Qu'est-ce qu'un tamis moléculaire?
Un tamis moléculaire est utilisé pour sécher ou absorber les gaz et les liquides. Les tamis moléculaires sont constitués de matériaux poreux, généralement un composé d'aluminosilicate appelé zéolite, et sont utilisés pour séparer des substances au niveau moléculaire. Principalement utilisés en tant que dessiccant ou agent desséchant, ces tamis sont également souvent utilisés dans l'industrie du pétrole pour purifier les gaz.
Tout comme un tamis peut être utilisé pour séparer les roches du sable, un tamis moléculaire sépare les molécules les plus grosses des plus petites. Par exemple, les molécules d'eau ont un rayon moléculaire de 0,193 nm, tandis qu'une molécule d'acétone a un rayon de 0,308 nm. En versant une solution d'acétone dans un tamis moléculaire, les plus petites molécules d'eau passeraient à travers le tamis tandis que les plus grosses molécules d'acétone resteraient, séchant ainsi l'alcool. Lorsque deux molécules ont la même taille, les tamis moléculaires peuvent également séparer des molécules basées sur la polarité de ces molécules. Les molécules les plus polaires seront absorbées comme s'il s'agissait de molécules plus petites.
Contrairement aux tamis qui séparent les roches du sable, les tamis moléculaires ne permettent pas aux molécules plus petites de les traverser simplement. Au lieu de cela, ces molécules sont absorbées par le tamis. Les espaces vides dans la structure du tamis, les pores, contiennent ces molécules plus petites. L'efficacité d'un tamis dépend donc non seulement de la taille des pores, mais également de la quantité d'espace vide disponible à l'intérieur de la structure du tamis.
Les tamis moléculaires peuvent absorber environ 24% de leur poids. Une fois que l'eau est absorbée dans les trous poreux et que les matériaux séchés ou purifiés sont récupérés, l'eau peut être éliminée de différentes manières. Étant donné que la chaleur ne modifie pas la structure moléculaire d'un tamis, l'eau est souvent éliminée en chauffant le tamis à 250 ° C (482 ° F) pendant deux heures, puis en le laissant refroidir avec un minimum de contact avec de l'air humide.
De structure cristalline, le matériau poreux dans un tamis moléculaire présente des tailles de pores complètement uniformes. Ces tailles diffèrent toutefois selon le type de tamis. Il en existe plusieurs types, notamment les tamis moléculaires en verre isolé, des types 3A à 5A et le type 13X.
Les tamis moléculaires en verre isolé sont utilisés spécifiquement pour fabriquer du verre isolé. Ils empêchent l'eau de s'accumuler à la surface du verre. Les tamis 3A et 4A sont des agents desséchants universels. 3As sont principalement utilisés pour sécher ou déshydrater les hydrocarbures. C'est le type de tamis qui serait utilisé pour sécher l'acétone dans l'exemple précédent. Les tamis 4A sont utilisés dans des systèmes fermés, tels que des composants électriques et des emballages de médicaments, pour assurer la sécheresse.
Les tamis 5A sont utilisés pour éliminer le sulfure d'hydrogène indésirable, un gaz extrêmement toxique, et le dioxyde de carbone des gaz naturels. Ceux-ci sont souvent utilisés par l'industrie pétrolière. Les tamis 13X ne sont utilisés dans le commerce que pour le séchage des gaz.