۱٫ رنگ‌گیری، خشک کردن یا گرفتن مواد سنگین چسپناک از سوخت‌ها، روان‌کننده‌ها[۱۱] حلال‌های آلی، روغن‌های گیاهی و حیوانی.
۲٫ بازیابی مواد آلی بیولوژیکی نظیر آنتی‌بیوتیک‌ها، ویتامین‌ها و مانند آن از محصولات تخمیری یا عصاره‌ها گیاهی.
۳٫ شفاف‌سازی[۱۲] محصولات غذایی و دارویی مانند رنگ‌گیری از محلول‌های شکر خام.
۴٫ تصفیه جریان‌های خروجی از فرایند برای کنترل آلودگی.
۵٫ تصفیه آب برای گرفتن مزه، بو و رنگ.
۶٫ جداسازی پارافین‌های خطی از پارافین‌های حلقه‌ای یا ایزومرهای شاخه‌دار.
۷٫ تثبیت آنزیم سلول‌ها میکروبی روی جاذب و استفاده از آن در تصفیه فاضلاب‌ها بوسیله جداسازی بیولوژیکی[۱۳]. ]۲[.
۱-۲-۲-۲- کاربردهای جذب سطحی از فاز گاز
مورد دیگر کاربردهای اصلی فرایند جذب سطحی، جذب از فاز گاز می‌باشد. مهمترین آنها عبارتنداز:
-
- خشک کردن و رطوبت زدایی از گازها
-
- تصفیه هوای ورودی، گردشی یا خروجی از فرایند برای گرفتن گازهای سمی، بودار و آئروسل‌ها[۱۴].
-
- بازیابی حلال از هوای خروجی از یک واحد تبخیری مانند رنگ‌آمیزی پاششی، فرآیندهای پلیمری و غیره.
-
- جداسازی مخلوط گازها (بالکهای شیمیایی، ایزومرها و هوا).
-
- جداسازی ناخالصی‌ها از توده فاز گاز.
۱-۲-۳- خواص اساسی جاذب‌ها
برای انتخاب یک جاذب جهت یک فرایند خاص باید خواص ویژه آنرا که شامل ظرفیت، گزینش‌پذیری، احیاء پذیری، سرعت جذب، سازگاری با فرایند و قیمت می‌باشند در نظر گرفت. گرچه به ندرت جاذبی یافت می‌شود که در تمام موارد فوق‌الذکر بهینه باشد.
۱-۲-۳-۱- ظرفیت[۱۵]
ظرفیت مهمترین خاصیت یک جاذب می‌باشد که بصورت مقدار ماده جذب شده به ازای واحد وزن یا حجم جاذب تعریف می‌شود. این عامل با توجه به تأثیر آن در مقدار جاذب مصرفی و نیز حجم محفظه جذب، در قیمت تمام شده یک واحد بسیار مؤثر می‌باشد.
در مقدار ظرفیت یک جاذب خاص عوامل مختلفی از جمله خواص ماده جذب شونده (اندازه مولکول، نقطه‌جوش، وزن مولکولی و قطبیت)، خواص سطحی جاذب (قطبیت، اندازه منافذ، فضای خالی)، غلظت در فاز سیال، زمان تماس و وجود مواد مسموم کننده جاذب در سیال مؤثر می‌باشند. اطلاعات مربوط به ظرفیت جذب هر جاذب بخصوص در دمای ثابت ارائه می‌گردد که به منحنی ایزوترم مشهور می‌باشد.
۱-۲-۳-۲- تخلخل[۱۶]
تخلخل به مقدار منافذ و در نتیجه فضای خالی موجود در واحد وزن یا حجم جاذب متخلخل اطلاق می‌شود. هرچه میزان تخلخل یک جاذب بیشتر باشد، مقدار مساحت سطحی و در نتیجه ظرفیت جاذب نیز بیشتر خواهد بود. تخلخل جاذب‌ها توسط چند روش مختلف تعیین می‌گردد. وقتی که دانسیته واقعی جاذب معلوم باشد، کل تخلخل و حجم مخصوص منافذ[۱۷] با بهره گرفتن از دانسیته واقعی جاذب و دانسیته ذره به صورت زیر بدست می‌آیند:
(۱-۲)
(۱-۳)
که در آن و به ترتیب بیانگر کل تخلخل، حجم مخصوص منافذ برحسب ، دانسیته ذره و دانسیته واقعی جاذب می‌باشند. دانسیته ذره را می‌توان با بهره گرفتن از یک غلظت سنج جیوه‌ای[۱۸] با فرض عدم امکان نفوذ جیوه به داخل منافذ بدست آورد. برای این منظور جاذب را که قبلاً در معرض خلاء قرار گرفته است، در معرض جیوه در فشار محیط قرار می‌دهند. تحت این شرایط جیوه به داخل منافذ با قطر بیش از ۵/۷میکرون نفوذ کرده و فضای خالی بین ذرات را پر می‌کند. حال دانسیته ذره با استفاده ازفرمول زیر بدست می‌آید:
(۱-۴)
که در آن وزن لیوان غلظت سنج پر شده از جیوه، وزن لیوان غلظت‌سنج با نمونه وزن جیوه همراه با نمونه و دانسیته جیوه می‌باشد.
دانسیته واقعی ذرات اغلب در منابع و مراجع موجود است. ولی دانسیته واقعی بعضی از اجزای متخلخل به علت وجود منافذ محبوس در آنها که از بیرون قابل دسترسی نمی‌باشند، در جداول موجود نیست و در نتیجه دانسیته واقعی آنها را نیز باید به روش عملی بدست آورد. یکی از روش‌های عملی برای این کار استفاده از غلظت‌سنج بالا می‌باشد که در آن بجای جیوه از یک مایع قابل نفوذ در منافذ مانند آب یا حلال‌های آبی استفاده می شود.
۱-۲-۳-۳- قطبیت سطح[۱۹]
شباهت سطح جاذب به ترکیبات قطبی مانند آب، قطبیت سطح گفته می‌شود. به همین دلیل به جاذب های قطبی همچون آلومینوسیلیکات‌هایی مانند زئولیت و سیلیکاژل آبدوست[۲۰] اطلاق می‌گردد. از طرف دیگر جاذب‌های غیرقطبی مانند جاذب‌های کربنی و پلیمری و سیلیکالیت که به روغن بیشتر از آب شباهت دارند عموماً آب‌گریز[۲۱] نامیده می‌شوند.
۱-۲-۳-۴- مساحت سطح[۲۲]
مساحت سطح داخلی جاذب‌های میکرو متخلخل اغلب به عنوان یکی از مقادیر نشان دهنده درجه پیشرفت منافذ مورد استفاده قرار می‌گیرد. مساحت سطح برحسب بیان می‌شود و معمولاً بوسیله روش B.E.T. (برونائور و همکاران[۲۳] ۱۹۳۸) اندازه‌گیری می‌شود.
مقدار یک ماده گازی که به صورت فیزیکی روی سطح یک جامد جذب می‌شود (کندانس می‌شود)، مقدار ماده جذب شده با فشار تغییر می‌کند. معادله B.E.T. اجازه می‌دهد تا حجم گاز لازم برای تشکیل یک تک لایه از مایع روی سطح جامد، ، را اندازه بگیریم، معادله B.E.T. به صورت زیر است:
(۱-۵)
که Y فشار نسبی ، V حجم گاز جذب شده فشار گاز و فشار اشباع در دمای محفظه نگهداری جاذب است. حجم از مورد نظر برای تشکیل یک لایه روی جاذب در درجه حرارت سیستم و B یک ثابت است. در فصل بعد به صورت کاملتری مدل فوق بیان شده است.
بنابراین منحنی برحسب Y باید خطی با شیب و عرض از مبداء باشد تا از روی مقادیر بدست آمده از شکل و حل دو معادله توأم مقدار را بدست آوریم. خطی بودن برحسب Y معمولاً در فشار نسبی ، در محدوده ۰۵/۰ و ۳/۰ دیده می‌شود، اگرچه در مواردی هم خارج این محدوده دیده شده است.
با بهره گرفتن از روش B.E.T حجم تک لایه جذب شده گاز روی سطح بدست می‌آید. معمولا از گاز نیتروژن که مشخصات آن به خوبی شناخته شده است، استفاده می‌گردد. البته ممکن است از گازهای دیگر هم استفاده شود. با دانستن سطح مقطع ملکولی نیتروژن، مساحت سطح جاذب قابل محاسبه است. مقادیر مساحت سطح جاذب‌ها معمولاً با ظرفیت آنها متناسب می‌باشد.
شکل (۱ـ۱). حجم گاز جذب شده بر حسب فشار نسبی [۳]
۱-۲-۳-۵- گزینش‌پذیری[۲۴]
از موارد اولیه مورد نیاز برای طراحی یک سیستم جذب سطحی در اختیار داشتن جاذبی با گزینش‌پذیری، ظرفیت و طول عمر نسبتاً زیاد می‌باشد. گزینش‌پذیری یک جاذب به معنی نسبت ظرفیت یک جاذب برای یک ماده به ظرفیت آن برای ماده دیگر در یک غلظت مشخص سیال می‌باشد. گزینش‌پذیری ممکن است به اختلاف در سینتیک جذب یا تعادل جذب بستگی داشته باشد. اما در کاربردهای عملی بیشتر فرآیندهای جذب به گزینش‌پذیری تعادلی بستگی دارند. گزینش‌پذیری جاذب از نقطه نظر ریاضی به صورت زیر تعریف می‌شود:
(۱-۶)
به ترتیب مول جزئی ترکیب A در جاذب و فاز سیال در حال تعادل می‌باشد. گزینش‌پذیری در جذب دقیقاً مشابه فراریت نسبی در تقطیر می‌باشد و به راحتی اندازه‌گیری می‌شود. مقادیر کوچکتر آن به تجهیزات بیشتری نیاز خواهد داشت و موقعیت ایده‌آل، زمانی خواهد بود که فقط یک جزء خاص از خوراک جذب گردد. با این که در فرم گزینش‌پذیری و فراریت نسبی شباهت وجود دارد و لیکن هیچگونه ارتباطی بین مقدار آنها وجود ندارد. برای دو ترکیب مشخص فراریت نسبی ثابت است، در حالیکه گزینش‌پذیری به طور گسترده‌ای بسته به نوع جاذب فرق می‌کند. تحقیق برای شناسایی یک جاذب مناسب، اولین مرحله در توسعه یک فرایند جداسازی جذب سطحی می‌باشد. بدلیل این که گزینش‌پذیری معمولاً با درجه حرارت و همچنین غالباً با ترکیب شیمیایی محلول فرق می‌کند، انتخاب شرایط مناسب برای ماکزیمم کردن آن یک نکته مهم در طراحی فرایند است. برای یک سیستم ایده‌آل، گزینش‌پذیری مستقل از ترکیب محلول و معادل نسبت ثابت‌های هنری مربوط به دو ماده B,A می‌باشد. بنابراین انتخاب مقدماتی جاذب‌های مناسب را می‌توان گاهی مستقیماً از روی ثوابت هنری موجود انجام داد. ]۳[.
