Kas yra molekulinis sietas?

Molekulinis sietas naudojamas dujoms ir skysčiams džiovinti arba absorbuoti. Molekuliniai sietai yra pagaminti iš akytų medžiagų, dažniausiai aliuminio silikato junginio, vadinamo ceolitu, ir naudojami medžiagoms atskirti molekuliniu lygmeniu. Šie sietai, daugiausia naudojami kaip sausiklis arba džiovinimo priemonė, taip pat dažnai naudojami naftos pramonėje dujoms valyti.
Kaip sietas gali būti naudojamas uolienoms atskirti nuo smėlio, molekulinis sietas atskiria didesnes molekules nuo mažesnių. Pavyzdžiui, vandens molekulių molekulinis spindulys yra 0.193 nm, o acetono molekulės – 0.308 nm. Įpylus acetono tirpalą į molekulinį sietą, mažesnės vandens molekulės prasiskverbtų pro sietą, o didesnės acetono molekulės liktų, taip išdžiovindamos alkoholį. Kai dvi molekulės yra vienodo dydžio, molekuliniai sietai taip pat gali atskirti molekules pagal molekulių poliškumą. Poliškesnės molekulės bus absorbuojamos taip, tarsi jos būtų mažesnės.

Skirtingai nei sietai, atskiriantys uolienas nuo smėlio, molekuliniai sietai neleidžia mažesnėms molekulėms tiesiog pro juos prasiskverbti. Vietoj to, tas molekules sugeria sietas. Tuščios erdvės sieto struktūroje, poros, sulaiko tas mažesnes molekules, todėl sieto efektyvumas priklauso ne tik nuo porų dydžio, bet ir nuo to, kiek laisvos vietos yra sieto struktūroje.

Molekuliniai sietai gali sugerti apie 24 procentus savo svorio. Kai vanduo susigeria į akytas skylutes ir pašalinamos išdžiovintos arba išvalytos medžiagos, vandenį galima pašalinti įvairiais būdais. Kadangi šiluma nekeičia sieto molekulinės struktūros, vanduo dažnai pašalinamas kaitinant sietą iki 482 °C (250 °F) dvi valandas ir leidžiant jam atvėsti kuo mažiau kontaktuojant su drėgnu oru.

Kristalinės struktūros, porėtos medžiagos molekuliniame sietelyje yra visiškai vienodi porų dydžiai. Tačiau šie dydžiai skiriasi priklausomai nuo sieto tipo. Yra keletas tipų, įskaitant izoliuoto stiklo molekulinius sietus, 3A–5A ir 13X tipus.

Izoliuoto stiklo molekuliniai sietai naudojami specialiai izoliuotam stiklui gaminti. Jie neleidžia vandeniui kauptis stiklo paviršiuje. 3A ir 4A sietai yra universalios džiovinimo priemonės. 3As dažniausiai naudojami angliavandeniliams džiovinti arba dehidratuoti. Tai yra sieto tipas, kuris ankstesniame pavyzdyje būtų naudojamas acetonui džiovinti. 4A sietai naudojami uždarose sistemose, tokiose kaip elektriniai komponentai ir vaistų pakuotės, siekiant užtikrinti sausumą.

5A sietai naudojami nepageidaujamam sieros vandenilio – itin nuodingų dujų – ir anglies dioksido pašalinimui iš gamtinių dujų. Juos dažnai naudoja naftos pramonė. 13X sietai komerciniais tikslais naudojami tik dujoms džiovinti.