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Come scegliere il miglior essiccante? Quanto ne sai di questi principi scientifici?
Un essiccante è una sostanza igroscopica il cui scopo principale è quello di stimolare o mantenere lo stato secco dell'ambiente circostante, il che è l'opposto di un umettante. I comuni essiccanti utilizzati nella vita quotidiana si presentano solitamente in forma solida e riescono ad assorbire efficacemente l'umidità. Questi essiccanti sono ampiamente utilizzati nel confezionamento degli alimenti per mantenere i prodotti croccanti e freschi e nell'industria per controllare il contenuto di umidità nei flussi di gas.
Tipi di essiccante
Il disidratante più comune è il gel di silice, un solido bianco inerte, non tossico e insolubile in acqua. La quantità di silicone prodotta ogni anno raggiunge decine di migliaia di tonnellate.
Oltre al gel di silice, altri essiccanti comuni includono carbone attivo, solfato di calcio, cloruro di calcio e setacci molecolari (solitamente alluminosilicati). Questi essiccanti possono essere classificati in base a diverse caratteristiche, come la forma dell'isoterma di assorbimento dell'umidità, nelle classi da I a V. Inoltre, alcuni essiccanti industriali come il dietilenglicole svolgono anch'essi un ruolo fondamentale. Possono assorbire efficacemente l'umidità nel gas naturale e ridurre la formazione di idrati di metano.
Efficienza delle prestazioni
Una misura dell'efficienza del disidratante è il rapporto tra la quantità di acqua che può assorbire e la massa del disidratante. Un altro indicatore chiave è l'umidità relativa residua del mezzo che viene essiccato.
Ad esempio, per i gas di essiccazione, le prestazioni di un essiccante possono essere descritte con precisione dal punto di rugiada del suo prodotto. Questi indicatori di prestazione aiutano gli utenti a prendere decisioni informate quando selezionano l'essiccante più adatto a soddisfare specifiche esigenze applicative.
Indicatore di saturazione del colore
Molti essiccanti contengono un indicatore di umidità che cambia colore per mostrare il livello di saturazione dell'essiccante. L'indicatore comunemente usato è il cloruro di cobalto, che è blu allo stato anidro e diventa viola quando reagisce con le molecole d'acqua. Con un'ulteriore reazione di idratazione, si forma un complesso rosa di cloruro di cobalto esaidrato. Sebbene tali indicatori siano efficaci, sollevano anche preoccupazioni per la salute e potrebbero essere cancerogeni.
Aree di applicazione
L'essiccante viene utilizzato principalmente nell'industria petrolchimica. In questo settore, il gas naturale e altri idrocarburi devono spesso essere mantenuti completamente asciutti per facilitarne la movimentazione e il trasporto. Anche piccole quantità di acqua possono rendere inefficaci alcuni catalizzatori utilizzati nelle conversioni mediante frazionamento del petrolio. L'uso di essiccanti garantisce la stabilità dei processi industriali.
Applicazioni in casa e nella vita quotidiana
L'essiccante è ampiamente utilizzato anche nella vita quotidiana, ad esempio nella fabbricazione di finestre con isolamento termico, dove sfere di setacci molecolari riempiono tubi distanziatori rettangolari circondati da fibra di vetro, impedendo la condensazione del vapore acqueo tra i vetri. Sotto altri aspetti, gli essiccanti possono essere utilizzati anche per proteggere alimenti, medicinali e altri prodotti sensibili all'umidità, riducendo il rischio che i prodotti si bagnino.
Ad esempio, quando si trasportano cacao, caffè, noci e cereali, per prevenire muffe e marciumi, gli spedizionieri spesso utilizzano essiccanti per ridurre le perdite causate dall'umidità. Gli imballaggi farmaceutici contengono spesso piccole confezioni di essiccante per mantenere il contenuto di umidità dell'ambiente all'interno della confezione al di sotto di un livello critico.
Utilizzo in laboratorio
Nei laboratori chimici, gli essiccanti vengono utilizzati per rimuovere l'acqua dai solventi. In genere, il processo di essiccazione prevede la miscelazione di un essiccante solido con un solvente. Rispetto ai disidratanti chimici come il fenile sodico, i setacci molecolari presentano vantaggi in termini di assorbimento dell'umidità, possono essere utilizzati in sicurezza nell'aria e sono riciclabili.
Domande su cui riflettere
Quando esaminiamo la diversità e gli utilizzi degli essiccanti, ricordiamo la correlazione tra la selezione dei materiali e l'ambiente di utilizzo, che forse abbiamo trascurato?
