорбционной способности с повышением температуры указывает на экзотермический процесс.Температура играет важную роль в контроле силы адсорбционных сил между адсорбентом и молекулами адсорбата 32,33 . Влияние температуры на восстановление МБ на косточках зеленой и черной оливы изучали при 25, 35 и 45 °C. Процентное удаление МБ адсорбентами при исследовании представлено на рис. 5А,Б. Как показано на рис. 5, оба оливковых косточка достигли более высокого процента удаления МБ при повышении температуры с 25 до 45 °C.Наибольшая адсорбция МБ на обоих типах оливковых косточек (рис. 5) происходила при 45 °C (значение P  < 0,05). Это указывает на то, что процесс адсорбции является эндотермическим и благоприятствует высоким температурам 52 . В частности, тенденция, наблюдаемая при адсорбции МС на косточках зеленой оливы при 35 и 45 °C (рис. 5А), показывает увеличение адсорбции с температурой, где адсорбция была максимальной при более низких начальных концентрациях МС. Сравнивая тенденции адсорбции МБ на косточках черной оливы при 35 и 45 °C (рис.5Б), видно, что тренды адсорбции немного отличаются. Показано, что процент удаления исходной концентрации 50 частей на миллион MB на косточках черной оливы при 35 °C был намного ниже, чем процент удаления исходной концентрации 50 частей на миллион MB при 45 °C. В недавнем исследовании были получены аналогичные результаты, в которых изучалась адсорбция красителя конго красный (CR) на Са-бентоните при температуре от 20 °C до 50 °C. Исследователи обнаружили, что процент удаления CR был самым высоким при 50 °C 62 .Адсорбцию родамина Б на перлите исследовали при трех различных температурах: 30, 40 и 50 °C. По результатам исследования Родамин Б продемонстрировал облегченную адсорбцию на адсорбенте при повышении температуры от 30 до 50 °C 53 . Аль-Дегс и др. 63 также изучали влияние температуры на адсорбцию C.I. Реактивный синий 2 и C.I. Реактивный желтый 2 окрашивает активированный уголь. Исследование показало, что адсорбционная способность красителей благоприятствует более высоким температурам.Исследование показало, что процесс адсорбции является эндотермическим, когда молекулам красителя требуется энергия, чтобы двигаться и проникать глубже в микропоры активированного угля при повышении температуры. MB в исследовании показывает аналогичное поведение по отношению к оливковым косточкам, где энергия от повышения температуры может усилить процесс адсорбции.

Рисунок 5

Влияние температуры (25, 35 и 45 °C) на адсорбцию МБ на ( A ) косточках зеленой оливы и ( B ) косточке черной оливы.Условия эксперимента: масса адсорбента: 0,05 г, размер частиц 0,50–0,25 мм, объем: 50 мл, рН 10, время контакта: 24 ч.

Модели изотерм адсорбции

Изотермы адсорбции описывают взаимосвязь при равновесии количества адсорбированного материала на адсорбенте (q e ) и равновесной концентрации в объеме жидкости (C e ) при постоянной температуре и рН. Следовательно, может быть достигнута критическая оптимизация путей механизмов адсорбции, емкости и свойств поверхности адсорбентов, а также адсорбционных систем 32,64 .По этим причинам были протестированы четыре модели изотерм, известные как Ленгмюр, Фрейндлих, Дубинин-Радушкевич и Темкин, чтобы определить применимость камней зеленой и черной оливы для очистки воды от МБ. Рассчитанные константы изотерм и параметры уравнений, относящиеся к адсорбции МБ на косточках оливы, представлены в табл. 2. При общем наблюдении все модели изотерм для двух адсорбентов показывают высокие значения R 2 , что означает, что адсорбция МБ на зеленые и черные оливковые камни подходят для всех моделей 65 .Тем не менее, косточки зеленой оливы получили самое высокое значение R 2 с моделью изотермы Темкина, тогда как косточки черной оливы показали самое высокое значение R 2 с моделью изотермы Ленгмюра.

Таблица 2 Параметры уравнений моделей изотерм Ленгмюра, Фрейндлиха, Дубинина–Радушкевиша и Темкина для адсорбции МГ на двух адсорбентах с различными начальными концентрациями МГ и температурами при 25, 35 и 45 °C.

Значения R 2 модели изотермы Ленгмюра для косточек зеленой и черной оливы (таблица 2) показывают, что оба адсорбента следуют теории модели.Это означает, что молекулы МБ образуют однородный монослой без взаимодействия молекул с соседними центрами 39 . Было обнаружено, что адсорбционная способность монослоя (Q 0 ) косточек зеленой оливы немного выше, чем косточки черной оливы со значениями 588,2 мг/г и 476,2 мг/г соответственно. Соответственно, из значений константы изотермы Ленгмюра (K L ) можно сделать вывод, что адсорбция МБ на косточках черной оливы более благоприятна, чем на косточках зеленой оливы 66 .Таблица 2 также показывает, что адсорбция МБ на косточках зеленой и черной оливы в значительной степени соответствует модели изотермы Фрейндлиха. Высокий R 2 позволяет сделать вывод о том, что адсорбция МБ на исследованных адсорбентах обратима и неидеальна с образованием неоднородных мультислоев адсорбированных материалов на поверхности адсорбента 53 . Значения n , связанные с моделью изотермы Фрейндлиха для зеленых и черных оливковых косточек, равны 1.5 и 1.7. Значение n имеет большое значение, когда требуется указание кривизны изотермы. Если получено значение n , равное 1, то адсорбция является линейной, если n больше 1, то адсорбция является физическим процессом и является благоприятным, а если значение n меньше 1, адсорбция является химический процесс и неблагоприятный 67,68 . По результатам исследования оба процесса адсорбции МБ (на косточках зеленой и черной оливы) протекают по благоприятному физическому процессу.Другая константа Фрейндлиха, полученная из n , равна 1/ n . Согласно Terangpi and Chakraborty 51 , значение 1/ n больше 1 указывает на кооперативный процесс адсорбции, тогда как значение 1/ n меньше 1 указывает на менее кооперативный процесс адсорбции. Кроме того, при уменьшении значения 1/ n адсорбция становится более неоднородной и при малых концентрациях адсорбата адсорбция более эффективна 38,68 .Значения 1/ n для зеленых и оливковых косточек очень близки друг к другу и оба меньше 1 (0,7 для зеленых оливковых косточек и 0,6 для черных оливковых косточек), что указывает на то, что адсорбция МБ на оливковые камни не очень кооперативны, неоднородны и эффективны при низких концентрациях MB. Адсорбционная способность МБ на косточках оливы представлена ​​константой Фрейндлиха K f 64 . Полученные результаты показывают, что косточки черной оливы обладают более высокой адсорбционной способностью (6.8 мг/г) для МБ, чем у косточек зеленой оливы (4,4 мг/г), если говорить о модели изотермы Фрейндлиха. Из значений постоянной энергии Дубинина-Радушкевича (B D ), полученных для косточек зеленой и черной оливы в табл. 2, следует, что адсорбция МБ является безэнергетическим процессом. Кроме того, значения адсорбционной способности (q D ) модели изотермы Дубинина-Радушкевича (табл. 2) для адсорбентов в этом исследовании показывают, что косточки зеленой оливы могут получить более высокую адсорбцию МГ, чем косточки черной оливы.Из значений R 2 модели Дубинина–Радушкевича камни зеленой оливы лучше описывают модель, чем камни черной оливы для адсорбции МГ. Значения R 2 модели изотермы адсорбции Темкина показывают, что модель хорошо подходит для обоих типов адсорбентов, но лучше подходит для косточек из зеленой оливы. Это означает, что процесс адсорбции МГ зависит от теплоты адсорбции. Кроме того, значение константы теплоты сорбции (В) для косточек зеленой оливы отрицательно, что означает, что адсорбция МБ на косточках зеленой оливы является физическим эндотермическим процессом.С другой стороны, камни черной оливы получили высокое значение константы теплоты сорбции Темкина и обеспечивают химический экзотермический процесс адсорбции MB 32,38,65 .

Изучена применимость адсорбции МБ на косточках зеленой и черной оливы к моделям изотерм Ленгмюра, Фрейндлиха, Дубинина–Радушкевича и Темкина при различных температурах (35°С и 45°С). Как и в предыдущем эксперименте, были рассчитаны константы изотерм для косточек зеленой и черной оливы, участвующих в адсорбции МБ при разных температурах (35 и 45 °C).Линейность и значения R 2 моделей изотерм показаны в таблице 2. Из таблицы 2 видно, что все модели изотерм для двух адсорбентов показывают относительно высокие значения R 2 при всех температурах, что означает, что адсорбция МБ на зеленые и черные оливковые камни подходят для всех моделей 39 . Тем не менее, косточки зеленой оливы демонстрируют самое высокое значение R 2 в модели изотермы Ленгмюра при 35 °C, тогда как в модели изотермы Фрейндлиха самое высокое значение R 2 для косточек зеленой оливы наблюдается при 45 °C.Кроме того, модель изотермы Дубинина-Радушкевича и Темкина для косточек зеленой оливы показывает самое высокое значение R 2 для косточек зеленой оливы при 25 °C. Камни черной оливы имеют самое высокое значение R 2 при 25 °C в модели изотермы Ленгмюра и при 45 °C в модели изотермы Фрейндлиха. Максимальные значения R 2 для косточек черной оливы с Дубининым–Радушкевичем и Темкиным наблюдались при 35 °С. Эти результаты показывают, что изменение температуры приводит к изменению механизма адсорбции МБ на обоих типах оливковых косточек 65 .

Значение R 2 косточек зеленой оливы увеличилось с 0,8 до 0,9 при повышении температуры адсорбции с 35 до 45 °C. Однако значение R 2 для косточек черной оливы уменьшилось с 0,9 до 0,7 при повышении температуры адсорбции с 35 до 45 °С. Это может указывать на то, что адсорбция МБ на косточках зеленой оливы лучше соответствует модели изотермы Ленгмюра при более высоких температурах, в то время как адсорбция на косточках черной оливы лучше всего соответствует модели при более низких температурах 38 .Адсорбционная емкость монослоя (Q 0 ) обоих адсорбентов по отношению к МГ увеличивалась при повышении температуры от 35 до 45 °C. Однако большее увеличение Q 0 наблюдалось для камней зеленой оливы, чем для камней черной оливы. Это увеличение адсорбционной емкости монослоя адсорбентов привело к увеличению константы адсорбционной благоприятности Ленгмюра (K L ) для адсорбентов с повышением температуры 39,66 . В таблице 2 показаны константы изотермы, связанные с моделью изотермы Фрейндлиха.Высокие значения R 2 для косточек зеленой и черной оливы при обеих температурах (35–45 °C) показывают соответствие механизма адсорбции МГ модели изотермы Фрейндлиха. Это означает, что МБ может образовывать обратимые однородные мультислои на поверхности адсорбентов 67 . Согласно значениям n , полученным для модели изотермы Фрейндлиха при 35°С и 45°С, адсорбция МБ на косточках зеленой и черной оливы является благоприятным физическим процессом при обеих температурах.Значение n при 45°С (1,8) выше, чем значение при 35°С (1,5), что указывает на повышенную благоприятность адсорбции при 45°С 68 . Величина 1/ n , относящаяся к модели изотермы Фрейндлиха для косточек зеленой оливы, несколько увеличилась с 0,5 до 0,6 с повышением температуры. С другой стороны, значение 1/ n для косточек черной оливы несколько уменьшилось с 0,7 до 0,6 при повышении температуры. Оба исследуемых адсорбента показали значения 1/ n меньше 1, что означает, что процесс адсорбции не очень кооперативный.Уменьшение 1/ n для косточек черной оливы с повышением температуры означает, что адсорбция МГ становится более неоднородной и менее кооперативной при повышении температуры. Адсорбция МБ на косточках черной оливы более эффективна при низких концентрациях адсорбата 69 . Это подтверждает результаты, полученные на рис. 4B, где самый высокий процент удаления МС на косточках черной оливы при всех температурах был получен при более низких начальных концентрациях МС.Значение константы Фрейндлиха (K f ) для косточек зеленой оливы существенно не изменилось при повышении температуры с 35 до 45 °C. Указывает на очень схожую адсорбционную способность по отношению к MB при обеих исследованных температурах. Однако значение K f косточек черной оливы увеличилось с 7,7 до 22,7 мг/г при повышении температуры с 35 до 45 °C. Это свидетельствует о значительном влиянии температуры на адсорбционную способность косточек черной оливы 70 .Константы модели изотермы Дубинина–Радушкевича представлены в табл. 2. Значения R 2 показывают применимость процесса адсорбции МБ на зеленых и оливковых косточках. Значения энергетической константы (B D ) для модели изотермы Дубинина–Радушкевича свидетельствовали о том, что процесс адсорбции для обоих адсорбентов был безэнергетическим. Константа адсорбционной емкости Дубинина-Радушкевича (q D ) показывает, что при 35 °C косточки зеленой оливы проявляли более высокую емкость (388 мг/г), чем косточки черной оливы (318.5 мг/г) для удаления MB. Хотя при 45 °C оба адсорбента демонстрируют одинаковую способность адсорбировать МБ (499,9 мг/г). Значения R 2 для модели изотермы Темкина показывают, что адсорбция МБ на косточках зеленой оливы также может быть описана этой моделью. Кроме того, значение теплоты сорбции (В) для косточек зеленой оливы при 35 °С положительное, а при 45 °С — отрицательное. Как упоминалось ранее (таблица 2), значение B D для адсорбции MB на косточках зеленой оливы при 25 °C было отрицательным.Это означает, что адсорбция МБ на косточках зеленой оливы по механизму адсорбции Темкина могла быть физической и эндотермической при самых низких и самых высоких изучаемых температурах, а химическая и экзотермическая при 35°С. Сравнивая косточки черной оливы с косточками зеленой оливы, они показали высокие положительные значения B D при всех исследованных температурах, что указывает на химический и экзотермический процесс адсорбции MB 62,65 .

Кроме того, адсорбционная способность косточек зеленой и черной оливы MB сравнивалась с другими предыдущими исследованиями; сделан вывод, что их адсорбционная способность была значительно выше, чем у других адсорбентов 71,72,73,74,75,76,77,78,79 .

Термодинамика адсорбции

В адсорбционных системах термодинамические понятия, такие как энтальпия, энтропия и свободная энергия Гиббса, могут быть рассчитаны вместе с изотермами адсорбции, чтобы дополнительно охарактеризовать поведение реакций и дать представление о тенденции предлагаемых мер очистки многие загрязнители окружающей среды методом адсорбции 35,36 . Расчет термодинамики был проведен для исследуемых адсорбентов при 25, 35 и 45 ° C, где концентрация МГ варьировалась, как обсуждалось ранее, уравнения.(3) и (4). Значения ∆G° для обоих адсорбентов были весьма схожими и составляли - 16,6 кДж/моль, - 19,6 кДж/моль и - 22,6 кДж/моль при 25°С, 35°С и 45°С соответственно. При этом значения ∆H° и ∆S° составили 72 кДж/моль и 297,2 Дж/К моль -1 соответственно. По полученным отрицательным значениям свободной энергии Гиббса можно сделать вывод, что адсорбция МГ на косточках зеленой и черной оливы происходила самопроизвольно при всех исследованных температурах. Кроме того, положительные значения энтропии подтверждают самопроизвольность и высокую степень неупорядоченности процесса адсорбции.Полученные положительные значения энтальпии указывают на то, что процесс адсорбции МБ на обеих косточках оливы является эндотермическим. Это было проверено ранее по результатам влияния температуры на адсорбцию МБ на обоих типах оливковых косточек.

Для оценки значимости результатов, полученных в этом исследовании, для всех экспериментов был проведен дисперсионный анализ (ANOVA) (влияние pH, температуры и размера частиц адсорбента на адсорбцию МС косточками оливы).Однофакторный тест ANOVA использовался для определения влияния рН и размера частиц на адсорбцию МС косточками оливы, поскольку температура и концентрация МС были постоянными. Напротив, был проведен двухфакторный тест ANOVA для определения взаимосвязи между начальной концентрацией МС и температурой. Результаты однофакторного дисперсионного анализа влияния pH и размера частиц адсорбента на удаление MB показали значение P  ≥ 0,05 для обоих типов оливковых косточек. Поэтому результаты существенно не отличаются.Тем не менее, результаты двухфакторного дисперсионного анализа влияния концентрации и температуры на удаление MB на косточках зеленой оливы показывают значительную разницу при p-значении 0,01. Кроме того, косточки черной оливы продемонстрировали значительную разницу во влиянии концентрации и температуры на адсорбцию MB с p-значением 0,000033.

Нанесение косточек черной и зеленой оливы на пробу реальной сточной воды

Сточные воды текстильной прачечной использовали в качестве адсорбционной среды для исследования влияния косточек черной и зеленой оливы на удаление МБ из реальной сточной воды.Характеристики собранных сточных вод, использованных в этом исследовании, включали рН (7,3), электропроводность (711 мкСм/см), химическое потребление кислорода (ХПК) (143 мгО 2 /л), биологическое потребление кислорода (БПК 5 ) ( 88,3 мгO 2 /л), общий органический углерод (TOC) (81,4 мг/л), содержание фосфатов (153,1 мг/л), поглощение при 663 нм (0,049) и общее содержание взвешенных веществ (TSS) (222 мг/л). л). Затем образец сточных вод подвергли загрязнению МБ с концентрацией 600 мг/л. Адсорбционная способность (q e ) для MB составляла 458 и 525 мг/г для косточек черной и зеленой оливы соответственно.Это соответствует процентам удаления 76,33% и 81,45% соответственно. Это указывает на большой потенциал применения косточек черной и зеленой оливы для удаления МБ из сточных вод красителей.

Исследования десорбции

Очень важно изучить процесс и механизмы десорбции МС на косточках черной и зеленой оливы. Повторное использование отработанных адсорбентов рассматривается как важный экономический аспект снижения материальных затрат. В качестве подхода к устойчивому развитию исследование десорбции было ограничено только использованием этанола и уксусной кислоты, чтобы не образовывались опасные фильтраты 74 .Выявлено, что десорбционно-удаляющая способность увеличивается с увеличением концентрации уксусной кислоты до 10 об.%. Было обнаружено, что общая десорбционная способность косточек черной и зеленой оливы, загруженных метиленовым метилом, составляет 92,5 и 88,1% соответственно. В связи с этим было высказано предположение, что силы притяжения между МБ и камнями черной и зеленой оливы были слабыми и были почти такими же по силе, как физическая сорбция. Однако способность удаления десорбции была выше для косточек черной оливы.

Mouni et al., 2018 74 изучали десорбционные исследования с водой. Отмечено, что адсорбент успешно удерживает МБ даже после нескольких циклов. После четырех циклов адсорбционная емкость МБ снизилась с 56 до 23%. Патания и др. 79 провел исследования десорбции с 1% HCl, H 2 SO 4 и NaOH. Исследованы различные десорбционные среды. 100 мг активированного угля, полученного из Ficus carica bast , насыщали 5 мг/л (50 мл) MB.84% МБ десорбировано с использованием HCl в качестве десорбционной среды. Однако эффективность адсорбции снизилась до 45% после шести циклов.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Динамическая сорбция – разделение газов, очистка газов

Адсорбция происходит при более высоких давлениях ( например, 8 бар), и адсорбент имеет равновесную нагрузку, соответствующую изотерме (черная кривая), 7,1 ммоль на грамм. При снижении парциального давления примеси до 1 бар с продувкой и снижением общего давления адсорбированное количество уменьшалось по изотерме (в показанном случае до 2,0 ммоль на грамм). Между обоими давлениями материал будет иметь рабочую емкость 5.1 ммоль на грамм адсорбента.

Обычно процесс PSA представляет собой сумму этапов сложного цикла, и очень часто задействовано более двух адсорберов. В этом примере будет обсуждаться только упрощенный процесс с 4 стадиями цикла и производством на стадии адсорбции. Мы сосредоточимся только на левом адсорбере. Перед адсорбцией примесей (синий) в адсорбере необходимо поднять давление до желаемого давления адсорбции. Это может быть реализовано с чистым продуктом (желтый) в противотоке.

После достижения давления адсорбции (или где-то между ними) в адсорбер может подаваться газовая смесь (зеленая) в прямоточном потоке (вверх по потоку). Время этого этапа цикла является временем производства, а отходящий газ является желаемым и очищенным компонентом. Часть очищенного газа (желтый) используется для продувки второго адсорбера с более низким давлением.

Когда концентрация примеси (синий) превышает заданный порог, адсорбер насыщается примесями и подлежит регенерации.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.