כיצד פועלות מסננות מולקולריות?

מסננת מולקולרית היא חומר נקבובי שיש לו חורים קטנים מאוד, בגודל אחיד. זה עובד כמו מסננת מטבח, למעט בקנה מידה מולקולרי, המפריד בין תערובות גזים המכילות מולקולות בגדלים רבים. רק מולקולות קטנות מהנקבוביות יכולות לעבור דרכן; ואילו מולקולות גדולות יותר חסומות. אם המולקולות שברצונך להפריד הן בגודל זהה, מסננת מולקולרית יכולה להיפרד גם על ידי קוטביות. מסננות משמשות במגוון יישומים כחומרי ייבוש מסירי לחות ומסייעות במניעת השפלה של מוצרים.

סוגי מסננות מולקולריות

נפות מולקולריות מגיעות בסוגים שונים כגון 3A, 4A, 5A ו-13X. הערכים המספריים מגדירים את גודל הנקבוביות ואת ההרכב הכימי של המסננת. יוני האשלגן, הנתרן והסידן משתנים בהרכב כדי לשלוט בגודל הנקבוביות. ישנם מספרים שונים של רשתות במסננות שונות. מסננת מולקולרית עם מספר קטן יותר של רשתות משמשת להפרדת גזים, ואחת עם יותר רשתות משמשת לנוזלים. פרמטרים חשובים נוספים של מסננות מולקולריות כוללים את הצורה (אבקה או חרוז), צפיפות בצובר, רמות pH, טמפרטורות התחדשות (הפעלה), לחות וכו'.

מסננת מולקולרית מול סיליקה ג'ל

סיליקה ג'ל יכול לשמש גם כחומר לחות להסרת לחות אך שונה מאוד ממסננת מולקולרית. הגורמים השונים שניתן לקחת בחשבון בעת ​​הבחירה בין השניים הם אפשרויות הרכבה, שינויים בלחץ, רמות לחות, כוחות מכניים, טווח טמפרטורות וכו'. ההבדלים העיקריים בין מסננת מולקולרית לסיליקה ג'ל הם:

קצב הספיחה של מסננת מולקולרית גדול מזה של סיליקה ג'ל. הסיבה לכך היא שהמסננת היא חומר המתייבש במהירות.

מסננת מולקולרית מתפקדת טוב יותר מסיליקה ג'ל בטמפרטורות גבוהות, שכן יש לה מבנה אחיד יותר הקושר מים בצורה חזקה.

בלחות יחסית נמוכה, הקיבולת של מסננת מולקולרית טובה בהרבה מזו של סיליקה ג'ל.

המבנה של מסננת מולקולרית מוגדר ובעל נקבוביות אחידות, בעוד המבנה של סיליקה ג'ל הוא אמורפי וריבוי נקבוביות לא סדירות.

כיצד להפעיל מסננות מולקולריות

כדי להפעיל מסננות מולקולריות, הדרישה הבסיסית היא חשיפה לטמפרטורות סופר גבוהות, והחום צריך להיות גבוה מספיק כדי שהאדסורבט יתאדה. הטמפרטורה תשתנה עם החומרים הנספגים וסוג הסופח. טווח טמפרטורות קבוע של 170-315oC (338-600oF) יידרש עבור סוגי הנפות שנדונו קודם לכן. גם החומר הנספג וגם הסופח מתחממים בטמפרטורה זו. ייבוש בוואקום הוא דרך מהירה יותר לעשות זאת ודורש טמפרטורות נמוכות יחסית לייבוש להבה.

לאחר ההפעלה, ניתן לאחסן את הנפות בכלי זכוכית עם פרפילם עטוף כפול. זה ישאיר אותם פעילים עד שישה חודשים. כדי לבדוק אם הנפות פעילות, ניתן להחזיק אותן ביד תוך כדי כפפות ולהוסיף להן מים. אם הם פעילים לחלוטין, אז הטמפרטורה עולה משמעותית, ולא תוכל להחזיק אותם גם עם כפפות.

מומלץ להשתמש בציוד בטיחות כמו ערכות PPE, כפפות ומשקפי בטיחות שכן תהליך ההפעלה של הנפות המולקולריות כולל התמודדות עם טמפרטורות גבוהות וכימיקלים, והסיכונים הנלווים.