Essiccanti per applicazioni industriali: protezione contro umidità, corrosione e danni a lungo termine.
Come funzionano gli essiccanti? Cos'è l'adsorbimento? E quali opzioni di prodotto sono disponibili?
Cosa si usano gli essiccanti?
Il flusso d'aria/gas contiene umidità
L'aria ambiente contiene vapore acqueo – anche se non possiamo vederlo. Questa umidità invisibile può causare danni.
Essiccanti
Gli essiccanti attraggono le molecole d'acqua – fisicamente o chimicamente – e le legano, rimuovendole dall'aria circostante.
L'aria diventa più secca.
L'umidità rimane legata all'essiccante, permettendo di ridurre con successo l'umidità dell'aria circostante.
Risultato secco
Protezione efficace contro corrosione, muffa o altri danni legati all'umidità e asciugatura affidabile nei processi industriali.
Gli essiccanti sono utilizzati per rimuovere l'umidità dall'aria o dai gas, proteggendo così prodotti, materiali e sistemi tecnici dai danni.
Sono impiegati in qualsiasi scenario in cui anche piccole quantità d'acqua potrebbero portare a corrosione, condensazione, perdita di qualità o malfunzionamenti. Il processo di selezione dipende non solo dalla massima capacità di assorbimento dell'acqua, ma, più importante, dalle specifiche condizioni operative—come temperatura, umidità relativa, rigenerabilità e durata.
Ecco come funziona.
Per la disidratazione industriale, la distinzione tra adsorbimento e absorbimento è fondamentale, poiché determina la sostenibilità a lungo termine del disidratante e la sua resistenza chimica durante l'intero processo di essiccazione.
= Legame fisico
La maggior parte dei processi di essiccazione industriale si basa sull'adsorbimento. In questo processo, le molecole d'acqua si attaccano alla superficie interna di un solido altamente poroso tramite interazione fisica.
La forma granulare rimane stabile
Nessuna liquefazione
Rigenerabile / riutilizzabile
= Reazione chimica
Durante l'assorbimento, l'acqua penetra all'interno di una sostanza e si lega chimicamente ad essa (ad esempio, nel caso dei sali igroscopici).
Il materiale si liquefa
Applicazioni semplici, monouso o processi chimici specifici
Come gel di silice cattura l'acqua.
Il gel di silice è pieno di piccoli pori. Formato in piccole perle, 1g di granuli offre una superficie di quasi tre campi da tennis.
Le pareti dei pori portano gruppi silanolo (Si-OH), che funzionano come piccoli ganci: le molecole d'acqua dall'aria si agganciano ad esse tramite legami idrogeno. A umidità più elevata, il vapore può anche condensarsi all'interno dei piccoli pori (condensazione capillare).
In questo modo, il gel di silice assorbe oltre il 35% del proprio peso in acqua. Circa 350g per chilogrammo.
L'acqua aderisce soltanto alla superficie, senza dar luogo ad alcuna reazione chimica, perciò le perline mantengono la loro forma.
Principio di adsorbimento di setacci molecolari.
Una setaccio molecolare è composto da zeolite, un cristallo permeato da minuscole porosità. A differenza di altri essiccanti, queste porosità sono tutte esattamente della stessa dimensione, proprio come i fori in un setaccio.
La caratteristica unica: solo le molecole abbastanza piccole possono passare attraverso queste porosità. Le molecole d'acqua, ad esempio, sono piccole e si infilano dentro, mentre le molecole più grandi rimangono all'esterno. In questo modo, un setaccio molecolare può assorbire acqua equivalente a circa il 20 – 25% del proprio peso – significa che 1 kg dell'essiccante può contenere più di 200 g di acqua.
Una volta dentro, l'acqua è trattenuta in posizione da forze fisiche, senza che le sfere cambino forma. Anche in condizioni di aria molto secca, un setaccio molecolare continua a trattenere acqua in modo affidabile dove altri essiccanti smetterebbero di essere efficaci.
Principio di adsorbimento di allumina attivata.
L'allumina attivata è un materiale altamente robusto e poroso. Il suo interno è permeato da innumerevoli minuscole canalizzazioni, un po' come una spugna, anche se molto più rigido.
Può assorbire acqua equivalente a circa il 20% – 30% del proprio peso; per un chilogrammo dell'essiccante, questo corrisponde a circa 200 – 300 grammi.
Le molecole d'acqua sono trattenute sulla superficie da forze fisiche, e le sfere non cambiano forma nel processo. Poiché l'allumina attivata è così dura, le sfere rimangono intatte anche quando entrano in contatto con acqua liquida. Alcuni altri tipi di essiccanti si frantumerebbero semplicemente in questo caso.
Dove c'è adsorbimento, c'è anche desorbimento.
I disidratanti adsorbenti possono essere riutilizzati dopo essere diventati saturi di umidità.
Il desorbimento è l'opposto dell'adsorbimento: le molecole d'acqua che si sono attaccate a un disidratante si staccano dalla sua superficie. Questo è possibile perché sono trattenute lì solo come piccoli magneti, piuttosto che essere saldamente legate. Con l'aggiunta di un po' di energia, ad esempio, sotto forma di calore, le molecole iniziano a muoversi di nuovo e vengono espulse dai pori.
Una volta che ciò si verifica, il disidratante è di nuovo asciutto e può assorbire nuovamente acqua. Questo processo fisico è chiamato desorbimento, mentre l'atto di ripristinare il disidratante a uno stato funzionale è noto come rigenerazione.
Come scegliere il disidratante giusto.
Tutti e tre i disidratanti adsorbono umidità. Tuttavia, ognuno ha determinate condizioni ambientali in cui può dimostrare al meglio i suoi punti di forza individuali.
Disidratante | Gel di Silice | Setacci Molecolari | Allumina Attivata |
Caso d'uso | Asciugatura dell'aria | Asciugatura profonda (intervallo ppm), adsorbendo selettivamente H₂O in flussi multi-componente | Asciugatura in processi industriali severi |
Spettro di umidità | 20 – 90 % UR | <20 % UR | 20 – 100 % UR |
Spettro di temperatura | fino a 100 °C | fino a 250 °C | up to 200 °C |
Resistenza alla pressione | Moderata | Moderata | Alta |
Un confronto di GIEBEL adsorbenti essiccanti.
PORESPHERE® Gel di Silice | CAGESPHERE® Setacci molecolari | PORESPHERE® Allumina attivata | |
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Indicatore di colore | Sì | No | No |
Capacità massima H₂O | 37 – 90 % | 25 % | 30 % |
Area superficiale specifica | 600 – 800 m²/g | 500 – 1000 m²/g | 330 m²/g |
Porenvolumen | 0,35 – 1,00 ml/g | 0,35 – 0,70 ml/g | 0,50 ml/g |
Regeneration | 120 – 140 °C | 300 °C | 200 – 200 °C |
