مولکولارسیو (Molecular Sieve) یا غربال مولکولی چیست؟
مولکولارسیو یا غربال مولکولی، نوعی جاذب مصنوعی کریستالی با ساختار متخلخل دقیق است که توانایی دارد مولکول‌ها را بر اساس اندازه، شکل یا قطبیت آن‌ها جداسازی کند. این ماده معمولاً از آلومینوسیلیکات‌ها (زئولیت‌ها) ساخته می‌شود.
🧱 ساختار شیمیایی و انواع رایج
غربال‌های مولکولی ساختاری شبکه‌ای منظم از سیلیس (SiO₂) و آلومینا (Al₂O₃) دارند که کانال‌ها و حفره‌هایی با قطر دقیق (بر حسب آنگستروم) ایجاد می‌کنند.
✅ انواع پرکاربرد مولکولارسیوها:
| نوع | قطر منافذ (Å) | کاربرد اصلی |
|---|---|---|
| 3A | ~3 آنگستروم | حذف رطوبت از هیدروکربن‌های اشباع و الکل‌ها |
| 4A | ~4 آنگستروم | خشک‌کن گاز طبیعی، آمونیاک، اتانول و گازهای صنعتی |
| 5A | ~5 آنگستروم | جداسازی نرمال پارافین‌ها از ایزوپارافین‌ها |
| 13X | ~10 آنگستروم | جذب CO₂، H₂S و رطوبت از جریان گاز |
نحوه عملکرد
عملکرد مولکولارسیو بر پایه فرآیند جذب فیزیکی (adsorption) است، نه جذب شیمیایی.
آن‌ها فقط مولکول‌هایی را جذب می‌کنند که قطر مؤثرشان کوچک‌تر یا مساوی با اندازه حفره‌ها باشد. مولکول‌های بزرگ‌تر وارد شبکه نمی‌شوند و رد می‌گردند.
🔄 بازسازی (Regeneration)
مولکولارسیو پس از اشباع می‌تواند از طریق:
حرارت‌دهی (Heat regeneration)
کاهش فشار (Pressure swing)
گاز خشک پاک‌کننده (Purge gas)
بازسازی شود و مجدداً مورد استفاده قرار گیرد.
🏭 کاربردها در صنایع
🔸 ۱. صنعت نفت و گاز
خشک‌کردن گاز طبیعی (NG) پیش از ورود به خطوط انتقال
حذف H₂O، CO₂، H₂S از گازها
تثبیت بنزین و حذف ناخالصی‌های خوراک پالایشگاهی
🔸 ۲. پتروشیمی و شیمیایی
خشک‌کردن هیدروکربن‌های سبک
جداسازی ایزومرها و گازها (مثلاً جداسازی N₂ از O₂)
🔸 ۳. پزشکی
در دستگاه‌های تولید اکسیژن (O₂ Concentrators) با جداسازی N₂ از هوا
🔸 ۴. صنایع غذایی و دارویی
جذب رطوبت از بسته‌بندی‌ها برای افزایش ماندگاری
جداسازی الکل‌ها یا ترکیبات آلی خاص
✅ مزایا
قدرت جذب بالا برای رطوبت حتی در رطوبت نسبی پایین
پایداری حرارتی و شیمیایی بالا
قابلیت بازیابی و استفاده مجدد
⚠️ نکات فنی
مولکولارسیوها به‌شدت آب‌دوست هستند؛ باید در محیط خشک نگهداری شوند.
نگهداری در معرض هوا، حتی در رطوبت کم، ممکن است باعث اشباع‌شدن زودهنگام شود.
بسته‌بندی آن‌ها معمولاً در ظروف فلزی یا کیسه‌های آلومینیومی با مواد خشک‌کننده همراه است.