ตะแกรงโมเลกุลทำงานอย่างไร?

ตะแกรงโมเลกุลเป็นวัสดุที่มีรูพรุนซึ่งมีรูพรุนขนาดเล็กมากและสม่ำเสมอ ทำหน้าที่เหมือนตะแกรงในครัว เพียงแต่ในระดับโมเลกุล จะแยกส่วนผสมของก๊าซที่มีโมเลกุลหลายขนาด มีเพียงโมเลกุลที่มีขนาดเล็กกว่ารูพรุนเท่านั้นที่สามารถผ่านได้ ในขณะที่โมเลกุลขนาดใหญ่จะถูกปิดกั้น หากโมเลกุลที่ต้องการแยกมีขนาดเท่ากัน ตะแกรงโมเลกุลก็สามารถแยกด้วยขั้วได้เช่นกัน ตะแกรงถูกนำไปใช้งานในหลากหลายรูปแบบ เช่น เป็นสารดูดความชื้นเพื่อดูดความชื้นและช่วยป้องกันการเสื่อมสภาพของผลิตภัณฑ์

ประเภทของตะแกรงโมเลกุล

ตะแกรงโมเลกุลาร์มีหลายประเภท เช่น 3A, 4A, 5A และ 13X ค่าตัวเลขจะกำหนดขนาดของรูพรุนและองค์ประกอบทางเคมีของตะแกรง ไอออนของโพแทสเซียม โซเดียม และแคลเซียมจะถูกเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบเพื่อควบคุมขนาดของรูพรุน ตะแกรงแต่ละชนิดมีจำนวนตาข่ายแตกต่างกัน ตะแกรงโมเลกุลที่มีจำนวนตาข่ายน้อยกว่าจะใช้แยกก๊าซ และตะแกรงโมเลกุลที่มีจำนวนตาข่ายมากกว่าจะใช้สำหรับของเหลว พารามิเตอร์สำคัญอื่นๆ ของตะแกรงโมเลกุล ได้แก่ รูปแบบ (ผงหรือเม็ด) ความหนาแน่นรวม ระดับ pH อุณหภูมิในการฟื้นฟู (การกระตุ้น) ความชื้น ฯลฯ

ตะแกรงโมเลกุลเทียบกับซิลิกาเจล

ซิลิกาเจลสามารถใช้เป็นสารดูดความชื้นได้เช่นกัน แต่มีความแตกต่างอย่างมากจากตะแกรงโมเลกุล ปัจจัยต่างๆ ที่สามารถพิจารณาในการเลือกระหว่างสองประเภทนี้ ได้แก่ ตัวเลือกการประกอบ การเปลี่ยนแปลงความดัน ระดับความชื้น แรงทางกล ช่วงอุณหภูมิ ฯลฯ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างตะแกรงโมเลกุลและซิลิกาเจลมีดังนี้:

อัตราการดูดซับของตะแกรงโมเลกุลสูงกว่าซิลิกาเจล เนื่องจากตะแกรงเป็นสารแห้งเร็ว

ตะแกรงโมเลกุลทำงานได้ดีกว่าซิลิกาเจลในอุณหภูมิสูง เนื่องจากมีโครงสร้างที่สม่ำเสมอมากกว่า ซึ่งช่วยยึดน้ำไว้ได้อย่างแน่นหนา

ที่ความชื้นสัมพัทธ์ต่ำ ความจุของตะแกรงโมเลกุลจะดีกว่าซิลิกาเจลมาก

โครงสร้างของตะแกรงโมเลกุลถูกกำหนดและมีรูพรุนที่สม่ำเสมอ ในขณะที่โครงสร้างของซิลิกาเจลจะเป็นแบบไม่มีรูปร่างแน่นอนและมีรูพรุนที่ไม่สม่ำเสมอจำนวนมาก

วิธีการเปิดใช้งานตะแกรงโมเลกุล

ในการกระตุ้นตะแกรงโมเลกุล ข้อกำหนดพื้นฐานคือการสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงเป็นพิเศษ และความร้อนต้องสูงเพียงพอที่สารดูดซับจะระเหย อุณหภูมิจะแตกต่างกันไปตามวัสดุที่ถูกดูดซับและชนิดของสารดูดซับ ตะแกรงประเภทต่างๆ ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ต้องใช้อุณหภูมิคงที่ที่ 170-315 องศาเซลเซียส (338-600 องศาฟาเรนไฮต์) ทั้งวัสดุที่ถูกดูดซับและสารดูดซับจะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมินี้ การอบแห้งแบบสุญญากาศเป็นวิธีที่เร็วกว่าและต้องการอุณหภูมิที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับการอบแห้งด้วยเปลวไฟ

เมื่อเปิดใช้งานแล้ว สามารถเก็บตะแกรงไว้ในภาชนะแก้วที่หุ้มด้วยพาราฟิล์มสองชั้น วิธีนี้จะช่วยให้ตะแกรงทำงานได้นานถึงหกเดือน ในการตรวจสอบว่าตะแกรงทำงานอยู่หรือไม่ ให้ถือตะแกรงไว้ในมือขณะสวมถุงมือ แล้วเติมน้ำลงไป หากตะแกรงทำงานเต็มที่ อุณหภูมิจะสูงขึ้นอย่างมาก และคุณจะไม่สามารถจับตะแกรงได้แม้จะสวมถุงมืออยู่ก็ตาม

ขอแนะนำให้ใช้อุปกรณ์ด้านความปลอดภัย เช่น ชุด PPE ถุงมือ และแว่นตานิรภัย เนื่องจากกระบวนการกระตุ้นตะแกรงโมเลกุลเกี่ยวข้องกับการจัดการกับอุณหภูมิและสารเคมีที่สูง และความเสี่ยงที่เกี่ยวข้อง