Molekularsieb ist ein poröses Material mit sehr kleinen, gleichmäßig großen Löchern. Es funktioniert wie ein Küchensieb, außer auf molekularer Ebene, und trennt Gasgemische, die Moleküle unterschiedlicher Größe enthalten. Nur Moleküle, die kleiner als die Poren sind, können hindurchtreten; wohingegen größere Moleküle blockiert werden. Wenn die zu trennenden Moleküle gleich groß sind, kann ein Molekularsieb auch nach Polarität trennen. Siebe werden in einer Vielzahl von Anwendungen als Trockenmittel zur Feuchtigkeitsentfernung eingesetzt und tragen dazu bei, den Qualitätsverlust von Produkten zu verhindern.
Arten von Molekularsieben
Molekularsiebe gibt es in verschiedenen Typen wie 3A, 4A, 5A und 13X. Die Zahlenwerte definieren die Porengröße und die chemische Zusammensetzung des Siebes. Die Ionen von Kalium, Natrium und Kalzium werden in der Zusammensetzung verändert, um die Größe der Poren zu steuern. In verschiedenen Sieben gibt es unterschiedliche Maschenzahlen. Zur Trennung von Gasen wird ein Molekularsieb mit einer kleineren Maschenzahl verwendet, für Flüssigkeiten ein Molekularsieb mit mehr Maschen. Weitere wichtige Parameter von Molekularsieben sind die Form (Pulver oder Perle), die Schüttdichte, der pH-Wert, die Regenerationstemperaturen (Aktivierung), die Feuchtigkeit usw.
Molekularsieb vs. Kieselgel
Kieselgel kann auch als feuchtigkeitsentfernendes Trockenmittel verwendet werden, unterscheidet sich jedoch stark von einem Molekularsieb. Die verschiedenen Faktoren, die bei der Wahl zwischen den beiden berücksichtigt werden können, sind Montageoptionen, Druckänderungen, Feuchtigkeitsniveaus, mechanische Kräfte, Temperaturbereich usw. Die Hauptunterschiede zwischen einem Molekularsieb und Kieselgel sind:
Die Adsorptionsgeschwindigkeit eines Molekularsiebs ist größer als die von Kieselgel. Dies liegt daran, dass das Sieb ein schnell trocknendes Mittel ist.
Ein Molekularsieb funktioniert bei hohen Temperaturen besser als Kieselgel, da es eine gleichmäßigere Struktur hat, die Wasser stark bindet.
Bei niedriger relativer Luftfeuchtigkeit ist die Kapazität eines Molekularsiebs weitaus besser als die von Kieselgel.
Die Struktur eines Molekularsiebs ist definiert und weist gleichmäßige Poren auf, während die Struktur von Kieselgel amorph ist und mehrere unregelmäßige Poren aufweist.
So aktivieren Sie Molekularsiebe
Um Molekularsiebe zu aktivieren, ist die Einwirkung sehr hoher Temperaturen die Grundvoraussetzung, und die Hitze sollte hoch genug sein, damit das Adsorbat verdampft. Die Temperatur würde je nach den zu adsorbierenden Materialien und der Art des Adsorptionsmittels variieren. Für die zuvor besprochenen Siebtypen wäre ein konstanter Temperaturbereich von 170–315 °C (338–600 °F) erforderlich. Bei dieser Temperatur werden sowohl das zu adsorbierende Material als auch das Adsorptionsmittel erhitzt. Die Vakuumtrocknung geht hier schneller und erfordert im Vergleich zur Flammentrocknung relativ niedrigere Temperaturen.
Nach der Aktivierung können die Siebe in einem Glasbehälter mit doppelt umwickeltem Parafilm aufbewahrt werden. Dadurch bleiben sie bis zu sechs Monate lang aktiviert. Um zu prüfen, ob die Siebe aktiv sind, kann man sie mit Handschuhen in der Hand halten und Wasser hineingießen. Wenn sie vollständig aktiv sind, steigt die Temperatur deutlich an und Sie können sie auch mit Handschuhen nicht halten.
Die Verwendung von Sicherheitsausrüstung wie PSA-Sets, Handschuhen und Schutzbrillen wird empfohlen, da der Aktivierungsprozess der Molekularsiebe mit hohen Temperaturen und Chemikalien sowie den damit verbundenen Risiken verbunden ist.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 30. Mai 2023
