غربال های مولکولی چگونه کار می کنند؟

غربال مولکولی یک ماده متخلخل است که دارای سوراخ های بسیار کوچک و یکنواخت است. مانند غربال آشپزخانه عمل می کند، به جز در مقیاس مولکولی که مخلوط های گازی را که حاوی مولکول های چند اندازه هستند جدا می کند. فقط مولکول های کوچکتر از منافذ می توانند از آن عبور کنند. در حالی که مولکول های بزرگتر مسدود می شوند. اگر مولکول هایی که می خواهید جدا کنید هم اندازه باشند، یک غربال مولکولی نیز می تواند با قطبیت جدا شود. الک ها در کاربردهای مختلفی به عنوان خشک کننده رطوبت استفاده می شوند و به جلوگیری از تخریب محصولات کمک می کنند.

انواع غربال های مولکولی

غربال های مولکولی در انواع مختلفی مانند 3A، 4A، 5A و 13X وجود دارند. مقادیر عددی اندازه منافذ و ترکیب شیمیایی غربال را مشخص می کند. یون های پتاسیم، سدیم و کلسیم در ترکیب برای کنترل اندازه منافذ تغییر می کنند. در الک های مختلف تعداد مش های مختلفی وجود دارد. الک مولکولی با تعداد مش کمتر برای جداسازی گازها و الک با مش بیشتر برای مایعات استفاده می شود. سایر پارامترهای مهم غربال های مولکولی شامل شکل (پودر یا مهره)، چگالی ظاهری، سطوح pH، دمای بازسازی (فعال شدن)، رطوبت و غیره است.

غربال مولکولی در مقابل ژل سیلیکا

سیلیکاژل همچنین می تواند به عنوان یک ماده خشک کننده رطوبت استفاده شود، اما بسیار متفاوت از غربال مولکولی است. فاکتورهای مختلفی که هنگام انتخاب بین این دو می توان در نظر گرفت گزینه های مونتاژ، تغییرات فشار، سطوح رطوبت، نیروهای مکانیکی، محدوده دما و غیره است. تفاوت های کلیدی بین غربال مولکولی و سیلیکاژل عبارتند از:

سرعت جذب یک غربال مولکولی بیشتر از سیلیکاژل است. این به این دلیل است که الک یک عامل خشک کننده سریع است.

یک غربال مولکولی در دماهای بالا بهتر از سیلیکا ژل عمل می کند، زیرا ساختار یکنواخت تری دارد که آب را به شدت متصل می کند.

در رطوبت نسبی کم، ظرفیت غربال مولکولی به مراتب بهتر از سیلیکاژل است.

ساختار یک غربال مولکولی مشخص است و دارای منافذ یکنواخت است، در حالی که ساختار سیلیکاژل آمورف و منافذ نامنظم متعدد است.

چگونه غربال های مولکولی را فعال کنیم

برای فعال کردن غربال‌های مولکولی، نیاز اساسی قرار گرفتن در معرض دماهای فوق‌العاده بالا است و گرما باید به اندازه‌ای زیاد باشد که ماده جذب شده تبخیر شود. دما با مواد جذب شده و نوع جاذب متفاوت است. یک محدوده دمایی ثابت 170-315 درجه سانتیگراد (338-600 درجه فارنهایت) برای انواع الک هایی که قبلاً بحث شد مورد نیاز است. هم مواد جذب شده و هم جاذب در این دما گرم می شوند. خشک کردن با خلاء روشی سریعتر برای انجام این کار است و در مقایسه با خشک کردن شعله به دماهای نسبتاً کمتری نیاز دارد.

پس از فعال شدن، الک ها را می توان در یک ظرف شیشه ای با پارافیلم بسته بندی شده دوبل نگهداری کرد. این باعث می شود تا آنها تا شش ماه فعال باشند. برای بررسی فعال بودن الک ها می توانید در حالی که دستکش دارید آنها را در دست بگیرید و به آن آب اضافه کنید. اگر آنها کاملاً فعال باشند، دما به میزان قابل توجهی افزایش می یابد و حتی در هنگام پوشیدن دستکش نمی توانید آنها را نگه دارید.

استفاده از تجهیزات ایمنی مانند کیت‌های PPE، دستکش و عینک ایمنی توصیه می‌شود زیرا فرآیند فعال‌سازی غربال‌های مولکولی شامل مقابله با دماهای بالا و مواد شیمیایی و خطرات مرتبط است.