كيف تعمل المناخل الجزيئية؟

المنخل الجزيئي عبارة عن مادة مسامية بها ثقوب صغيرة جدًا وموحدة الحجم. وهو يعمل مثل منخل المطبخ، إلا على المستوى الجزيئي، حيث يفصل مخاليط الغاز التي تحتوي على جزيئات متعددة الأحجام. فقط الجزيئات الأصغر من المسام هي التي يمكنها المرور عبرها؛ بينما يتم حظر الجزيئات الأكبر حجمًا. إذا كانت الجزيئات التي تريد فصلها بنفس الحجم، فيمكن أيضًا للمنخل الجزيئي أن يفصل حسب القطبية. تُستخدم المناخل في مجموعة متنوعة من التطبيقات كمجففات لإزالة الرطوبة وتساعد على منع تدهور المنتجات.

أنواع المناخل الجزيئية

المناخل الجزيئية تأتي في أنواع مختلفة مثل 3A، 4A، 5A و13X. تحدد القيم الرقمية حجم المسام والتركيب الكيميائي للغربال. يتم تغيير أيونات البوتاسيوم والصوديوم والكالسيوم في التركيبة للتحكم في حجم المسام. هناك أعداد مختلفة من الشبكات في المناخل المختلفة. يتم استخدام المنخل الجزيئي الذي يحتوي على عدد أقل من الشبكات لفصل الغازات، ويتم استخدام منخل يحتوي على عدد أكبر من الشبكات لفصل السوائل. تشمل المعلمات المهمة الأخرى للمناخل الجزيئية الشكل (المسحوق أو الخرزة)، والكثافة الظاهرية، ومستويات الأس الهيدروجيني، ودرجات حرارة التجديد (التنشيط)، والرطوبة، وما إلى ذلك.

المنخل الجزيئي مقابل هلام السيليكا

يمكن أيضًا استخدام هلام السيليكا كمجفف لإزالة الرطوبة ولكنه يختلف تمامًا عن المنخل الجزيئي. العوامل المختلفة التي يمكن أخذها في الاعتبار عند الاختيار بين الاثنين هي خيارات التجميع، والتغيرات في الضغط، ومستويات الرطوبة، والقوى الميكانيكية، ونطاق درجة الحرارة، وما إلى ذلك. الاختلافات الرئيسية بين المنخل الجزيئي وهلام السيليكا هي:

معدل امتصاص المنخل الجزيئي أكبر من معدل امتصاص هلام السيليكا. وذلك لأن الغربال هو عامل التجفيف السريع.

يعمل المنخل الجزيئي بشكل أفضل من هلام السيليكا في درجات الحرارة المرتفعة، لأنه يتمتع ببنية أكثر تجانسًا تربط الماء بقوة.

في حالة الرطوبة النسبية المنخفضة، تكون قدرة المنخل الجزيئي أفضل بكثير من قدرة هلام السيليكا.

يتم تعريف بنية المنخل الجزيئي ولها مسام موحدة، في حين أن بنية هلام السيليكا غير متبلورة ومسام متعددة غير منتظمة.

كيفية تفعيل المناخل الجزيئية

لتنشيط المناخل الجزيئية، الشرط الأساسي هو التعرض لدرجات حرارة عالية جدًا، ويجب أن تكون الحرارة عالية بما يكفي لتتبخر المادة الممتصة. ستختلف درجة الحرارة باختلاف المواد الممتزة ونوع المادة المازة. سيكون هناك حاجة إلى نطاق درجة حرارة ثابتة يتراوح بين 170-315 درجة مئوية (338-600 درجة فهرنهايت) لأنواع المناخل التي تمت مناقشتها سابقًا. يتم تسخين كل من المادة الممتزة والممتزة عند درجة الحرارة هذه. يعد التجفيف بالفراغ طريقة أسرع للقيام بذلك ويتطلب درجات حرارة أقل نسبيًا مقارنة بالتجفيف باللهب.

بمجرد تفعيلها، يمكن تخزين المناخل في حاوية زجاجية ذات بارافيلم مزدوج التغليف. سيؤدي ذلك إلى إبقائهم نشطين لمدة تصل إلى ستة أشهر. للتأكد من أن الغرابيل نشطة، يمكنك حملها بيدك أثناء ارتداء القفازات وإضافة الماء إليها. إذا كانت نشطة تمامًا، فسترتفع درجة الحرارة بشكل ملحوظ، ولن تتمكن من الإمساك بها حتى أثناء ارتداء القفازات.

يوصى باستخدام معدات السلامة مثل معدات الوقاية الشخصية والقفازات ونظارات السلامة، حيث أن عملية تفعيل المناخل الجزيئية تتضمن التعامل مع درجات الحرارة المرتفعة والمواد الكيميائية والمخاطر المرتبطة بها.