Πώς λειτουργούν τα Μοριακά Κόσκινα;

Το μοριακό κόσκινο είναι ένα πορώδες υλικό που έχει πολύ μικρές, ομοιόμορφου μεγέθους οπές. Λειτουργεί σαν κόσκινο κουζίνας, εκτός από το ότι σε μοριακή κλίμακα, διαχωρίζοντας μείγματα αερίων που περιέχουν μόρια πολλαπλών μεγεθών. Μόνο μόρια μικρότερα από τους πόρους μπορούν να περάσουν, ενώ τα μεγαλύτερα μόρια μπλοκάρονται. Εάν τα μόρια που θέλετε να διαχωρίσετε έχουν το ίδιο μέγεθος, ένα μοριακό κόσκινο μπορεί επίσης να διαχωρίσει με βάση την πολικότητα. Τα κόσκινα χρησιμοποιούνται σε μια ποικιλία εφαρμογών ως αποξηραντικά που απομακρύνουν την υγρασία και βοηθούν στην πρόληψη της υποβάθμισης των προϊόντων.

Τύποι Μοριακών Κόσκινων

Τα μοριακά κόσκινα διατίθενται σε διαφορετικούς τύπους, όπως 3A, 4A, 5A και 13X. Οι αριθμητικές τιμές καθορίζουν το μέγεθος του πόρου και τη χημική σύνθεση του κόσκινου. Τα ιόντα καλίου, νατρίου και ασβεστίου τροποποιούνται στη σύνθεση για να ελεγχθεί το μέγεθος του πόρου. Υπάρχουν διαφορετικοί αριθμοί πλεγμάτων σε διαφορετικά κόσκινα. Ένα μοριακό κόσκινο με μικρότερο αριθμό πλεγμάτων χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό αερίων και ένα με περισσότερα πλεγματα χρησιμοποιείται για υγρά. Άλλες σημαντικές παράμετροι των μοριακών κόσκινων περιλαμβάνουν τη μορφή (σκόνη ή χάντρα), την πυκνότητα όγκου, τα επίπεδα pH, τις θερμοκρασίες αναγέννησης (ενεργοποίηση), την υγρασία κ.λπ.

Μοριακό κόσκινο έναντι πυριτικής πηκτής

Το silica gel μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως αποξηραντικό μέσο αφαίρεσης υγρασίας, αλλά διαφέρει πολύ από ένα μοριακό κόσκινο. Οι διαφορετικοί παράγοντες που μπορούν να ληφθούν υπόψη κατά την επιλογή μεταξύ των δύο είναι οι επιλογές συναρμολόγησης, οι αλλαγές στην πίεση, τα επίπεδα υγρασίας, οι μηχανικές δυνάμεις, το εύρος θερμοκρασίας κ.λπ. Οι βασικές διαφορές μεταξύ ενός μοριακού κόσκινου και ενός silica gel είναι:

Ο ρυθμός προσρόφησης ενός μοριακού κόσκινου είναι μεγαλύτερος από αυτόν του πυριτικού πηκτώματος. Αυτό συμβαίνει επειδή το κόσκινο είναι ένας παράγοντας ταχείας ξήρανσης.

Ένα μοριακό κόσκινο λειτουργεί καλύτερα από το silica gel σε υψηλές θερμοκρασίες, καθώς έχει μια πιο ομοιόμορφη δομή που δεσμεύει ισχυρά το νερό.

Σε χαμηλή σχετική υγρασία, η χωρητικότητα ενός μοριακού κόσκινου είναι πολύ καλύτερη από αυτή του πυριτικού πηκτώματος.

Η δομή ενός μοριακού κόσκινου είναι καθορισμένη και έχει ομοιόμορφους πόρους, ενώ η δομή του πυριτικού πηκτώματος είναι άμορφη και έχει πολλαπλούς ακανόνιστους πόρους.

Πώς να ενεργοποιήσετε τα μοριακά κόσκινα

Για την ενεργοποίηση των μοριακών κόσκινων, η βασική απαίτηση είναι η έκθεση σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες και η θερμότητα πρέπει να είναι αρκετά υψηλή ώστε να εξατμιστεί το προσροφημένο υλικό. Η θερμοκρασία θα ποικίλλει ανάλογα με τα υλικά που προσροφώνται και τον τύπο του προσροφητικού. Για τους τύπους κόσκινων που συζητήθηκαν προηγουμένως θα απαιτείται ένα σταθερό εύρος θερμοκρασίας 170-315°C (338-600°F). Τόσο το προσροφημένο υλικό όσο και το προσροφητικό θερμαίνονται σε αυτήν τη θερμοκρασία. Η ξήρανση σε κενό είναι ένας ταχύτερος τρόπος για να γίνει αυτό και απαιτεί σχετικά χαμηλότερες θερμοκρασίες σε σύγκριση με την ξήρανση με φλόγα.

Μόλις ενεργοποιηθούν, τα κόσκινα μπορούν να αποθηκευτούν σε γυάλινο δοχείο με διπλό παραφινύλιο. Αυτό θα τα διατηρήσει ενεργοποιημένα για έως και έξι μήνες. Για να ελέγξετε αν τα κόσκινα είναι ενεργά, μπορείτε να τα κρατήσετε στο χέρι σας φορώντας γάντια και να προσθέσετε νερό σε αυτά. Εάν είναι πλήρως ενεργά, τότε η θερμοκρασία αυξάνεται σημαντικά και δεν θα μπορείτε να τα κρατήσετε ακόμη και φορώντας γάντια.

Συνιστάται η χρήση εξοπλισμού ασφαλείας, όπως κιτ ΜΑΠ, γάντια και γυαλιά ασφαλείας, καθώς η διαδικασία ενεργοποίησης των μοριακών κόσκινων περιλαμβάνει την αντιμετώπιση υψηλών θερμοκρασιών και χημικών ουσιών, καθώς και των συναφών κινδύνων.