Un tamis moléculaire est un matériau poreux doté de très petits trous de taille uniforme. Il fonctionne comme un tamis de cuisine, mais à l'échelle moléculaire, séparant les mélanges gazeux contenant des molécules de tailles différentes. Seules les molécules plus petites que les pores peuvent passer à travers, tandis que les molécules plus grosses sont bloquées. Si les molécules à séparer sont de même taille, un tamis moléculaire peut également séparer par polarité. Les tamis sont utilisés dans diverses applications comme dessiccants pour éliminer l'humidité et prévenir la dégradation des produits.
Types de tamis moléculaires
Il existe différents types de tamis moléculaires, tels que 3A, 4A, 5A et 13X. Les valeurs numériques définissent la taille des pores et la composition chimique du tamis. Les ions potassium, sodium et calcium sont modifiés dans la composition pour contrôler la taille des pores. Le nombre de mailles varie selon le tamis. Un tamis moléculaire avec un nombre de mailles plus petit est utilisé pour séparer les gaz, tandis qu'un tamis avec un nombre de mailles plus important est utilisé pour les liquides. D'autres paramètres importants des tamis moléculaires incluent la forme (poudre ou billes), la masse volumique apparente, le pH, les températures de régénération (activation), l'humidité, etc.
Tamis moléculaire vs gel de silice
Le gel de silice peut également être utilisé comme déshydratant, mais il est très différent d'un tamis moléculaire. Les différents facteurs à prendre en compte pour choisir entre les deux sont les options d'assemblage, les variations de pression, le taux d'humidité, les forces mécaniques, la plage de température, etc. Les principales différences entre un tamis moléculaire et le gel de silice sont les suivantes :
Le taux d'adsorption d'un tamis moléculaire est supérieur à celui du gel de silice, car le tamis est un agent à séchage rapide.
Un tamis moléculaire fonctionne mieux que le gel de silice à haute température, car il a une structure plus uniforme qui lie fortement l'eau.
À faible humidité relative, la capacité d’un tamis moléculaire est bien meilleure que celle du gel de silice.
La structure d'un tamis moléculaire est définie et présente des pores uniformes, tandis que la structure du gel de silice est amorphe et comporte de multiples pores irréguliers.
Comment activer les tamis moléculaires
Pour activer les tamis moléculaires, il est essentiel de les exposer à des températures extrêmement élevées, suffisamment élevées pour que l'adsorbat se vaporise. La température varie selon les matériaux adsorbés et le type d'adsorbant. Une plage de température constante de 170 à 315 °C (338 à 600 °F) est requise pour les types de tamis décrits précédemment. Le matériau adsorbé et l'adsorbant sont chauffés à cette température. Le séchage sous vide est une méthode plus rapide et nécessite des températures relativement plus basses que le séchage à la flamme.
Une fois activés, les tamis peuvent être conservés dans un récipient en verre enveloppé d'un double film plastique. Ils resteront ainsi actifs jusqu'à six mois. Pour vérifier leur activité, vous pouvez les tenir dans votre main avec des gants et y ajouter de l'eau. S'ils sont complètement actifs, la température augmente considérablement et vous ne pourrez plus les tenir, même avec des gants.
L'utilisation d'équipements de sécurité tels que des kits EPI, des gants et des lunettes de sécurité est recommandée car le processus d'activation des tamis moléculaires implique de faire face à des températures élevées et à des produits chimiques, ainsi qu'aux risques associés.
Date de publication : 30 mai 2023
