Il setaccio molecolare è un materiale poroso con fori molto piccoli e di dimensioni uniformi. Funziona come un setaccio da cucina, ma su scala molecolare, separando miscele di gas contenenti molecole di diverse dimensioni. Solo le molecole più piccole dei pori possono passare; mentre quelle più grandi vengono bloccate. Se le molecole da separare hanno le stesse dimensioni, un setaccio molecolare può anche separare per polarità. I setacci sono utilizzati in una varietà di applicazioni come essiccanti per la rimozione dell'umidità e aiutano a prevenire la degradazione dei prodotti.
Tipi di setacci molecolari
I setacci molecolari sono disponibili in diverse tipologie, come 3A, 4A, 5A e 13X. I valori numerici definiscono la dimensione del poro e la composizione chimica del setaccio. Gli ioni di potassio, sodio e calcio vengono alterati nella composizione per controllare la dimensione del poro. Il numero di maglie varia a seconda del setaccio. Un setaccio molecolare con un numero di maglie inferiore viene utilizzato per separare i gas, mentre uno con un numero di maglie superiore viene utilizzato per separare i liquidi. Altri parametri importanti dei setacci molecolari includono la forma (polvere o granuli), la densità apparente, i livelli di pH, le temperature di rigenerazione (attivazione), l'umidità, ecc.
Setaccio molecolare vs. gel di silice
Il gel di silice può anche essere utilizzato come essiccante per la rimozione dell'umidità, ma è molto diverso da un setaccio molecolare. I diversi fattori da considerare nella scelta tra i due sono le opzioni di assemblaggio, le variazioni di pressione, i livelli di umidità, le forze meccaniche, l'intervallo di temperatura, ecc. Le principali differenze tra un setaccio molecolare e il gel di silice sono:
La velocità di adsorbimento di un setaccio molecolare è maggiore di quella del gel di silice. Questo perché il setaccio è un agente ad essiccazione rapida.
Un setaccio molecolare funziona meglio del gel di silice alle alte temperature, poiché ha una struttura più uniforme che lega saldamente l'acqua.
A bassa umidità relativa, la capacità di un setaccio molecolare è di gran lunga migliore di quella del gel di silice.
La struttura di un setaccio molecolare è definita e presenta pori uniformi, mentre la struttura del gel di silice è amorfa e presenta più pori irregolari.
Come attivare i setacci molecolari
Per attivare i setacci molecolari, il requisito fondamentale è l'esposizione a temperature elevatissime, sufficientemente elevate da consentire la vaporizzazione dell'adsorbato. La temperatura varia a seconda dei materiali adsorbiti e del tipo di adsorbente. Per i tipi di setacci discussi in precedenza, è necessario un intervallo di temperatura costante di 170-315 °C (338-600 °F). Sia il materiale adsorbito che l'adsorbente vengono riscaldati a questa temperatura. L'essiccazione sotto vuoto è un metodo più rapido e richiede temperature relativamente più basse rispetto all'essiccazione a fiamma.
Una volta attivati, i setacci possono essere conservati in un contenitore di vetro avvolto in una doppia pellicola protettiva. Questo li manterrà attivi fino a sei mesi. Per verificare se i setacci sono attivi, puoi tenerli in mano indossando i guanti e aggiungere acqua. Se sono completamente attivi, la temperatura aumenta significativamente e non sarai in grado di tenerli in mano nemmeno indossando i guanti.
Si raccomanda l'uso di dispositivi di sicurezza quali kit DPI, guanti e occhiali protettivi, poiché il processo di attivazione dei setacci molecolari comporta la gestione di temperature elevate e di sostanze chimiche, con i rischi associati.
Data di pubblicazione: 30 maggio 2023
