Un setaccio molecolare viene utilizzato per essiccare o assorbire gas e liquidi. I setacci molecolari sono fatti di materiali porosi, solitamente un composto di alluminosilicato chiamato zeolite, e sono usati per separare le sostanze a livello molecolare. Utilizzati principalmente come essiccante o agente essiccante, questi setacci sono spesso utilizzati anche nell’industria petrolifera per purificare i gas.
Proprio come un setaccio potrebbe essere usato per separare le rocce dalla sabbia, un setaccio molecolare separa le molecole più grandi da quelle più piccole. Ad esempio, le molecole d’acqua hanno un raggio molecolare di 0.193 nm mentre una molecola di acetone ha un raggio di 0.308 nm. Versare una soluzione di acetone in un setaccio molecolare farebbe passare le molecole d’acqua più piccole attraverso il setaccio mentre le molecole di acetone più grandi rimanevano, asciugando così l’alcol. Quando due molecole hanno la stessa dimensione, i setacci molecolari possono anche separare le molecole in base alla polarità delle molecole. Le molecole più polari verranno assorbite come se fossero le molecole più piccole.
A differenza dei setacci che separano le rocce dalla sabbia, i setacci molecolari non consentono alle molecole più piccole di attraversarli semplicemente. Invece, quelle molecole vengono assorbite dal setaccio. Gli spazi vuoti nella struttura dei setacci, i pori, trattengono quelle molecole più piccole, quindi l’efficacia di un setaccio non dipende solo dalla dimensione dei pori ma da quanto spazio vuoto è disponibile all’interno della struttura del setaccio.
I setacci molecolari possono assorbire circa il 24 percento del loro peso. Una volta che l’acqua viene assorbita nei fori porosi e recuperati i materiali essiccati o purificati, l’acqua può essere rimossa in diversi modi. Poiché il calore non cambia la struttura molecolare di un setaccio, l’acqua viene spesso rimossa riscaldando il setaccio a 482 ° F (250 ° C) per due ore e quindi lasciandolo raffreddare con il minimo contatto con l’aria umida.
Di struttura cristallina, il materiale poroso in un setaccio molecolare ha dimensioni dei pori completamente uniformi. Queste dimensioni, tuttavia, differiscono a seconda del tipo di setaccio. Ne esistono di diversi tipi, compresi i setacci molecolari in vetro isolante, i tipi 3A–5A e il tipo 13X.
I setacci molecolari in vetro isolante vengono utilizzati specificamente per la produzione di vetro isolante. Impediscono l’accumulo di acqua all’interno della superficie del vetro. I setacci 3A e 4A sono agenti essiccanti universali. I 3A sono usati principalmente per essiccare o disidratare gli idrocarburi. Questo è il tipo di setaccio che verrebbe utilizzato per asciugare l’acetone nell’esempio precedente. I setacci 4A sono utilizzati in sistemi chiusi, come componenti elettrici e confezioni di farmaci, per garantire la secchezza.
I setacci 5A vengono utilizzati per rimuovere l’idrogeno solforato indesiderato, un gas estremamente velenoso e l’anidride carbonica dai gas naturali. Questi sono spesso utilizzati dall’industria petrolifera. I setacci 13X vengono utilizzati commercialmente solo per l’essiccazione dei gas.