Desecante
Un desecante es una sustancia higroscópica que se utiliza para inducir o mantener un estado de sequedad ( desecación ) en sus proximidades; es lo opuesto a un humectante . Los desecantes preenvasados que se encuentran comúnmente son sólidos que absorben agua . Los desecantes para fines especializados pueden estar en formas distintas a la sólida y pueden funcionar a través de otros principios, como la unión química de las moléculas de agua. Se encuentran comúnmente en los alimentos para mantener la textura crujiente. Industrialmente, los desecantes se utilizan ampliamente para controlar el nivel de agua en corrientes de gas. [1]
Tipos de desecantes
Aunque algunos desecantes son químicamente inertes , otros son extremadamente reactivos y requieren técnicas de manipulación especializadas. El desecante más común es el gel de sílice , un sólido blanco inerte, no tóxico e insoluble en agua. Se producen decenas de miles de toneladas anualmente para este propósito. [2] Otros desecantes comunes incluyen carbón activado , sulfato de calcio , cloruro de calcio y tamices moleculares (típicamente, zeolitas ). Los desecantes también pueden clasificarse por su tipo, ya sea I, II, III, IV o V. Estos tipos son una función de la forma de la isoterma de sorción de humedad del desecante .
Los alcoholes y las acetonas también son agentes deshidratantes. El dietilenglicol es un desecante industrial importante. Absorbe el agua del gas natural , minimizando la formación de hidratos de metano , que pueden bloquear las tuberías. [1]
Eficiencia en el rendimiento
Una medida de la eficiencia de un desecante es la proporción (o porcentaje ) de agua almacenable en el desecante en relación con la masa de desecante. Otra medida es la humedad relativa residual del aire u otro fluido que se seca. Para el secado de gases, el rendimiento de un desecante se puede describir con precisión mediante el punto de rocío del producto secado. [1]
| Desecante | Punto de rocío (°C) | Comentario | ¿regenerable? |
|---|---|---|---|
| CaCl2 | -18 | sólido granular | Sí |
| P2O5 | -98 | sólido reactivo | No |
| KOH | -60 a -73 | sólido cáustico | No |
| H2SO4 | -70 | ácido fuerte | con dificultad |
| dietilenglicol | -15 | líquido no reactivo | Sí |
Indicadores de saturación de colores
A veces se incluye un indicador de humedad en el desecante para mostrar, mediante cambios de color, el grado de saturación de agua del desecante. Un indicador comúnmente utilizado es el cloruro de cobalto ( CoCl
2), que es azul cuando está anhidro , pero se vuelve púrpura al unirse con dos moléculas de agua ( CoCl
2·2 horas
2O ). Una mayor hidratación da como resultado el complejo de cloruro de hexaaquacobalto(II) de color rosa [Co(H
2O)
6]Cl
2. [3] Sin embargo, el uso de cloruro de cobalto plantea problemas de salud , ya que es potencialmente cancerígeno .
Aplicaciones
Las aplicaciones de los desecantes están dominadas por la industria petroquímica. Los hidrocarburos, incluido el gas natural, a menudo deben ser anhidros o casi anhidros para su procesamiento o transporte. Los catalizadores que se utilizan para convertir algunas fracciones de petróleo generalmente se desactivan incluso con trazas de agua. El gas natural tiende a formar hidratos de metano sólidos que pueden bloquear las tuberías. [1]
Usos domésticos
Un ejemplo de uso de desecantes es en la fabricación de ventanas aislantes , donde los esferoides de zeolita llenan un tubo espaciador rectangular en el perímetro de los paneles de vidrio. El desecante ayuda a prevenir la condensación de humedad entre los paneles. Otro uso de las zeolitas es en el componente "secador" de los sistemas de refrigeración para absorber el agua transportada por el refrigerante, ya sea agua residual que queda de la construcción del sistema o agua liberada por la degradación de otros materiales con el tiempo.
Los desecantes en bolsas también se utilizan comúnmente para proteger las mercancías en contenedores de envío sellados con barrera contra daños por humedad: óxido, corrosión, etc. [4] [5] Las cargas higroscópicas, como el cacao, el café, diversos frutos secos y cereales y otros alimentos [6] pueden ser particularmente susceptibles al moho y la putrefacción cuando se exponen a la condensación y la humedad. Debido a esto, los transportistas a menudo toman medidas mediante el despliegue de desecantes para proteger contra pérdidas. Los envases farmacéuticos a menudo incluyen pequeños paquetes de desecante para mantener la atmósfera dentro del paquete por debajo de los niveles críticos de vapor de agua.
Los sistemas de aire acondicionado pueden basarse en desecantes, ya que el aire más seco se siente más cómodo y el agua absorbente por sí sola elimina el calor. [7]
Los desecantes se utilizan en la ganadería, donde, por ejemplo, los lechones recién nacidos son muy susceptibles a la hipotermia debido a su humedad. [8]
Usos de laboratorio
Los desecantes también se utilizan para eliminar el agua de los disolventes . El secado generalmente implica mezclar el disolvente con el desecante sólido. Los tamices moleculares son mejores como desecantes en relación con los reactivos de secado químicos como la benzofenona sódica. Los tamices ofrecen las ventajas de ser seguros en el aire y reciclables. [9] [10]
Véase también
- Desecador
- Amortiguación de humedad
- Tarjeta indicadora de humedad
- Isoterma de sorción de humedad
- Aire acondicionado solar
- Absorbedor de oxígeno (depurador de oxígeno)
- Absorbente
- Inhibidor de corrosión volátil
- Ciclo de Cromer
Referencias
- ^ abcd Cohen, Alan P. (2003). "Desecantes". Enciclopedia Kirk-Othmer de tecnología química . doi :10.1002/0471238961.0405190903150805.a01.pub2. ISBN 978-0-471-48494-3.
- ^ Otto W. Flörke, et al. "Sílice" en la Enciclopedia de Química Industrial de Ullmann, 2008, Weinheim: Wiley-VCH, . doi :10.1002/14356007.a23_583.pub3.
- ^ Balköse, Devrim; Köktürk, Uğur; Yilmaz, Hatice (1 de mayo de 1999). "Un estudio de la dispersión de cloruro cobaltoso en la superficie del gel de sílice". Ciencia de superficies aplicada . 147 (1): 77–84. doi :10.1016/S0169-4332(99)00088-4. ISSN 0169-4332.
- ^ Rollo, P (1996). Evaluación de un embalaje protector que implica laminación de película de alta barrera, desecantes y absorbentes de oxígeno (MSc). Instituto Tecnológico de Rochester . Consultado el 8 de agosto de 2021 .
- ^ MIL-D-3464E, ESPECIFICACIÓN MILITAR: DESECANTES, ACTIVADOS, EN BOLSAS, USO EN EMBALAJE Y DESHUMIDIFICACIÓN ESTÁTICA, 1987 , consultado el 8 de agosto de 2021
- ^ Hirata, T (1985). "Simulación de cambios de humedad y clorofila en algas secas, Porphyra Yezoensis, en un sistema de envasado con desecante". Nipón Shokuhin Kogyo Gakkaishi . 32 (4): 266–273. doi : 10.3136/nskkk1962.32.4_266 . S2CID 101082998 . Consultado el 11 de agosto de 2021 .
- ^ Daou, K; Wang, Xia (2005). "Aire acondicionado con refrigeración desecante: una revisión". Renewable and Sustainable Energy Reviews . 10 (2): 55–77. doi :10.1016/j.rser.2004.09.010.
- ^ Vande Pol, Katherine D.; Tolosa, Andres F.; Shull, Caleb M.; Brown, Catherine B.; Alencar, Stephan A S.; Ellis, Michael (2020). "Efecto del método de secado de lechones al nacer sobre la temperatura rectal durante las primeras 24 h después del nacimiento1". Ciencia Animal Traslacional . 4 (4): txaa183. doi :10.1093/tas/txaa183. PMC 7672461 . PMID 33241187.
- ^ Chai, Christina Li Lin; Armarego, WLF (2003). Purificación de productos químicos de laboratorio . Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-7571-0.
- ^ Williams, D. Bradley G.; Lawton, Michelle (2010). "Secado de disolventes orgánicos: evaluación cuantitativa de la eficiencia de varios desecantes". Revista de química orgánica . 75 (24): 8351–8354. doi :10.1021/jo101589h. PMID 20945830. S2CID 17801540.
Lectura adicional
- Lavan, Z.; Jean-Baptiste Monnier y Worek, WM (1982). "Análisis de la segunda ley de los sistemas de refrigeración por desecante". Revista de ingeniería de energía solar . 104 (3): 229–236. doi :10.1115/1.3266307.
- S. Sadik; JW White (1982). "Secado de semillas de papas reales sobre arroz". Potato Research . 25 (3): 269. doi :10.1007/BF02357312. S2CID 41039047.
