Un tamis moléculaire est utilisé pour sécher ou absorber les gaz et les liquides. Les tamis moléculaires sont constitués de matériaux poreux, généralement un composé d’aluminosilicate appelé zéolite, et sont utilisés pour séparer des substances au niveau moléculaire. Principalement utilisés comme déshydratant ou agent de séchage, ces tamis sont également souvent utilisés dans l’industrie pétrolière pour purifier les gaz.
Tout comme un tamis peut être utilisé pour séparer les roches du sable, un tamis moléculaire sépare les plus grosses molécules des plus petites. Par exemple, les molécules d’eau ont un rayon moléculaire de 0.193 nm tandis qu’une molécule d’acétone a un rayon de 0.308 nm. Verser une solution d’acétone dans un tamis moléculaire entraînerait le passage des plus petites molécules d’eau à travers le tamis tandis que les plus grosses molécules d’acétone resteraient, séchant ainsi l’alcool. Lorsque deux molécules ont la même taille, les tamis moléculaires peuvent également séparer les molécules en fonction de la polarité des molécules. Les molécules les plus polaires seront absorbées comme s’il s’agissait de molécules plus petites.
Contrairement aux tamis qui séparent les roches du sable, les tamis moléculaires ne permettent pas aux plus petites molécules de simplement les traverser. Au lieu de cela, ces molécules sont absorbées par le tamis. Les espaces vides dans la structure du tamis, les pores, retiennent ces molécules plus petites, donc l’efficacité d’un tamis ne dépend pas seulement de la taille des pores mais de la quantité d’espace vide disponible à l’intérieur de la structure du tamis.
Les tamis moléculaires peuvent absorber environ 24 pour cent de leur poids. Une fois l’eau absorbée dans les trous poreux et les matériaux séchés ou purifiés récupérés, l’eau peut être éliminée de différentes manières. Étant donné que la chaleur ne modifie pas la structure moléculaire d’un tamis, l’eau est souvent éliminée en chauffant le tamis à 482 °F (250 °C) pendant deux heures, puis en le laissant refroidir avec un contact minimal avec l’air humide.
De structure cristalline, le matériau poreux dans un tamis moléculaire a des tailles de pores complètement uniformes. Ces tailles, cependant, diffèrent selon le type de tamis. Il existe plusieurs types, y compris les tamis moléculaires en verre isolé, les types 3A-5A et le type 13X.
Les tamis moléculaires en verre isolant sont utilisés spécifiquement pour fabriquer du verre isolant. Ils empêchent l’accumulation d’eau à l’intérieur de la surface du verre. Les tamis 3A et 4A sont des agents de séchage universels. Les 3A sont principalement utilisés pour sécher ou déshydrater les hydrocarbures. C’est le type de tamis qui serait utilisé pour sécher l’acétone dans l’exemple précédent. Les tamis 4A sont utilisés dans les systèmes fermés, comme les composants électriques et les emballages de médicaments, pour assurer la sécheresse.
Les tamis 5A sont utilisés pour éliminer le sulfure d’hydrogène indésirable, un gaz extrêmement toxique, et le dioxyde de carbone des gaz naturels. Ceux-ci sont souvent utilisés par l’industrie pétrolière. Les tamis 13X ne sont utilisés commercialement que pour le séchage des gaz.