औद्योगिक जल सॉफ़्नर कैसे काम करते हैं: आयन एक्सचेंज समझाया | स्टार्क पानी

परिचय

कठोर पानी - कैल्शियम (Ca²⁺) और मैग्नीशियम (Mg²⁺) आयनों से भरपूर - औद्योगिक वातावरण में एक व्यापक चुनौती है। अनुपचारित छोड़ दिया, यह बॉयलर, हीट एक्सचेंजर्स, कूलिंग टावरों और रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) झिल्ली में स्केल बिल्डअप की ओर जाता है। परिणामों में कम ऊर्जा दक्षता, उपकरण डाउनटाइम, उच्च रखरखाव लागत और समझौता उत्पाद की गुणवत्ता शामिल है।

इन जोखिमों को कम करने के लिए, कई सुविधाएं भरोसा करती हैं औद्योगिक जल सॉफ़्नर रक्षा की पहली पंक्ति के रूप में। ये सिस्टम एक सिद्ध रासायनिक प्रक्रिया का उपयोग करते हैं जिसे किस रूप में जाना जाता है? आयन एक्सचेंज पानी से कठोरता आयनों को हटाने के लिए, उन्हें सोडियम या पोटेशियम आयनों के साथ प्रतिस्थापित करें जो पैमाने के गठन में योगदान नहीं करते हैं।

यह लेख इस बात की पड़ताल करता है कि औद्योगिक जल सॉफ़्नर कैसे कार्य करते हैं, आयन एक्सचेंज के पीछे के सिद्धांत, एक विशिष्ट प्रणाली के घटक और ऑपरेटिंग चक्र, और एक प्रभावी नरम समाधान का चयन करने और बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण विचार। चाहे आप आरओ सिस्टम के लिए प्रीट्रीटमेंट ट्रेन डिजाइन कर रहे हों या बॉयलर फीड की गुणवत्ता का प्रबंधन कर रहे हों, समझ कठोरता हटाने दीर्घकालिक प्रदर्शन और विश्वसनीयता के लिए आवश्यक है।

कीवर्ड: औद्योगिक पानी सॉफ़्नर, आयन एक्सचेंज, कठोरता हटाने, पानी नरम.

कठोर जल क्या है और यह उद्योग में एक समस्या क्यों है?

कठोर जल से तात्पर्य उस जल से है जिसमें विघटित खनिजों की उच्च सांद्रता होती है - मुख्य रूप से कैल्शियम (Ca²⁺) और मैग्नीशियम (Mg²⁺) आयन। जबकि मानव स्वास्थ्य के लिए खतरनाक नहीं है, कठोर पानी औद्योगिक कार्यों के लिए महत्वपूर्ण चुनौतियां प्रस्तुत करता है जहां पैमाने पर गठन और उपकरण विश्वसनीयता महत्वपूर्ण हैं।

कठोर पानी के कारण औद्योगिक समस्याएं

• स्केल गठन: जब कठोर पानी गर्म या केंद्रित होता है, तो कैल्शियम और मैग्नीशियम ठोस खनिज पैमाने के रूप में बाहर निकलते हैं। यह पैमाना बॉयलर, हीट एक्सचेंजर्स, पाइपिंग और रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली की आंतरिक सतहों पर जमा होता है, जिससे रुकावट, ऊर्जा हानि और उपकरण क्षरण होता है।
• रासायनिक और डिटर्जेंट का उपयोग बढ़ा: कठोर पानी साबुन और सफाई एजेंटों के साथ प्रतिक्रिया करता है, उनकी प्रभावशीलता को कम करता है और सफाई-गहन उद्योगों में परिचालन लागत में वृद्धि करता है।
• प्रक्रिया हस्तक्षेप: कुछ विनिर्माण प्रक्रियाओं - जैसे कि कपड़ा, खाद्य और पेय, फार्मास्यूटिकल्स और इलेक्ट्रॉनिक्स में - उत्पाद की गुणवत्ता और प्रक्रिया स्थिरता बनाए रखने के लिए कम कठोरता वाले पानी की आवश्यकता होती है।

अस्थायी बनाम स्थायी कठोरता

पानी की कठोरता को आमतौर पर दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है:

• अस्थायी कठोरता: बाइकार्बोनेट (जैसे, Ca(HCO₃)₂) के कारण, जिसे उबलने या सरल वर्षा द्वारा हटाया जा सकता है।
• स्थायी कठोरता: सल्फेट्स और क्लोराइड (जैसे, CaSO₄, MgCl₂) के कारण, जो घुल जाते हैं और आयन एक्सचेंज जैसे रासायनिक उपचार के माध्यम से हटा दिए जाने चाहिए।

औद्योगिक जल सॉफ़्नर को कुल कठोरता को संबोधित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है - अस्थायी और स्थायी दोनों - पैमाने और खनिज बिल्डअप के खिलाफ सिस्टम-व्यापी सुरक्षा सुनिश्चित करना।

पानी नरम करने के लिए आयन विनिमय का सिद्धांत

वही आयन एक्सचेंज प्रक्रिया औद्योगिक जल नरमी की नींव है। इसमें अवांछनीय भंग आयनों को बदलना शामिल है - मुख्य रूप से कैल्शियम और मैग्नीशियम - अधिक सौम्य आयनों के साथ, आमतौर पर सोडियम (Na⁺) या पोटेशियम (K⁺), विशेष रूप से तैयार रेजिन का उपयोग करके।

आयन एक्सचेंज कैसे काम करता है

आयन विनिमय एक प्रतिवर्ती रासायनिक प्रतिक्रिया है। जब कठोर पानी कटियन एक्सचेंज राल के बिस्तर से गुजरता है, तो सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कैल्शियम और मैग्नीशियम आयन राल की ओर आकर्षित होते हैं, जो पहले राल की सक्रिय साइटों पर आयोजित सोडियम या पोटेशियम आयनों को विस्थापित करते हैं।

मूल विनिमय प्रतिक्रिया को निम्नानुसार संक्षेपित किया जा सकता है:

2R–Na⁺ + Ca²⁺ → R₂–Ca²⁺ + 2Na⁺
2R–Na⁺ + Mg²⁺ → R₂–Mg²⁺ + 2Na⁺

यहां, आर राल मैट्रिक्स का प्रतिनिधित्व करता है। राल अधिमानतः कैल्शियम और मैग्नीशियम को उनकी उच्च वैधता और आत्मीयता के कारण बांधता है, सोडियम आयनों को उपचारित पानी में छोड़ता है।

आयन एक्सचेंज रेजिन के बारे में

• कटियन एक्सचेंज राल: आमतौर पर सिंथेटिक, झरझरा बहुलक मोतियों (अक्सर स्टाइरीन-डिवाइनिलबेनज़ीन) से बने, इन रेजिन को सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयनों (पिंजरों) को आकर्षित करने और पकड़ने के लिए कार्यात्मक किया जाता है।
• मजबूत एसिड केशन (एसएसी) रेजिन: अधिकांश पानी सॉफ़्नर सोडियम रूप में एसएसी रेजिन का उपयोग करते हैं, जो पानी के रसायन और प्रवाह की स्थिति की एक विस्तृत श्रृंखला के तहत कठोरता हटाने के लिए आदर्श हैं।
• राल जीवन: उचित संचालन और रखरखाव के साथ, उच्च गुणवत्ता वाले रेजिन प्रतिस्थापन या मरम्मत की आवश्यकता से पहले कई वर्षों तक चल सकते हैं।

यहन सोडियम चक्र नरम प्रक्रिया कठोर पानी को नरम पानी में बदल देती है जो स्केलिंग का कारण बनने या औद्योगिक प्रणालियों में हस्तक्षेप करने की संभावना कम होती है।

एक औद्योगिक जल सॉफ़्नर कैसे काम करता है: प्रमुख घटक और ऑपरेटिंग चक्र

एक औद्योगिक पानी सॉफ़्नर आयन एक्सचेंज के माध्यम से आने वाले पानी से कठोरता आयनों को लगातार हटाने के लिए डिज़ाइन किया गया एक पूर्ण प्रणाली है। निर्बाध संचालन और दीर्घकालिक दक्षता सुनिश्चित करने के लिए, यह कई महत्वपूर्ण घटकों को शामिल करता है और सेवा और उत्थान के आवर्ती चक्र का अनुसरण करता है।

एक औद्योगिक सॉफ़्नर के प्रमुख घटक

• राल टैंक (खनिज टैंक): आयन एक्सचेंज राल शामिल है जहां कठोरता हटाने होती है।
• नमकीन टैंक: पुनर्जनन प्रक्रिया के दौरान उपयोग किए जाने वाले सोडियम क्लोराइड (या पोटेशियम क्लोराइड) नमकीन घोल को संग्रहीत करता है।
• नियंत्रण वाल्व / नियंत्रक: सेवा और पुनर्जनन चक्रों के दौरान पानी और नमकीन के प्रवाह को नियंत्रित करता है। यह समय-आधारित, वॉल्यूम-आधारित (मीटर), या कठोरता सेंसर-नियंत्रित हो सकता है।
• वितरण प्रणाली: राल बिस्तर के माध्यम से एक समान जल प्रवाह सुनिश्चित करता है, नरम दक्षता और राल संपर्क में सुधार करता है।

ऑपरेटिंग चक्र: 5 मुख्य चरण

1. सेवा चक्र (नरम)

कठोर पानी राल टैंक में प्रवेश करता है और राल बिस्तर से गुजरता है। सोडियम या पोटेशियम आयनों के लिए कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों का आदान-प्रदान किया जाता है। यह तब तक जारी रहता है जब तक राल कठोरता आयनों से संतृप्त नहीं हो जाता।

2. बैकवाश चक्र

पानी को उठाने और विस्तार करने के लिए राल बिस्तर के माध्यम से उलट दिया जाता है, फंसे हुए कणों, गंदगी और ठीक मलबे को हटा दिया जाता है। यह बेहतर प्रदर्शन के लिए राल को पुनर्वर्गीकृत भी करता है।

3. ब्राइन ड्रा/पुनर्जनन चक्र

नमकीन टैंक से एक केंद्रित नमक समाधान निकाला जाता है और धीरे-धीरे राल के माध्यम से बहता है। सोडियम आयन संचित कैल्शियम और मैग्नीशियम को विस्थापित करते हैं, राल की नरम क्षमता को बहाल करते हैं।

4. धीमी कुल्ला (विस्थापन कुल्ला)

ताजा पानी राल के माध्यम से कम दर पर बहता है, शेष नमकीन और कठोरता आयनों को बाहर निकालता है। यह पूर्ण आयन विनिमय सुनिश्चित करता है और सिस्टम में नमक अवशेषों को कम करता है।

5. तेजी से कुल्ला/अंतिम कुल्ला

एक अंतिम उच्च प्रवाह कुल्ला राल बिस्तर को कॉम्पैक्ट करता है और किसी भी शेष अशुद्धियों या नमक को बाहर निकालता है, अगले नरम चक्र के लिए सिस्टम तैयार करता है।

पुनर्जनन प्रक्रिया आमतौर पर स्वचालित होती है और सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर समय, प्रवाह की मात्रा या कठोरता सीमा के आधार पर ट्रिगर होती है।

औद्योगिक अनुप्रयोगों में जल सॉफ़्नर का महत्व

औद्योगिक सेटिंग्स में, पानी सॉफ़्नर परिचालन दक्षता बनाए रखने और डाउनस्ट्रीम सिस्टम की सुरक्षा में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। पानी संवेदनशील उपकरणों में प्रवेश करने से पहले कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों को हटाकर, सॉफ़्नर स्केल बिल्डअप को रोकने, डाउनटाइम को कम करने और सिस्टम दीर्घायु में सुधार करने में मदद करते हैं।

औद्योगिक जल सॉफ़्नर के लिए प्रमुख उपयोग के मामले

1. आरओ सिस्टम के लिए पूर्व उपचार

कठोरता खनिज झिल्ली स्केलिंग के प्राथमिक कारणों में से एक हैं रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) सिस्टम। एक सॉफ़्नर अपस्ट्रीम स्थापित करना सुनिश्चित करता है कि फीडवाटर कैल्शियम और मैग्नीशियम से मुक्त है, जिससे झिल्ली जीवन का विस्तार होता है, पारगम्य गुणवत्ता में सुधार होता है, और रासायनिक सफाई की आवश्यकता कम हो जाती है।
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2. बॉयलर फीडवाटर

बॉयलर ट्यूबों पर स्केल गठन गर्मी हस्तांतरण दक्षता को काफी कम कर सकता है, ऊर्जा की खपत में वृद्धि कर सकता है, और सुरक्षा खतरों को पैदा कर सकता है। बॉयलर फ़ीड के रूप में शीतल जल का उपयोग जमा को रोकने में मदद करता है और प्रदर्शन और नियामक अनुपालन दोनों में सुधार करता है।

3. कूलिंग टॉवर मेकअप वाटर

शीतलन प्रणालियों में, कठोरता गर्मी विनिमय सतहों पर और वितरण पाइपिंग के भीतर स्केलिंग की ओर ले जाती है। पानी सॉफ़्नर इन जोखिमों को कम करते हैं, ब्लोडाउन आवृत्ति को कम करते हैं, और समग्र शीतलन प्रणाली विश्वसनीयता में सुधार करते हैं।

4. विनिर्माण और प्रक्रिया पानी

कपड़ा, खाद्य और पेय, फार्मास्यूटिकल्स और इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे उद्योगों को लगातार उत्पाद की गुणवत्ता बनाए रखने और प्रक्रिया व्यवधानों से बचने के लिए विशिष्ट कठोरता सीमा वाले पानी की आवश्यकता होती है।

5. सफाई और कपड़े धोने के अनुप्रयोग

उच्च सफाई या धुलाई की मांग वाली सुविधाओं में, शीतल जल डिटर्जेंट प्रभावशीलता में सुधार करता है, स्पॉटिंग या अवशेषों को कम करता है, और स्प्रे सिस्टम या हीटिंग तत्वों में स्केल बिल्डअप को रोककर उपकरण जीवन का विस्तार करता है।

इन सभी अनुप्रयोगों के पार, औद्योगिक जल सॉफ़्नर कठोरता नियंत्रण के लिए लागत प्रभावी और स्केलेबल समाधान के रूप में सेवा करें - या तो एक स्टैंडअलोन उपचार के रूप में या बहु-चरण जल शोधन प्रणाली के हिस्से के रूप में।

औद्योगिक जल सॉफ़्नर का चयन करते समय विचार करने वाले कारक

सही चुनना औद्योगिक पानी सॉफ़्नर कई तकनीकी और परिचालन चर पर निर्भर करता है। उचित सिस्टम आकार और कॉन्फ़िगरेशन विश्वसनीय प्रदर्शन सुनिश्चित करते हैं, परिचालन लागत को कम करते हैं, और आपकी सुविधा के जल गुणवत्ता उद्देश्यों के साथ संरेखित करते हैं।

1. कच्चे पानी की कठोरता

कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों की एकाग्रता (आमतौर पर अनाज प्रति गैलन या मिलीग्राम / एल में CaCO₃ के रूप में मापा जाता है) प्रभावी कठोरता हटाने को बनाए रखने के लिए आवश्यक सॉफ्टनर क्षमता और पुनर्जनन आवृत्ति निर्धारित करता है।

2. प्रवाह दर और सिस्टम क्षमता

अपनी प्रक्रिया की चोटी और औसत प्रवाह आवश्यकताओं का निर्धारण करें। औद्योगिक सॉफ़्नर को निरंतर प्रवाह (जैसे, m³/h या GPM) और पुनर्जनन चक्रों के बीच उपचारित कुल मात्रा के आधार पर रेट किया जाता है।

3. दैनिक पानी की खपत

उच्च दैनिक उपयोग के लिए पुनर्जनन के दौरान निर्बाध शीतल जल आपूर्ति सुनिश्चित करने के लिए बड़े राल वॉल्यूम, कई इकाइयों या वैकल्पिक ट्विन-टैंक सिस्टम की आवश्यकता हो सकती है।

4. राल प्रकार और गुणवत्ता

सोडियम रूप में मजबूत एसिड केशन (एसएसी) रेजिन नरम करने के लिए मानक हैं, लेकिन राल क्रॉसलिंकिंग प्रतिशत, मनका आकार, और निर्माता गुणवत्ता सभी प्रभाव स्थायित्व और विनिमय दक्षता।

5. पुनर्जनन नियंत्रण विधि

• समय आधारित: वास्तविक उपयोग (कम दक्षता) की परवाह किए बिना निर्धारित अंतराल पर पुन: उत्पन्न होता है।
• मीटर आधारित (मांग-आरंभ): इलाज किए गए पानी की मात्रा के आधार पर पुनर्जनन को ट्रिगर करता है - अधिक कुशल और लागत प्रभावी।
• कठोरता सेंसर आधारित: उन्नत सिस्टम वास्तविक समय कठोरता का पता लगाने के आधार पर पुन: उत्पन्न होते हैं।

6. कॉन्फ़िगरेशन: सिंगल बनाम मल्टी-टैंक

सिंगल-टैंक सिस्टम सरल और लागत प्रभावी हैं, लेकिन पुनर्जनन के दौरान निरंतर शीतल जल प्रदान नहीं कर सकते हैं। ट्विन-अल्टरनेटिंग या मल्टी-टैंक डिज़ाइन मिशन-महत्वपूर्ण संचालन में निर्बाध आपूर्ति की अनुमति देते हैं।

7. सामग्री और निर्माण

औद्योगिक-ग्रेड सॉफ़्नर में संक्षारण प्रतिरोधी टैंक (जैसे, शीसे रेशा, लेपित स्टील), टिकाऊ वाल्व और कठोर ऑपरेटिंग वातावरण के लिए डिज़ाइन किए गए नमकीन सिस्टम की सुविधा होनी चाहिए।

इन कारकों का गहन विश्लेषण इष्टतम सुनिश्चित करता है पानी सॉफ़्नर चयन आपके आवेदन, बजट और प्रदर्शन अपेक्षाओं के साथ संरेखित।

औद्योगिक जल सॉफ़्नर का रखरखाव

दीर्घकालिक प्रदर्शन और सुसंगत सुनिश्चित करने के लिए कठोरता हटाने, औद्योगिक जल सॉफ़्नर नियमित निरीक्षण, निवारक रखरखाव और सामयिक घटक सर्विसिंग की आवश्यकता होती है। रखरखाव की उपेक्षा से कम दक्षता, पैमाने की सफलता और समय से पहले सिस्टम विफलता हो सकती है।

1. नमक की निगरानी और रिफिलिंग

नमक (सोडियम क्लोराइड या पोटेशियम क्लोराइड) की पर्याप्त आपूर्ति सुनिश्चित करने के लिए नियमित रूप से नमकीन टैंक की जांच करें। कीचड़ गठन को कम करने और नमकीन इंजेक्टर सिस्टम के क्लॉगिंग को रोकने के लिए उच्च शुद्धता, पेलेटाइज्ड नमक का उपयोग करें।

2. पुनर्जनन चक्र की जाँच करें

सत्यापित करें कि पुनर्जनन चक्र उचित अंतराल पर ट्रिगर हो रहा है। मीटर-आधारित प्रणालियों में, यह पुष्टि करने के लिए प्रवाह काउंटरों की निगरानी करें कि पुनर्जनन वास्तविक पानी के उपयोग के साथ संरेखित होता है।

3. नमकीन टैंक की सफाई

संचित तलछट, नमक पुलों या बायोफिल्म को हटाने के लिए समय-समय पर नमकीन टैंक को साफ करें। यह प्रभावी ब्राइनिंग सुनिश्चित करता है और पुनर्जनन के दौरान नमकीन ड्रॉ मुद्दों को रोकता है।

4. नियंत्रण वाल्व और सील निरीक्षण

पहनने, लीक या खराबी के लिए नियंत्रण वाल्व, इंजेक्टर असेंबली और आंतरिक मुहरों का निरीक्षण करें। वाल्व के चारों ओर लीक के परिणामस्वरूप अनुपचारित बाईपास या नरम प्रदर्शन कम हो सकता है।

5. राल परीक्षण और प्रतिस्थापन

यह सुनिश्चित करने के लिए कि राल ठीक से काम कर रहा है, कभी-कभी उपचारित पानी की कठोरता का परीक्षण करें। यदि अपेक्षित क्षमता से पहले कठोरता की सफलता होती है, तो राल को फाउल, ऑक्सीकरण या समाप्त किया जा सकता है। राल को उसकी स्थिति और उम्र के आधार पर रासायनिक रूप से साफ या बदला जा सकता है।

6. सिस्टम प्रदर्शन लॉगिंग

पुनर्जनन आवृत्ति, नमक उपयोग, प्रवाह दर और आउटलेट कठोरता के लॉग बनाए रखें। ये रिकॉर्ड समस्याओं का शीघ्र निदान करने में मदद करते हैं और प्रवृत्ति-आधारित निवारक रखरखाव योजना का समर्थन करते हैं।

उचित रखरखाव न केवल आपके सॉफ्टनिंग सिस्टम के जीवन को बढ़ाता है बल्कि डाउनस्ट्रीम उपकरणों की सुरक्षा भी करता है और सभी जुड़ी प्रक्रियाओं में विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करता है।

स्टार्क जल और जल मृदुकरण समाधान

पर स्टार्क पानी, हम समझते हैं कि कठोरता हटाने यह केवल पानी की गुणवत्ता के मुद्दे से अधिक है - यह उपकरणों की सुरक्षा, प्रक्रिया विश्वसनीयता को अनुकूलित करने और आरओ झिल्ली, बॉयलर और हीट एक्सचेंजर्स जैसे उच्च-मूल्य प्रणालियों के जीवन का विस्तार करने में एक महत्वपूर्ण कारक है।

हमारा औद्योगिक जल सॉफ़्नर मांग वाले वातावरण में लगातार प्रदर्शन देने के लिए इंजीनियर हैं। चाहे एक व्यापक जल उपचार संयंत्र में एकीकृत हो या एक स्टैंडअलोन सिस्टम के रूप में स्थापित हो, स्टार्क सॉफ्टनर बुद्धिमान नियंत्रण सुविधाओं के साथ मजबूत निर्माण को जोड़ते हैं।

हमारी क्षमताओं में शामिल हैं:

• विभिन्न प्रवाह दरों और कठोरता प्रोफाइल के लिए कस्टम-आकार के नरम सिस्टम
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• बेहतर नमक दक्षता के लिए मीटर-आधारित या सेंसर-संचालित पुनर्जनन नियंत्रण
• उच्च ग्रेड आयन एक्सचेंज रेजिन और OEM प्रतिस्थापन भागों
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खाद्य और पेय सुविधाओं से लेकर इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण और ऊर्जा उत्पादन तक, स्टार्क वाटर आपकी विशिष्ट उद्योग आवश्यकताओं और पानी की विशेषताओं के अनुरूप समाधान प्रदान करता है।

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समाप्ति

औद्योगिक पानी सॉफ़्नर के आधार पर आयन एक्सचेंज पानी से कठोरता को दूर करने के लिए सबसे कुशल और सिद्ध तरीकों में से एक है। पैमाने के गठन को रोककर, ये सिस्टम महत्वपूर्ण संपत्तियों की रक्षा करने, उत्पादन स्थिरता सुनिश्चित करने और ऊर्जा और रखरखाव लागत को कम करने में मदद करते हैं।

चाहे एक स्टैंडअलोन उपचार के रूप में या एक व्यापक के हिस्से के रूप में उपयोग किया जाता है जल उपचार पूर्व उपचार रणनीति - विशेष रूप से आरओ सिस्टम के लिए - सॉफ्टनर सिस्टम अखंडता और प्रक्रिया विश्वसनीयता बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

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