انواع رطوبت گیر و خشک کننده ها (سیلیکاژل، غربال مولکولی، آلومینا فعال، خاک رس فعال و کربن فعال)

رطوبت گیر و خشک کننده ها Desiccants ابزار مفیدی هستند که برای جذب رطوبت از محصولات استفاده می شود تا آنها را خشک و پایدار نگه دارد، بیشتر آنها به شکل جامد و از قبل بسته بندی شده هستند. خشک کننده های مختلفی در صنایع مختلف استفاده می شوند و معمولاً توسط تولید کنندگان مواد غذایی و دارویی برای افزایش ماندگاری محصولات خود بکار گرفته می شوند. در موارد دیگری که از این مواد برای اهداف تخصصی استفاده می شود ممکن است به روش دیگری عمل کنند و یا به اشکالی غیر از جامد باشند. به غیر از استفاده برای محافظت از کالاهای فاسد شدنی در برابر رطوبت، خشک کننده‌ها همچنین برای تصفیه آب، حذف فلزات و سایر ناخالصی ها از گازها و کنترل سطوح رطوبت در جریان های گاز استفاده می شوند.

خشک کننده ها رطوبت گیر Dehumidifier نیز نامیده می شوند زیرا کاربرد اصلی آنها جذب رطوبت اضافی هوا می باشد، آنها برای اهداف مختلف و مکان های مختلف تولید می شوند و بسیار مهم است که از نوع مناسب خشک کننده برای هدف توصیه شده استفاده کنید. مواد موجود در داخل بسته های رطوبت گیر شامل خشک کننده های رایج مانند سیلیکاژل، آلومینا فعال، خاک رس فعال، غربال های مولکولی، کربن فعال و خشک کننده های کمتر شناخته شده مانند جذب کننده های اکسیژن، اکسید کلسیم، سولفید کلسیم و موارد دیگر می باشد.

کاربرد محصولات رطوبت گیر

محصولات خشک کننده یا رطوبت گیر در مواردی که به دلیل درصد بالای رطوبت در فضای اطراف هر جسم میزان تبخیر بسیار کم است، کاربرد زیادی دارند. رطوبت گیرها به روش های مختلفی هم در خانه و هم برای مصارف صنعتی استفاده می شوند از جمله حمل و نقل کالاها، صنایع نفت و گاز، مواد غذایی و دارویی، تولید و توزیع برق، نظامی و هوانوردی. وامل خشک کننده تجاری توسعه یافته برای فرآیند بسته بندی در حین حمل و نقل و ذخیره بسیاری از محصولات مهم هستند. کنترل رطوبت در طول ساخت، تولید و حمل و نقل محصولات برای انواع صنایع بسیار مهم است، زیرا عدم توانایی در حفظ رطوبت نسبی پایین (RH) در داخل بسته بندی یا ظروف می تواند به محصولات آسیب برساند. رطوبت گیرها عمدتاً توسط تولیدکنندگان مواد غذایی، دارویی و بسته بندی برای جلوگیری از ورود رطوبت و افزایش ماندگاری محصولاتشان استفاده می شوند.

انواع رطوبت گیرها

بسیار مهم است که نوع مناسب محصول رطوبت گیر را انتخاب کنید تا به خوبی از کالاهای خود در برابر رطوبت و تراکم محافظت کنید. همانطور که گفته شد سیلیکاژل، غربال مولکولی، آلومینا فعال، خاک رس فعال و کربن فعال از متداول ترین رطوبت گیرهای مصرفی در صنایع هستند.

سیلیکاژل SILICA GEL

خشک کننده سیلیکاژل از دانه های کوچک دی اکسید سیلیکون تشکیل شده است که برای جذب رطوبت و افزایش ماندگاری محصول استفاده می شود. این رطوبت گیر دارای سطح ویژه بالایی است که قابلیت جذب عالی رطوبت را فراهم می کند. سیلیکاژل یک ماده متخلخل با ساختار اتمی ناهموار است و آب موجود در هوا را در منافذ میکروسکوپی خود جذب کرده و هوا از میان آنها عبور می کند. سیلیکا ژل به دلیل خواص فیزیکی خود یکی از بهترین رطوبت گیرها برای محافظت از کالاها و محصولات مختلف در برابر خوردگی، آلودگی، فساد و رشد کپک است. این ماده یک خشک کننده بی ضرر است که به راحتی قابل بازسازی می باشد؛ برای احیاء سیلیکاژل باید مدتی تا دمای ۱۳۰ درجه سانتیگراد گرم شود.

سیلیکاژل در اشکال کروی (گرانول)، بی شکل (پرک) و پودری تولید می شود و به سه رنگ سفید، آبی و نارنجی تقسیم می شود. سیلیکاژل های دارای نشانگر رطوبت (آبی و نارنجی) با جذب رطوبت به ترتیب به رنگ های صورتی و نارنجی (در برخی شرایط بی رنگ) تغییر رنگ می دهند، این به دلیل ترکیب کلرید کبالت در سیلیکاژل آبی و متیل ویولت در سیلیکاژل نارنجی می باشد. ژل سیلیکا توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) تایید شده و به تنهایی غیرسمی و ایمن شناخته می شود، که نشان می دهد می توان آن را در کنار محصولات غذایی نیز قرار داد. از کاربردهای سیلیکاژل در محصولات غذایی می توان به جاذب رطوبت، عامل ضد چسبندگی، حامل، حالت دهنده، عامل ضد کف، عامل ضد سرما امولسیون کننده، عامل کنترل ویسکوزیته، تثبیت کننده و عامل ضد ته نشینی اشاره کرد.

سیلیکاژل به دلیل ویژگی های جذب قوی آب در فیلترهای آب خانگی استفاده می شود، ساختار سطحی سیلیکاژل آن را برای جذب مواد معدنی خاص محلول در آب عالی می کند. همچنین در صنایع بهداشتی و الکترونیکی، در کنار داروها، غذا و بستر حیوانات خانگی برای جذب رطوبت استفاده می شود. سیلیکاژل علاوه بر آب همچنین توانایی جذب مواد معطر، الکل ها، آمونیاک، الفین ها، پارافین ها و دیولفین ها را دارد.

غربال های مولکولی MOLECULAR SIEVES

غربال مولکولی ماده ایست که از مواد آلومینوسیلیکات ریز متخلخل مانند زئولیت ها ساخته می شود، منافذ آن با اندازه یکنواخت و از نظر اندازه شبیه مولکول ها هستند؛ این بدان معنیست که فقط مولکول های کوچکتر را جذب می کنند و مولکول های بزرگتر را کنار می گذارند. از آنجایی که آنها در سطح میکروسکوپی کار می کنند، واحد اندازه گیری مورد استفاده برای اندازه گیری اندازه غربال های مولکولی آنگستروم است. شاید برجسته ترین مزیت غربال های مولکولی این باشد که سازندگان می توانند اندازه منافذ را کنترل کرده و غربال های مولکولی را برای کاربردهای مختلف ایجاد کنند؛ این امر آنها را قادر می سازد تا گازها و مایعات خاص را از بین ببرند و تصفیه کنند. غربال مولکولی معمولاً در سیستم های فیلتراسیون برای کاهش سطح رطوبت وبه دلیل قابلیت جذب تا ۲۲ درصد وزن در دمای ۳۰۰ درجه سانتی گراد قابل استفاده است. تفاوت غربال مولکولی و سیلیکاژل اندازه منافذ آنها می باشد و اندازه متفاوت منافذ غربال مولکولی ماهیت آن را انعطاف پذیر می سازد زیرا میتوان از آنها برای اهداف مختلف استفاده کرد.

این رطوبت گیرها به عنوان معرف و بیوشیمیایی برای شرکت های دارویی استفاده می شوند، بخش نفت به طور گسترده ای از غربال های مولکولی استفاده می کند که بیشتر در خشک کردن مجموعه های جریان گاز بکار گرفته می شوند. این مواد خشک کننده در دستگاه های تصفیه هوا و آب نیز مورد استفاده قرار می گیرند. برای تامین هوا در این نوع کاربردها از کمپرسور هوا استفاده می شود، بسته به کاربرد، کمپرسور هوا با غربال مولکولی، کربن فعال یا هر دو بسته بندی می شود تا ذرات و محصولات خروجی کمپرسور را از منبع هوای تنفسی حذف کند.

آلومینا فعال ACTIVATED ALUMINA

آلومینا فعال یک رطوبت گیر متخلخل و جامد از هیدروکسید آلومینیوم است که قابلیت جذب بسیار بالایی دارد و در کاربردهای صنعتی سنگین برای اهداف مختلف، از جمله جذب کاتالیزورها و حذف فلوراید و سایر آلاینده ها، استفاده می شود.

آلومینا فعال به طور گسترده ای در فلوریداسیون استفاده می شود، فرآیندی برای کاهش سطح و حذف فلوراید موجود در آب، به ویژه آب آشامیدنی. مقدار فلوراید فیلتر شده توسط آلومینا فعال متناسب با مدت زمانیست که با آب در تماس است؛ اگر آلومینا فعال برای مدت طولانی در آب باقی بماند، فلوراید موجود در آب را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. آلومینا فعال در جذب کاتالیزورها برای ساخت پلی اتن و پراکسید هیدروژن نیز استفاده می شود، این ماده به عنوان یک جاذب انتخابی در پردازش کاتالیزور Claus استفاده می شود و آلاینده هایی مانند فلوراید، آرسنیک و گوگرد را از جریان سیال حذف می کند.

خاک رس فعال MONTMORILLONITE CLAY

خاک رس فعال، همچنین به عنوان بنتونیت شناخته می شود، یک رس فیلوسیلیکات آلومینیومی جاذب است که حاوی مقدار قابل توجهی عنصر مونت موریلونیت می باشد. رطوبت گیر خاک رس در درجه اول از محصولات در بسته بندی های صنعتی محافظت می کند و به شکل کروی تولید می شود که کمی درشت تر از سیلیکاژل گرانول هستند. خاک رس فعال به دلیل راندمان بالا، خواص خشک کنندگی و هزینه کم، جایگزینی عالی برای ژل سیلیکا در تمام کاربردهای بسته بندی است. این رطوبت گیر در ۳ نوع مختلف بنتونیت سدیم، بنتونیت کلسیم و بنتونیت پتاسیم موجود است؛ با توجه نوع آن، خشک کننده خاک رس تقریباً ۲۵٪ وزن خود را در دمای اتاق و رطوبت نسبی ۴۰٪ جذب می کند. به راحتی شارژ می شود و تغییر ظاهری نمیکند، اما دمای سقف نسبتاً پایینی دارد، به این معنی که در دمای حدود ۵۰ درجه سانتی گراد شروع به دفع رطوبتی که جذب کرده است می کند.

اگرچه به طور معمول برای فروش در بازار خرده فروشی یافت نمی شود، رطوبت گیر خاک رس در استفاده تجاری و صنعتی نسبتاً رایج است، دلیل اصلی این امر به نظر می رسد ارزان بودن آن در مقایسه با هر نوع خشک کننده دیگری باشد. خاک رس فعال می تواند بسیاری از مولکول های پروتئین را از مایعات یا حتی فقط آب جذب کند و در فرآیند شراب سازی بسیار موثر است، علاوه بر این، می توان از آن برای جذب روغن و گریس نیز استفاده کرد. خاک رس فعال در درجه اول به عنوان یک اهرم حفر کردن زمین و یک مانع آب زیرزمینی استفاده می شود، استفاده از این ماده ابزار حفاری را روان نگه می دارد و از انفجار ماشین آلات جلوگیری کند.

کربن فعال ACTIVATED CARBON

کربن فعال برای استخراج ناخالصی های موجود در هوا استفاده می شود و فضایی تازه و بهداشتی ایجاد می کند. یکی از بهترین ویژگی های استفاده از رطوبت گیرهای کربن این است که بوی بد را در فضاهای بسته مانند انبارها، گاراژها و زیرزمین ها از بین می برد. کربن فعال شکلی از گرافیت و به نام زغال فعال نیز شناخته می شود، اما برخلاف گرافیت، دارای ساختار تصادفی با طیف وسیعی از اندازه های منافذ است که منجر به سطح بالای آن می شود که به آن اجازه می دهد بالاترین نیروهای جذب فیزیکی را داشته باشد. در نتیجه، کربن فعال یک عامل مقرون به صرفه برای تصفیه حجم زیادی از گاز یا آب حاوی سطوح پایین آلاینده است؛ تصفیه آب، هوا، گاز و کنترل بو همگی از کاربردهای معمول کربن فعال هستند.

هم در تصفیه خانه های شهری و هم در سیستم های تصفیه خانگی، جذب کربن فعال یکی از بهترین و رایج ترین روش های تصفیه برای حذف آلاینده ها از آب آشامیدنی در نظر گرفته می شود. کربن فعال در دستگاه های تصفیه هوا و تامین آب، مانند ماسک های زیر آب که توسط غواصان و آتش نشان ها استفاده می شود، نیز کاربرد دارد.