ماده خشک کن Desiccant چیست؟ انواع، مزایا و قیمت خرید و فروش

ماده خشک کن Desiccant به عنوان یک ماده جاذب، رطوبت را از هوای اطراف جذب می کند و سطح رطوبت را کاهش می دهد. خشک‌ کن ها معمولاً به ‌صورت یک کیسه خشک‌ کننده در دسترس هستند که حاوی ۱-۲۰۰ گرم ماده خشک‌ کن است. کیسه های خشک کن بزرگتر می توانند حاوی چندین کیلوگرم ماده جاذب باشند.

این ماده شیمیایی برای جذب و حذف رطوبت از هوا یا گاز و خشک نگه داشتن محصولات استفاده می شود که به نوبه خود از فرآیند خوردگی نیز جلوگیری می کند.همچنین به عنوان یک عامل خشک کن با جاذبه یا میل ترکیبی بالا برای آب استفاده می شود. این مواد معمولاً از نظر شیمیایی بی اثر هستند و با آب یا موادی که از آنها محافظت می کنند واکنش نشان نمی دهند.

آنها از مکانیسم جذب برای جذب رطوبت استفاده می کنند و آن را در جایی که نمی تواند با محصول تعامل داشته باشد ذخیره می کنند. در صنعت، ماده خشک کن به‌ طور گسترده در جریان‌ های گاز برای کنترل سطح آب استفاده می‌شود. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد لطفا همراه ما باشید.

ماده خشک کن Desiccant چیست

ماده خشک کن می تواند به صورت مایع باشد، مانند متانول، گلیکول (اتیلن، دی اتیلن، تری اتیلن و تترااتیلن) و یا می‌تواند مانند ژل سیلیکا یا کلرید کلسیم جامد باشد. رایج ‌ترین سیستم آب ‌گیری گاز (آب‌گیری گلیکول) از خشک ‌کن های مایع مانند دی اتیلن، تری اتیلن و تترااتیلن استفاده می ‌کند که می‌توانند بازسازی شوند.

بازسازی یعنی آب جذب شده توسط این مواد از آنها جدا شود. برخی از خشک کن های مایع مانند متانول یا اتیلن قابل بازسازی نیستند. از خشک ‌کن های جامد نیز برای آب‌گیری گاز استفاده می‌شود. آنها به عنوان بستری هستند که گاز مرطوب از آن عبور می کند. محدودیت اصلی استفاده از خشک کن های جامد این است که آنها فقط مقادیر محدودی آب را جذب می کنند. یعنی وقتی به نقطه اشباع رسید، خشک ‌کن جامد باید جایگزین شود. محدودیت دیگر این است که گاهی نمی توان آب را از آن جدا کرد.

مواد خشک کن برحسب واحدهای خشک کن فروخته می شوند. واحد خشک ‌کن اندازه‌ گیری مقدار ماده خشک ‌کننده است که در حالت تعادل با هوا در دمای ۲۳ ± ۳۵.۵ درجه فارنهایت (۲ درجه سانتی‌گراد)، در مقادیر حداقل ۳.۰ گرم در رطوبت نسبی ۲۰٪ و حداقل ۶.۰ گرم در رطوبت نسبی ۴۰٪ بخار آب را جذب می‌کند.

عملکرد ماده خشک کن Desiccant

ماده خشک کن این توانایی را دارد که مقدار کالاهای حمل شده که به دلیل آسیب رطوبت هدر می رود را کاهش دهد. همچنین اغلب توسط شرکت‌ها برای خشک نگه ‌داشتن کالاهای تولیدی در شرایطی که رطوبت بیش از حد ممکن است باعث آسیب شود، به ‌ویژه در حین حمل و نقل و ذخیره ‌سازی، استفاده می‌شود. این ترکیبات می‌توانند برای هر محصولی که در معرض آسیب رطوبت است استفاده شوند.

محصولات B2C مانند پوشاک، کفش یا لوازم الکترونیکی مصرفی معمولا حاوی کیسه‌های کوچک ماده خشک کن هستند. خشک کن های بزرگتر اغلب برای محافظت از کالاهای حمل شده در ظروف در برابر آسیب رطوبت استفاده می شوند. آنها سطح رطوبت ظرف را کاهش می‌دهند و از همه کالاها و مواد بسته ‌بندی‌ در برابر رطوبت نسبی بالا که می‌تواند باعث آسیب‌های مختلف به کالا شود، محافظت می‌کنند. اغلب، خشک‌کن‌های ظرف می‌ توانند جایگزین نیاز به محافظت از طریق جعبه شوند.

انواع مختلف ماده خشک کن Desiccant

چندین ماده را می توان به عنوان خشک کننده استفاده کرد.این مواد در ماهیت اجزاء و همچنین در ظرفیت جذب رطوبت یا عملکرد متفاوت هستند. رایج ترین انواع خشک کن های مورد استفاده عبارتند از:

سیلیکا ژل

سیلیکا ژل دانه های ریز شیشه ای دی اکسید سیلیکون است که به صورت مصنوعی از ماده ای به نام سیلیکات سدیم ساخته شده است. آنها به عنوان یک ماده خشک کن استفاده می شوند و با فرآیندی به نام جذب عمل می کند. آب موجود در هوا در بین گذرگاه های کوچک با عبور هوا از آنها جذب می شود و در نتیجه مولکول های آب به دام می افتند به طوری که هوا هنگام عبور از فیلتر خشک می شود. این فرآیند برگشت پذیر است.

اگر سیلیکاژل تا ۱۸۰ درجه فارنهایت گرم شود، آب محبوس شده را آزاد می ‌کند. این واقعیت که خشک ‌کن سیلیکاژل را می‌ توان در برخی از دماهای پایین بازسازی کرد، دارای معایب و مزایایی است. یکی از مزیت های مهم این است که تولید گرمای ۱۸۰ درجه فارنهایت نسبتاً آسان است، بنابراین سیلیکا ژل ها را می توان روی اجاق آشپزخانه پخت و به طور موثر بازسازی کرد.

نقطه ضعف این کار این است که در یک کاربرد واقعی، مانند هواکش گیربکس توربین بادی، دما می تواند به بیش از ۱۰۰ درجه فارنهایت برسد که باعث می شود سیلیکاژل تا حدی بازسازی شود و در حین انجام کار رطوبت خود را به داخل حجم هوای آزاد باز گرداند. این دینامیک برای اطمینان از حفاظت مناسب برای سیستم های سیال حساس بسیار مهم است اما با افزایش دما، عملکرد سیلیکاژل به شدت کاهش می یابد.

زئولیت (غربال مولکولی)

زئولیت ماده ای با سوراخ های بسیار کوچک با اندازه دقیق و یکنواخت است. این سوراخ ها به اندازه ای کوچک هستند که مولکول های بزرگ را مسدود کرده و به مولکول های کوچک اجازه عبور می دهند. بسیاری از غربال های مولکولی به عنوان خشک کن استفاده می شوند .

زئولیت به عنوان یک ماده خشک کن استفاده می شود و با فرآیندی به نام جذب عمل می کند. الک مولکولی انتخاب ترجیحی ما برای خشک کن است زیرا علیرغم ظرفیت جذب ۲۰ تا ۳۰ درصد وزنی، ظرفیت خشک کردن هوا را تا سطح بسیار پایین PPMv <100 ppm (%RH) دارد.این فرآیند جذب برگشت پذیر است، اما بسیار دشوارتر از فرآیند بازسازی سیلیکا ژل است. سیلیکا ژل ها را می توان با حرارت دادن تا ۱۸۰ درجه فارنهایت بازسازی کرد، در حالی که غربال های مولکولی یا زئولیت را می توان با حرارت دادن آنها تا ۵۵۰ درجه سانتی گراد بازسازی کرد که در نتیجه آب به دام افتاده آزاد می شود.

در اروپا از غربال مولکولی در کاربردهای دارویی استفاده می شود. در ایالات متحده به عنوان خشک ‌کن انتخابی برای داروها و محصولات بیوشیمیایی‌ و یا معرف‌ها کاربرد دارد. اگر چه به دلیل قابلیت جذب بسیار زیاد و ظرفیت بالا در رطوبت نسبی پایین، قیمت هر واحد زئولیت کمی بالاتر است، اما اغلب بهترین ارزش و کاربرد را دارد.

آلومینا فعال

آلومینا فعال به عنوان یک ماده خشک کن از هیدروکسید آلومینیوم از طریق هیدروکسیله کردن تولید می شود. این ماده می تواند سطح قابل توجهی بیش از ۲۰۰ متر مربع در گرم را پوشش دهد. این ترکیب به عنوان یک ماده خشک کن و به عنوان فیلتر فلوراید، آرسنیک و سلنیوم در آب آشامیدنی استفاده می شود. به دلیل منافذ تونل مانند زیادی که دارد، نسبت مساحت سطح به وزن بسیار بالایی دارد و عملکرد آن دقیقا مانند سیلیکاژل است. برای فرآیند باسازی آلومینا نیز کافی است این ماده خشک کن را تا ۲۰۰ درجه سانتی گراد گرم کنید تا آب محبوس شده را آزاد کند.

اکسید کلسیم

اکسید کلسیم (CAO) یا آهک کلسینه شده ظرفیت جذب رطوبت کمتر از ۲۸.۵ درصد وزن خود دارد. ویژگی متمایز اکسید کلسیم (که به عنوان آهک زنده نیز شناخته می شود) این است که مقدار بسیار بیشتری بخار آب را در رطوبت نسبی بسیار پایین نسبت به سایر مواد جذب می کند.

در جاهایی که رطوبت نسبی بحرانی پایین لازم است و در جایی که غلظت بالایی از بخار آب وجود دارد مؤثرتر از سایر مواد عمل می کند. اکسید کلسیم عمدتا در بسته بندی غذاهایی که مقدار آب آنها کم است، استفاده می شود زیرا آب را به آرامی از بسته بندی خارج می کند و اغلب روزها طول می کشد تا به حداکثر ظرفیت خود برسد. همانطور که اکسید کلسیم رطوبت را جذب می کند، متورم می شود.

سولفات کلسیم

سولفات کلسیم (CASO4) که با نام تجاری Drierite® شناخته می شود یک جایگزین ارزان قیمت است که در اشکال مختلف و بسته بندی های مناسب موجود است. سولفات کلسیم با آبگیری کنترل شده گچ ایجاد می شود و به عنوان یک خشک کن همه منظوره عمل می کند که عمدتا برای استفاده آزمایشگاهی طراحی شده است.

این ماده از نظر شیمیایی پایدار، غیر متلاشی شونده، غیر سمی، غیر خورنده است و هنگامی که در معرض دمای محیطی بالاتر قرار می گیرد، آب جذب شده خود را آزاد نمی کند .هزینه پایین سولفات کلسیم باید با ظرفیت جذب کم آن سنجیده شود زیرا فقط تا ۱۰ درصد وزن خود را در آب جذب می کند. همچنین دارای ویژگی های بازسازی است که عمر مفید آن را محدود می کند. اگر چه موجود است اما معمولا به صورت package فروخته نمی شود.

خاک رس مونتموریلونیت

خاک رس مونت موریلونیت یک جاذب طبیعی است که با خشک کردن کنترل شده سیلیکات آلومینیوم منیزیم از نوع ساب بنتونیت ایجاد می شود. این خاک رس با موفقیت برای استفاده مکرر در دماهای بسیار پایین بدون خراب شدن یا تورم قابل توجه بازسازی می شود. با این حال، این خاصیت باعث می شود که خاک رس با افزایش دما به راحتی رطوبت را به داخل ظرف بازگرداند.

خاک رس ارزان قیمت است و در محدوده دمای و رطوبت نسبی معمولی بسیار موثر است. خاک رس به عنوان یک خشک کن اولیه خوب است زیرا به طور رضایت بخشی در دمای زیر ۱۲۰ درجه فارنهایت (تقریبا ۵۰ درجه سانتی‌گراد) کار می کند. در دمای بالای ۱۲۰ درجه فارنهایت، این احتمال وجود دارد که خاک رس به جای جذب، رطوبت را از بین ببرد، بنابراین شرایط ذخیره سازی و حمل و نقل پیش بینی شده باید در نظر گرفته شود. ظاهر آن مانند گلوله های خاکستری کوچک است و باید مراقب بود که هرگونه ناخالصی سطح پایین در خاک رس با محصول بسته بندی شده ناسازگار نباشد.

مزایای کاربرد ماده خشک کن Desiccant

راه حل های جایگزینی برای محافظت از یک محصول در برابر رطوبت وجود دارد. مثلا کاهش زمان حمل و نقل که با استفاده از حمل و نقل هوایی یا حمل و نقل در یک کانتینر سرد قابل اجرا است. برخی دیگر از پوشش ‌های روغنی یا بازدارنده‌ های VCI یا پوشاندن بیش از حد کالاها در پلاستیک یا مقوا استفاده می‌ کنند. اما مزایای استفاده از خشک کن ها آنها را به یک راه حل بسیار محبوب تبدیل کرده است:

آنها را می توان به عنوان یک محلول محافظ استفاده کرد که یکی از دلایل اصلی کاربرد گسترده آنها است. همچنین می ‌توان از این مواد برای اقلامی غیر از فلزات نیز استفاده کرد که به آنها طیف وسیعی از کاربردها را می ‌دهد. علاوه بر این، از آنجایی که خشک‌کن ها حاوی مقدار کمی سیلیس هستند، نسبت به روش ‌های دیگر هزینه بسیار کمتری دارند.

در صورت نیاز به بسته بندی ایمن، تمیز و خشک، می توان از خشک کن ها که به عنوان رطوبت گیر عمل می کنند، استفاده کرد. توجه داشته باشید هنگامی که ماده خشک کن به حداکثر ظرفیت جذب خود رسید، باید تعویض شود. در غیر این صورت ماده اشباع شده و رطوبت به داخل بسته نشت می کند. در نتیجه، به جای جلوگیری از خوردگی، ممکن است به منبع خوردگی تبدیل شود.

• مواد خشک کن درون کیسه ها معمولا به راحتی نصب و استفاده می شوند و بسیار متنوع هستند
• اگر این مواد به درستی استفاده شوند راه حل بسیار مقرون به صرفه ای هستند
• به طور کلی، آنها پایدارتر از راه حل های دیگر هستند.

موارد استفاده از ماده خشک کن Desiccant

حمل و نقل کالا

خشک‌کن هایی که به صورت تجاری تولید شده ‌اند، اغلب در بسته ‌بندی هنگام حمل و نقل محصولات استفاده می ‌شوند. تغییرات دما و مسائل مربوط به رطوبت، مشکلات رایج محصولاتی هستند که در فواصل طولانی ارسال می شوند.

مواد خشک کن بر پایه کربن فعال

کربن به دلیل توانایی خود در استخراج ناخالصی ها شناخته شده است. یکی از مهم ترین خواص کربن فعال به عنوان یک ماده خشک کن، توانایی آن در از بین بردن هر گونه بوی بد در ظروف یا بسته بندی های بسته و مکان هایی مانند زیرزمین، گاراژ و انبارها است.

خشک کن های طبیعی

استفاده از خشک کن ها در محیط های تجاری مفید و کاربردی است اما برای محافظت از محصولات غذایی نیز مهم هستند. به عنوان مثال حبوبات، ادویه ها و سایر مواد غذایی در صورت قرار گرفتن در معرض رطوبت کیفیت خود را از دست می دهند. همچنین به دلیل رشد میکروب ها اگر این اقلام در معرض رطوبت قرار گیرند، فاسد می شوند. بسیاری از مردم از برنج و نمک به عنوان یک منبع خشک کن طبیعی برای جلوگیری از فاسد شدن مواد غذایی استفاده می کنند. مقدار کمی برنج یا نمک در ظرف ادویه از جذب رطوبت جلوگیری کرده و ماندگاری را افزایش می دهد.

حفظ مواد شیمیایی

هنگامی که مواد شیمیایی خاصی در معرض رطوبت قرار می گیرند، واکنش نشان می دهند و ترکیباتی را تشکیل می دهند. در نتیجه استفاده از خشک کن های مناسب هنگام نگهداری مواد شیمیایی مهم است.

کاربردهای رایج ماده خشک کن Desiccant

خشک کردن لوازم الکترونیکی

به جای سشوار می توان از خشک کن ها برای خشک کردن گوشی های آسیب دیده در اثر آب استفاده کرد. ابتدا کارت حافظه، سیم کارت و باتری دستگاه را خارج کرده و آن در یک ظرف در بسته پر از مواد خشک کن قرار دهید. در مرحله بعد، بسته بندی را برای یک شب محکم بسته نگه دارید. در چنین مواردی استفاده از مواد خشک کن مانند سیلیکاژل یا غربال های مولکولی توصیه می شود.

محافظت از اسناد و عکس ها

همیشه در گاوصندوق یا جعبه یادگاری های خود هر جا اسناد مهم و یا عکس های قدیمی دارید که باید بدون رطوبت نگهداری شوند از مواد خشک کن استفاده کنید. اگر اسناد یا یادگاری‌ ها را در زیرزمین، گاراژ یا مکان‌های مشابه نگهداری می‌ کنید، استفاده از یک ماده خشک کن مانند سیلیکاژل از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، زیرا این مناطق مستعد رطوبت اضافی هستند.

انباری و زیرزمین

زیرزمین ها به مرطوب ترین مکان های خانه معروف هستند. در نتیجه، اگر یک خانواده دارای یک فضای ذخیره سازی زیرزمین باشد، قرار دادن ماده خشک کن در محفظه های ذخیره سازی مواد غذایی و محیط زیر زمین را از رطوبت محافظت می کند.

چرا خشک کن مورد نیاز است

انواع خاصی از دستگاه های الکترونیکی مانند دستگاه های نصب سطحی (SMD) با لحیم کاری با دمای بالا بر روی کارت مدار نصب می شوند. بدنه SMD از پلاستیک ساخته شده است که رطوبت هوا را جذب می کند. وقتی کیس در حین لحیم کاری گرم می شود، رطوبت داخل به بخار تبدیل می شود و ممکن است با خروج بخار دستگاه را بشکند. خشک نگه داشتن SMD قبل از لحیم کاری به این معنی است که دستگاه ها آسیب نمی ببینند.

بطور کلی چهار منبع آلودگی آب در ظرف یا بسته بندی بسته وجود دارد که خشک کن ها برای مبارزه با آنها طراحی شده اند:

• بخار آب موجود در هوای داخل بسته
• رطوبت موجود در مواد داخل بسته بندی
• رطوبت داخل یا روی دیواره های بسته بندی
• ورود رطوبت به بسته بندی به دلیل نفوذ یا نشت

خرید و فروش ماده خشک کن Desiccant

خشک کن به صورت واحد یا واحد کسری موجود است. یک واحد خشک کن مقدار خاصی از رطوبت را جذب می کند. یک واحد خشک کن حدود ۲۸ گرم وزن دارد. مقدار توصیه شده خشک کن بستگی به سطح داخلی کیسه مورد استفاده دارد. در مقیاس صنعتی از یک ماشین حساب برای تعیین حداقل مقدار ماده خشک کننده مورد استفاده در کیسه های رطوبت گیر استفاده می کنند.

خشک‌ کن های موجود در کیسه‌ها معمولا به عنوان خشک ‌کن های صنعتی شناخته می ‌شوند. آنها در درجه اول توسط صنعت استفاده می شوند زیرا در اندازه متوسط ​​تا بزرگ طراحی و تولید شده اند که آنها را قادر می سازد تا رطوبت را در کاربردهای سنگین و گسترده جذب کنند. با این حال، این کیسه ها گاهی اوقات در کاربردهای غیر صنعتی که حجم بالایی دارند نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

روش انتخاب ماده خشک کن Desiccant

برای انتخاب یک ماده خشک کن مناسب تعیین شرایط حداکثر یکپارچگی محصول، اندازه و نوع ظرف مورد استفاده و شرایط واقعی (دما و رطوبت نسبی) را باید درنظر گرفت.

شناخت محیط

برای انتخاب یک خشک کن مناسب، دانستن شرایط پیرامون حمل و نقل و نگهداری محصول مهم است. درجه حرارت شدید و رطوبت نسبی که محصول در معرض آن قرار می گیرد و میانگین مدت زمان این قرار گرفتن در معرض باید در نظر گرفته شود. مفیدترین معیار ترکیبی دما و رطوبت نسبی نقطه شبنم است.

نقطه شبنم دمایی است که در آن مقدار بخار آب هوا از حد اشباع بیشتر می شود و آب اضافی به بیرون تراوش کرده و شبنم ایجاد می کند. نقطه شبنم با مقدار بخار آب موجود در هوا تغییر می کند و در هوای خشک کم و در هوای مرطوب زیاد است. به عنوان مثال، در ۳۲ درجه فارنهایت (۰ درجه سانتی‌گراد)، هوا می تواند تا ۴.۸۴ گرم بر متر مکعب بخار آب را در خود نگه دارد. در ۱۰۴ درجه فارنهایت (۴۰ درجه سانتی‌گراد) هوا می تواند تا ۵۰.۷ گرم بر متر مکعب بخار آب را نگه دارد. یک ماده خشک کن موثر بخار آب موجود در هوا را جذب می کند و رطوبت نسبی را تا حدی کاهش می دهد که آب نمی تواند به شکل قطره متراکم شود.

شناخت نوع بسته بندی

محفظه ای که محصول در آن بسته بندی، حمل و نگهداری می شود، برای تعیین میزان نیاز به یک خشک کن خاص و نوع شکل بسته بندی حیاتی است. اندازه ظرف بر اساس انعطاف پذیری ساختار دیواره ظرف تعیین می شود.

شناخت نوع پوشش

یک عامل مهم در کارایی هر ماده خشک کن، مواد کیسه ای (استوک پوششی) است. استوک پوششی باید به ماده خشک کننده اجازه دهد بدون آسیب رساندن به محصول کار خود را انجام دهد. این به معنای حفظ میزان جذب قابل قبول و مطابقت با الزامات گرد و غبار محصول است .یکی از استوک های پوششی رایج، مواد پلی اتیلن تابیده شده با چگالی بالا است که شبیه یک کاغذ مومی با سفیدی خوب و استحکام استثنایی است. این ماده اندازه و شکل خود را با تغییر رطوبت حفظ می کند و اجازه نمی دهد گرد و غبار در ظرف آزاد شود، در برابر لکه، کپک و رشد کپک مقاوم است و سرعت جذب را کاهش نمی دهد.