Molekularsieb

Molekularsieb, auch als Zeolith bekannt, ist ein poröses Material, das in der Lage ist, Moleküle von bestimmter Größe selektiv zu adsorbieren. Diese Substanz wird häufig als Trockenmittel und zur Adsorption von Gasen in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt.

Poröse Struktur

Molekularsiebe weisen eine große innere Oberfläche auf, da sie aus einem Gitter von Mikroporen bestehen. Die Größe der Poren variiert je nach Typ des Molekularsiebs. Es gibt verschiedene Arten von Molekularsieben mit unterschiedlichen Porengroßen und spezifischen Anwendungen.

Selektive Adsorption

Aufgrund ihrer Mikroporen können Molekularsiebe selektiv bestimmte Moleküle adsorbieren, während sie andere passieren lassen. In die Poren können somit nur Moleküle hineingelangen, die einen kleineren Durchmesser als die Mikroporen des Molekularsiebs haben. Dies macht sie nützlich für Anwendungen wie die Entfeuchtung von Luft und Gasen.

Lufttrocknung

Molekularsiebe werden oft in Trockenmittelprodukten verwendet, um Luft oder Gase zu entfeuchten. Sie adsorbieren Wasser aus der Luft und halten es in ihren Poren fest.

Für die Entfeuchtung von Luft innerhalb von Medikamentenverpackungen oder anderen empfindlichen Produkten, die vor Feuchtigkeit geschützt werden müssen, werden Molekularsiebe mit hoher Wasseraufnahmekapazität verwendet. Typischerweise kommt dabei das Molekularsieb Zeolith A mit einer Porenweite von 3 oder 4 Ångström zum Einsatz.

Zeolith 3A (Molekularsieb vom Typ 3A)

Dieser Zeolith hat eine Porenweite von 3 Ångström (A) = 0,3 nm, was ihn besonders geeignet macht, um Wassermoleküle zu adsorbieren. Für Lösungsmittel ist diese Porenweite zu klein, um adsorbiert zu werden. Zeolith 3A wird häufig verwendet, um Wasser aus Luft oder Gasen zu entfernen, insbesondere wenn es darum geht, empfindliche Produkte wie Medikamente zu schützen.

Zeolith 4A (Molekularsieb vom Typ 4A)

Ähnlich wie Zeolith 3A, hat auch Zeolith 4A eine hohe Affinität für Wassermoleküle. Er wird ebenso oft in Trockenmittelprodukten eingesetzt, um Feuchtigkeit aus der Luft zu adsorbieren und somit empfindliche Güter zu schützen.

Diese Typen von Molekularsieben werden in Form von Kügelchen oder Granulaten produziert und in Beuteln bzw. Kanistern verpackt oder in Tablettenform verpresst. Diese werden dann pharma- bzw. nutrazeutischen Produkten in deren Verpackung beigelegt. Der Prozess der Adsorption ermöglicht es diesen Molekularsieben, das Wasser zu binden und somit die Luft in der Verpackung zu entfeuchten. Dies verbessert die Stabilität und die Haltbarkeit der zu schützenden Produkte.

Unterschied zu Silica Gel

Molekularsiebe binden unabhängig von der Umgebungsfeuchte Wassermoleküle, also bereits unterhalb von 10% relativer Luftfeuchtigkeit. Allerdings haben sie eine geringere Aufnahmekapazität als Silica Gel. Es wird zur besonders scharfen Trocknung eingesetzt oder um Produkte bei einer möglichst niedrigen relativen Luftfeuchtigkeit von nahe 0% innerhalb der Verpackung zu schützen.

Im Unterschied zu Silica Gel, hat Molekularsieb als Trockenmittel eine höhere spezifische Adsorptionskapazität für Wassermoleküle. Das bedeutet, dass Molekularsiebe pro Gewichtseinheit mehr Wasser aufnehmen können. Außerdem haben Molekularsiebe eine präzise definierte Porengröße, die es ermöglicht, Moleküle selektiv zu adsorbieren. Und sie fangen, im Vergleich zu Silica Gel, bei geringerer relativer Luftfeuchtigkeit bereits an, Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft aufzunehmen. Bei sehr hohen Anforderungen an die Art und Funktion der Luftentfeuchtung, ist Molekularsieb das Trockenmittel der Wahl.