Nghiên cứu về một số chất hút ẩm được dùng phổ biến hiện nay

Nghiên cứu về các chất hút ẩm

TRƯỚC TIÊN, CẦN TÌM HIỂU VỀ CHẤT HÚT ẨM?

Chất hút ẩm là các chất, hợp chất ví dụ như đất set Montmorillonite Clay hoặc silica gel, được sử dụng để duy trì tình trạng độ ẩm thấp bằng cách hút lấy thành phần hơi ẩm trong không khí. Các chất này thường ứng dụng trong ngành vận tải, bảo quản vật tư hàng hóa.

VẬY BẠN CẦN BIẾT NHỮNG GÌ?

Có bốn nguyên nhân gây ra ẩm, đó là:

- Hơi nước trong không khí bên trong kiện hàng

- Hơi ẩm bên trong vật liệu bên trong kiện hàng

- Độ ẩm trong pallet, vật liệu đóng hàng

- Độ ẩm trong container, sàn container

BẠN CẦN BẮT ĐẦU TỪ ĐÂU?

Xác định các điều kiện và tình trạng sản phẩm, kích thước và loại kiện hàng, container sử dụng và các điều kiện thực tế (nhiệt độ và độ ẩm tương đối)

Hiểu về môi trường: Để lựa chọn chất hút ẩm phù hợp, quan trọng là phải biết được điều kiện môi trường xung quanh chuyến hàng và bảo quản hàng hóa, tính cực đoan của nhiệt độ và độ ẩm tương đối mà từ đó, sản phẩm sẽ phải tiếp xúc hay đối mặt và khoảng thời giant rung bình mà tiến trình này diễn ra. Quan trọng nhất là phải xác định được “ĐIỂM NGƯNG TỤ”

Điểm ngưng tụ là nhiệt độ tại đó thành phần hơi nước của không khí vượt quá mức bão hòa và đọng sương, hình thành nên sự ngưng tụ. Điểm ngưng tụ biến đổi với khối lượng nước bốc hơi trong không khí (thấp với không khí khô, và cao với không khí ẩm). Ví dụ, tại nhiệt độ 0oC, không khí có thể giữ đến 4.84 g/m3;tại 104°F (40°C) không khí có thể giữ đến 50.7 g/m3 hơi nước( Bảng 1). Chất hút ẩm sẽ hấp thụ hơi nước trong không khí một cách hiệu quả, làm giảm giảm độ ẩm tương đối đến mức không thể ngưng tụ được nữa.

Table 1/BẢNG 1

DEWPOINT °CĐiểm ngưng tụ WATER CONTENT g/m3/hàm lượng nc DEWPOINT °CĐiểm ngưng tụ WATER CONTENT g/m3/hàm lượng nc
30 30.3 -16 1.27
- - -17 1.15
29 28.7 -18 1.05
28 27.2 -19 0.96
27 25.8 -20 0.88
26 24.4 - -
25 23.0 -21 0.80
24 21.8 -22 0.73
23 20.6 -23 0.66
22 19.4 -24 0.60
21 18.3 -25 0.55
20 17.3 -26 0.51
- - -27 0.46
19 16.3 -28 0.41
18 15.4 -29 0.37
17 14.5 -30 0.333
16 13.6 - -
15 12.8 -31 0.301
14 12.1 -32 0.271
13 11.4 -33 0.244
12 10.7 -34 0.220
11 10.0 -35 0.198
10 9.4 -36 0.178
- - -37 0.160
9 8.8 -38 0.144
8 8.3 -39 0.130
7 7.8 -40 0.117
6 7.3 - -
5 6.8 -41 0.104
4 6.4 -42 0.093
3 6.0 -43 0.083
2 5.6 -44 0.074
1 5.2 -45 0.067
0 4.84 -46 0.060
- - -47 0.054
-1 4.47 -48 0.048
-2 4.13 -49 0.043
-3 3.81 -50 0.038
-4 3.51 - -
-5 3.24 -51 0.034
-6 2.99 -52 0.030
-7 2.76 -53 0.027
-8 2.54 -54 0.024
-9 2.33 -55 0.021
-10 2.14 -56 0.019
- - -57 0.016
-11 1.96 -58 0.014
-12 1.80 -59 0.012
-13 1.64 -60 0.011
-14 1.51 - -
-15 1.38 - -

 

Hiểu về bao bì: bao bì mà bên trong đó chứa sản phẩm được đóng gói, vận chuyển, và lưu trữ là yếu tố quyết định chất lượng chất hút ẩm cần thiết và phù hợp với dạng bao bì nào. Xác định được kích thước của thùng đựng hàng hóa phải dựa trên tính linh hoạt của cấu trúc bề mặt container.

 CẦN LỰA CHỌN NHƯ THẾ NÀO?

Hãy bắt đầu bằng sự so sánh về tính chất và khả năng hút ẩm của các túi hút ẩm khác nhau.

Hình 1 và hình 2 minh họa về tỉ lệ hấp thụ (tốc độ hấp thụ hơi nước bên trong thùng chứa) và khả năng hấp thụ( có bao nhiêu lượng hơi nước được hấp thụ đạt đến trạng thái cân bằng ở các mức độ ẩm khác nhau) của năm loại túi hút ẩm thông thường. Đó là: đất sét Montmorillonite, silica gel, sàng phân tử( khoáng chất zê –ô- lít tổng hợp), canxi sunfat và canxi oxit.

Bảng 2 thể hiện xu hướng hấp thụ của một vài túi hút ẩm thông thường, bao gồm hiệu quả ở nhiệt độ cao và nồng độ hơi nước cực cao. Người kỹ sư có thể tham khảo bảng này đê mô tả ngắn gọn về các loại túi hút ẩm có tính thương mại phù hợp.

MIL-D-3464E mô tả chi tiết phương pháp quyết định lượng túi hút ẩm được yêu cầu dựa trên kích cỡ và loại thùng chứa và đơn vị cơ bản của túi hút ẩm được định nghĩa là theo thông số MIL. Một đơn vị cơ bản của túi hút ẩm được định nghĩa là: “Lượng chất hút ẩm ít nhất 3g hơi nước ở độ ẩm tương đối khoảng 20% và ít nhất 6g hơi nước ở độ ẩm tương đối khoảng 40% ở 77°F( 25°C). Bảng 3 cung cấp một tham khảo hữu ích để giúp xác định có bao nhiêu đơn vị cơ bản được yêu cầu dựa trên công thức sau:

Cho thùng chứa linh hoạt: đơn vị cơ bản của túi hút ẩm được yêu cầu = 1.6 x A (in ft2) của 0.001 x A (in2) where A = Diện tích linh hoạt in2 hoặc ft2.

Cho thùng chứa bền vững: đơn vị cơ bản của túi hút ẩm được yêu cầu = K x V, nơi mà K = 0.161 (in gal.) hoặc 0.0007 (in3) hoặc 1.2 (ft3) và V = thể tích giới hạn (in gal., in3hoặc ft3).

Công thức tính: để quyết định lượng chất hút ẩm được yêu cầu:

  1. Xác định loại container, nó có phải loại có cấu trúc linh hoạt( kim loại hoặc túi poly), hay  nó là một loại có cấu trúc bền vững ( như trống hoặc thùng)?
  2. Công thức tính diện tích bề mặt của thùng chứa là trong  ft 2 hoặc in 2 nếu nó mềm dẻo, hoặc thể tích thùng chứa trong gal, ft3 hoặc in3, nếu nó  cứng.
  3. Quyết định số đơn vị cơ bản được yêu cầu, sử dụng bảng 3( biểu đồ 1) đối với các thùng chứa linh hoạt, và( biểu đồ 2) cho các thùng chứa có cấu trúc bền vững, cứng rắn.
  4. Lựa chọn loại túi hút ẩm phù hợp với nhu cầu của bạn theo Hình 1 và Hình 2

Trong khi tính toán số lượng sơn vị chất hút ẩm được yêu cầu,  cần phải cân nhắc về vật liệu lót ( bao bì bên trong, đệm, khóa và vật liệu gia tăng sự liên kết).

MỘT SỐ CHẤT HÚT ẨM TRONG CÔNG NGHIỆP:

ĐẤT SÉT MONTMORILLONITE

Đất sét Montmorillonite là loại chất hấp thụ tự nhiên được tạo ra bởi quá trình sấy khô có kiểm soát cấc chất magiê, nhôm, xi-li- cát của loại subbentonite. Đất sét này sẽ được tái sinh thành công để sử dụng lặp lại ở nhiệt độ rất thấp mà không bị phá hỏng hoặc bị nở ra. Tuy nhiên, đặc tính này là nguyên nhân khiến đất sét bị độ ẩm hơi nước quay trở lại trong thùng chứa khi nhiệt độ tăng lên. Đất sét thì không quá tốn kém và có hiệu quả cao trong điều kiện nhiệt độ bình thường và lượng độ ẩm tương tự( Bảng 2).

Bảng 2

 
Characteristics/ các yếu tố Molecular Sieve/màng phân tử Silica Gel/keo silica Clay/đất sét CaO/vôi CaSO4/canxi sunfat
Capacity of adsorption in low concentrations of H2O/khả năng hấp thụ ở nồng độ thấp của nước Excellent/rất tốt Low/thấp Average/trung bình Excellent/rất tốt Good/tốt
Rate of adsorption/ tỉ lệ hấp thụ Excellent/rất tốt Good/tốt Good/tốt Low/thấp Good/tốt
Water capacity @ 77° F, 40% HR/ khả năng  chứa nước ở 770F, 40% HR High/cao High/cao Medium/trung bình High/cao Medium/trung bình
Separation by molecular sizes/chia tách bằng kích thước phân tử Yes/ có No/không No/không No/không No/không
Capacity of adsorption @ high temperatures/năng suất hấp thụ ở nhiệt độ cao Excellent/rất tốt Low/thấp Low/thấp Good/tốt Low/thấp

 

HẠT CHỐNG ẨM SILICA GEL (SIO2 * H2O)

Có lẽ rằng, Silica gel là loại chất hút ẩm thông dụng nhất, là một dạng vô đình hình cấu tạo từ silic được sản xuất từ Natri silicat và axit sulfuric. Nó có chứa rất nhiều ống dẫn được kết nối với nhau thành một diện tích bề mặt rộng lớn giúp hấp thu và giữ nước bằng cách hấp thụ và ngưng kết mao dẫn, cho phép hạt hút ẩm silica gel hấp thụ được khoảng 40% trọng lượng của nó trong nước. Hạt hút ẩm Silica gel dường như rất hữu hiệu tại nhiệt độ dưới 77°F (25°C)( theo dõi Biểu đồ 1 và 2), nhưng sẽ mất khả năng hấp thụ khi nhiệt độ bắt đầu giảm, nhiều như đất sét ( bảng 2). Phần lớn sự nổi tiếng của hạt hút ẩm Silica gel có được là do tính chất không ăn mòn và tính tự nhiên, không độc hại của nó, một vài điểm đã được Chính phủ Hòa kỳ phê duyệt cho sử dụng trong bao bì dành cho thực phẩm và thuốc.

MÀNG PHÂN TỬ(KHOÁNG CHẤT ZÊ-Ô-LÍT TỔNG HỢP, CÒN ĐƯỢC BIẾT ĐẾN NHƯ ALUMINOSILICATE)

Màng phân tử bao gồm một mạng lưới đồng nhất các lỗ tinh thể và các khoang hấp thụ rỗng, khiến diện tích bề mặt nội bộ hấp thụ trong diện tích từ 700 đến 800 m2.  Bởi vì cấu trúc đồng nhất của nó, màng phân tử cũng như silica gel hoặc đất sét sẽ không hấp thụ độ ẩm trong bao bì dễ dàng khi nhiệt độ tăng lên. Được tổng hợp từ tự nhiên, màng phân tử có giá trị cao hơn mỗi đơn vị, nhưng nhờ khả năng hấp thụ lớn, nó thường có giá trị tốt nhất. Do thiếu sự chấp thuận của chính phủ, nên đã hạn chế việc sử dụng phổ biến màng phân tử, có lẽ là do Chính phủ không sẵn lòng tài trợ cho một dự án tốn kém như vậy của các ngành công nghiệp. Thử nghiệm một cách độc lập cho thấy rằng màng lọc phân tử đã đáp ứng được hầu hết các yêu cầu của Chính phủ.

HỢP CHẤT CANXI ÔXIT (CAO)

Hợp chất canxi oxit được nung nhiều lần thành vôi, nó có khả năng hấp thụ độ ẩm không ít hơn 28.5% trọng lượng của nó.  Sự phân biệt của canxi ôxit( còn được gọi là vôi sống) là nó sẽ hấp thu được rất nhiều lượng hơi nước ở độ ẩm tương đối thấp hơn so với các vật liệu khác( Bảng 2). Nó thực sự hiệu quả khi cần ở những nơi có độ ẩm tương đối thấp, và nơi có nồng độ hơi nước cao. Canxi oxit được dùng chủ yếu trong việc đóng gói những loại thực phẩm có tính nhanh mất nước.

HỢP CHẤT CANXI SUNFAT(CaSO4)

Hợp chất Canxi sunfat( được biết đến một cách thương mại hóa hơn là Drierite®) là một lựa chọn thay thế ít tốn kém hơn, phù hợp với các dạng bao bì. Canxi sunfat được tạo nên bởi sựu khử nước có điều kiện  kiểm soát của thạch cao, hoạt động như một loại hút ẩm chủ yếu trong phòng thí nghiệm. Nó có sự ổn định về mặt hóa học, không độc hại, không ăn mòn, và không giải phóng hơi nước khi nó hấp thụ hơi nước khi mà nó tiếp xúc với nhiệt độ môi trường xung quanh.

Giá trị thấp của Canxi sunfat phụ thuộc vào trọng lượng của nó so với khả năng hấp thụcủa nó: nó hấp thụ chỉ hơn 10% trọng lượng của nó ở trong nước( Biểu đồ 2). Canxi sunfat cũng có đặc tính tái tạo để hướng tới giới hạn của tuổi thọ hữu ích của nó. Mặc dù có sẵn, nhưng nó thường không được bán dưới dạng một loại bao bì.

Bảng 3

FLEXIBLE BARRIERS/CÁC  GIỚI HẠN LINH HOẠT RIGID CONTAINERSThùng chứa có cấu trúc bền
Area in Square Feet Diện tích trong…. Area in Square InchesDiện tích trong… Units RequiredĐơn vị yêu cầu Volume in GallonsDung tích trong… Volume in Cubic FeetDung tích trong… Volume in Cubic InchesDung tích trong….
.1 30 1/6 1.1 .14 237
.3 45 1/3 2.1 .28 476
.6 90 1/2 3.2 .42 714
1.3 180 1 6.2 .83 1,428
1.9 270 2 12.5 1.67 2,856
2.5 360 3 18.7 2.50 4,284
3.1 450 4 25.0 3.33 5,712
3.8 540 5 31.2 4.16 7,140
4.4 630 6 37.4 5.00 8,568
5.0 720 7 43.6 5.83 9,996
5.6 810 8 50.0 6.66 11,424
6.3 900 9 56.1 7.50 12,852
7.5 1,080 10 62.3 8.33 14,280
8.8 1,260 12 74.8 10.00 17,136
10.0 1,440 14 87.3 11.66 19,992
20.0 2,880 16 99.7 13.32 22,850
50.0 7,200 32 199.4 26.64 45,700
100.0 14,400 80 498.5 66.65 114,250
120.0 18,000 160 997.0 133.30 228,500
150.0 22,500 200 1,240.0 166.00 285,500
180.0 27,000 250 1,550.0 207.00 357,000

 

CÒN GÌ NỮA KHÔNG?

Cover Stock: một yếu tố quan trọng trong hiệu qủa của bất kỳ túi hút ẩm nào là vật liệu làm bao bì( Cover Stock). Bao bì cho php túi hút ẩm thực hiện công việc của nó mà không gây hại gì cho sản phẩm. Điều này có nghĩa là duy trì một tỷ lệ hấp thụ thích hợp và phù hợp với yêu cầu tránh bụi của sản phẩm.

Một loại bao bì phổ biến là một loại vật liệu polyetylen, spunbonded, có mật độ liên kết dày đặc, được biết đến một cách thương mại như Tyvek®. Được tạo ra bởi DuPont, Tyvek® giống như một loại giấy sáp với độ trắng và độ bền đặc biệt, duy trì được kích thước và hình dạng của nó với sự thay đổi dộ ẩm. Tyvek® không cho phép bám bụi vào thùng chứa, chịu đựng được sự biến đổi màu, nấm mốc và sự phát triển của nấm mốc và sẽ không làm giảm tỷ lệ hấp thụ. Tuy nhiên, bởi những điểm đặc biệt của nó, Tyvek® thường đắt hơn những vật liệu bao bì thông thường khác.

Cần lưu ý rằng một số loại chất hút ẩm có một chức năng chuyên biệt. Ví dụ, Alumina hoạt tính( một vật liệu rất xốp) rất có hiệu quả trong quá trình làm khô khí nén. Than hoạt tính đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều năm như một chất hút mùi và khử độc- nó đã được sử dụng trong mặt nạ khí quân sự. Những vật liệu khác, từ muối kim loại cho đến các hợp chất photpho, có những điểm mạnh riêng biệt mà không thể dùng chúng riêng lẻ. Hỏi ý kiến nhà cung cấp để trả lời cho những câu hỏi cụ thể.

HLC Việt Nam có một bộ phận chuyên biệt để hút ẩm và thực hiện các chức năng của chúng. HLC cũng cung cấp một dịch vụ phân tích độ ẩm có tính toán đến những biến đổi trong phạm vi rộng lớn để quy định cách kết hợp để duy trì được mục tiêu hút ẩm với thời gian dài hơn cho các thiết bị có độ nhạy cảm cao. Nếu bạn có câu hỏi trong bất kì thời gian nào hoặc có thắc mắc gì, xin vui lòng liên hệ Chuyên viên của chúng tôi theo số 0913201418 hoặc qua email sales@hlcvn.com, và chúng tôi sẵn lòng trợ giúp bạn.

Figures 1 and 2( biểu đồ 1 và 2)

FIGURE 1

figure1
FIGURE 2( biểu đồ 2)

figure2

Note: H20 capacity at 770F( 250c): khả năng hấp thụ nước ở nhiệt độ 770 F

Grame adsorbed per100 grame adsorbent: lượng hấp thụ được trên 100g chất hấp thụ

Silica gel

time in hours: thời gian theo giờ

Clay: đất sét

percent relative humidity: độ ẩm tương đối

Molecular sieve: màng phân tử

Để biết thêm chi tiết, xin liên hệ

Công ty HLC Việt Nam

Chùa Nhĩ, Thanh Liệt, Thanh Trì, Hà Nội (Đối diện trung tâm thể thao Bộ Công An, Đường Nguyễn Xiển)

ĐT: 024.66533873, hotline: 0913201418

Email: sales@hlcvn.com

Site: www.hlcvn.com          www.baoquanhanghoa.com

Các tin khác