El tamiz molecular es un material poroso que tiene agujeros muy pequeños y de tamaño uniforme. Funciona como un colador de cocina, excepto a escala molecular, separando mezclas de gases que contienen moléculas de varios tamaños. Sólo pueden pasar moléculas más pequeñas que los poros; mientras que las moléculas más grandes están bloqueadas. Si las moléculas que se quieren separar son del mismo tamaño, un tamiz molecular también puede separar por polaridad. Los tamices se utilizan en una variedad de aplicaciones como desecantes que eliminan la humedad y ayudan a prevenir la degradación de los productos.
Tipos de tamices moleculares
Los tamices moleculares vienen en diferentes tipos, como 3A, 4A, 5A y 13X. Los valores numéricos definen el tamaño del poro y la composición química del tamiz. Los iones de potasio, sodio y calcio se alteran en la composición para controlar el tamaño del poro. Hay diferente número de mallas en diferentes tamices. Para separar gases se utiliza un tamiz molecular con menor número de mallas y para líquidos uno con más mallas. Otros parámetros importantes de los tamices moleculares incluyen la forma (polvo o perlas), densidad aparente, niveles de pH, temperaturas de regeneración (activación), humedad, etc.
Tamiz molecular frente a gel de sílice
El gel de sílice también se puede utilizar como desecante para eliminar la humedad, pero es muy diferente de un tamiz molecular. Los diferentes factores que se pueden considerar al elegir entre los dos son las opciones de ensamblaje, los cambios de presión, los niveles de humedad, las fuerzas mecánicas, el rango de temperatura, etc. Las diferencias clave entre un tamiz molecular y un gel de sílice son:
La tasa de adsorción de un tamiz molecular es mayor que la del gel de sílice. Esto se debe a que el tamiz es un agente de secado rápido.
Un tamiz molecular funciona mejor que el gel de sílice a altas temperaturas, ya que tiene una estructura más uniforme que une fuertemente el agua.
A baja humedad relativa, la capacidad de un tamiz molecular es mucho mejor que la del gel de sílice.
La estructura de un tamiz molecular está definida y tiene poros uniformes, mientras que la estructura del gel de sílice es amorfa y tiene múltiples poros irregulares.
Cómo activar tamices moleculares
Para activar los tamices moleculares, el requisito básico es la exposición a temperaturas muy altas, y el calor debe ser lo suficientemente alto como para que el adsorbato se vaporice. La temperatura variará según los materiales que se adsorban y el tipo de adsorbente. Se requeriría un rango de temperatura constante de 170 a 315 oC (338 a 600 oF) para los tipos de tamices discutidos anteriormente. Tanto el material adsorbido como el adsorbente se calientan a esta temperatura. El secado al vacío es una forma más rápida de hacerlo y requiere temperaturas relativamente más bajas en comparación con el secado con llama.
Una vez activados, los tamices se pueden almacenar en un recipiente de vidrio con un parafilm de doble envoltura. Esto los mantendrá activados hasta por seis meses. Para comprobar si los tamices están activos, puede sostenerlos en la mano con guantes y agregarles agua. Si están completamente activos, la temperatura aumenta significativamente y no podrá sostenerlos ni siquiera con guantes.
Se recomienda el uso de equipos de seguridad como kits de EPI, guantes y gafas de seguridad, ya que el proceso de activación de los tamices moleculares implica lidiar con altas temperaturas y productos químicos, y los riesgos asociados.
Hora de publicación: 30 de mayo de 2023
