สารดูดความชื้นเป็นสารที่ใช้ในการกระตุ้นหรือคงสภาพความแห้งในบริเวณใกล้เคียง สารดูดความชื้นมีประสิทธิภาพสูงสุดในสภาพแวดล้อมแบบปิด เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการควบคุมปริมาณความชื้นภายในบรรจุภัณฑ์ของผลิตภัณฑ์และภาชนะขนส่ง
วัสดุดูดซับที่ใช้เป็นสารดูดความชื้นมีความสัมพันธ์จำเพาะกับโมเลกุลของน้ำ จึงสามารถยึดเหนี่ยวโมเลกุลของน้ำอย่างอิสระจากสิ่งรอบข้างโดยตรงได้ เราสามารถแบ่งสารดูดความชื้นออกเป็น 2 ประเภท:
การดูดซับน้ําทั้งทางกายภาพหรือทางเคมีพันธะโมเลกุลของน้ำเข้าสู่ร่างกายของสารดูดความชื้น
ดูดซับน้ำ ยึดเหนี่ยวโมเลกุลของน้ำเข้ากับพื้นผิวของสารดูดความชื้น
สารดูดความชื้นแบบดูดซับ
การดูดซับความชื้นจากอากาศโดยรอบเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาทางเคมีกับวัสดุดูดซับจำนวนมาก โมเลกุลของน้ำจะฝังตัวอยู่ในโครงสร้างวัสดุของตัวดูดซับ
เนื่องจากความชื้นถูกดูดซับภายในวัสดุทั้งหมด สารดูดความชื้นแบบดูดซับจึงมีความสามารถในการดูดซับน้ำสูงถึงหลายเท่าของน้ำหนักสุทธิ เป็นสารดูดความชื้นชนิดออกฤทธิ์ช้าซึ่งสามารถดูดซับความชื้นได้นานถึง 3 เดือน และมีประสิทธิภาพในทุกการตั้งค่าอุณหภูมิ ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้เป็นประจำระหว่างการขนส่งและการเก็บรักษา
ด้วยข้อจำกัดของสารดูดความชื้นทางกายภาพเหล่านี้ จึงเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง เช่น สินค้าที่จัดส่งระหว่างการขนส่งทางทะเลซึ่งสินค้าภายในตู้คอนเทนเนอร์ต้องสัมผัสกับความชื้นเป็นระยะเวลานานถึง 3 เดือน ภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่แปรปรวนระหว่าง 0°c ถึง 60°c
แคลเซียมคลอไรด์ (CaCl2) เป็นเกลือชนิดหนึ่งซึ่งอยู่ในรูปบริสุทธิ์สามารถดูดซับน้ำได้มากถึง 10 เท่าของน้ำหนักสุทธิ ก่อตัวเป็นไฮเดรต (น้ำเกลือ)
ปัจจุบันสารดูดความชื้นแคลเซียมคลอไรด์ส่วนใหญ่เป็นส่วนผสมของแคลเซียมคลอไรด์ที่ปราศจากน้ํากับแป้งซึ่งความชื้นที่ดูดซับจะถูกเปลี่ยนเป็นเจล
สารดูดความชื้นแคลเซียมคลอไรด์มีประสิทธิภาพในช่วงอุณหภูมิที่กว้างระหว่าง 0°c ถึง 90°c สามารถดูดซับความชื้นได้นานถึง 90 วัน และดูดซับได้ถึง 300% ของน้ำหนักตัวเอง
คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้สารดูดความชื้นแคลเซียมคลอไรด์เป็นวิธีการที่สมบูรณ์แบบในการปกป้องสินค้าเสียหายจากความชื้นในระหว่างการขนส่งทางทะเลระยะไกล
แมกนีเซียมคลอไรด์ (MgCl2) เป็นเกลือชนิดหนึ่งซึ่งอยู่ในรูปบริสุทธิ์สามารถดูดซับน้ำได้มากถึง 6 เท่าของน้ำหนักตัวเอง ก่อตัวเป็นไฮเดรต (น้ำเกลือ)
สารดูดความชื้นแมกนีเซียมคลอไรด์ที่มีอยู่ส่วนใหญ่เป็นชนิดแห้ง โดยที่สารดูดความชื้นจะแห้งอยู่เสมอ แมกนีเซียมคลอไรด์ปราศจากน้ำการเปลี่ยนแปลงทางเคมีจะดูดซับความชื้นและเปลี่ยนจากผงเป็นก้อนแห้งโดยไม่มีสถานะเป็นของเหลว
สารดูดความชื้นแมกนีเซียมคลอไรด์แบบแห้งมีคุณสมบัติคล้ายกับสารดูดความชื้นแคลเซียมคลอไรด์ แต่มีความสามารถในการดูดซับต่ำกว่า ดูดซับได้สูงสุด 200% ของน้ำหนักตัวเอง และใช้งานนานถึง 60 วัน
สารดูดความชื้นแมกนีเซียมคลอไรด์สามารถใช้แทนสารดูดความชื้นแคลเซียมคลอไรด์ได้ในสภาพแวดล้อมการขนส่งทางทะเล อย่างไรก็ตามสารดูดความชื้นแมกนีเซียมคลอไรด์มีราคาแพงกว่า แต่ไม่มีการผ่านขั้นตอนเจล จึงอาจเป็นทางเลือกที่ดีกว่าสำหรับผู้ใช้บางราย
สารดูดความชื้นแบบดูดซับ
การดูดซับความชื้นจากอากาศโดยรอบเกิดขึ้นที่โครงสร้างพื้นผิวของเส้นเลือดฝอยขนาดใหญ่ โดยผ่านกลไกของพลังงานพื้นผิว โมเลกุลของน้ำจะเกาะติดกับพื้นที่ผิวของตัวดูดซับ ทําให้เกิดฟิล์มบาง ๆ บนพื้นผิววัสดุดูดซับ
สารดูดความชื้นแบบดูดซับมีความสามารถในการดูดซับน้ำต่ำเมื่อเทียบเคียงระหว่าง 20% ถึง 40% ของน้ำหนักสุทธิ เป็นสารดูดความชื้นชนิดออกฤทธิ์เร็วซึ่งจะถึงจุดอิ่มตัวภายใน 3 วัน และมีผลในการตั้งค่าอุณหภูมิระหว่าง 15°c ถึง 30°c เท่านั้น
ด้วยคุณสมบัติของสารดูดความชื้นแบบดูดซับ จึงไม่เหมาะสำหรับสินค้าที่ขนส่งในตู้คอนเทนเนอร์ทางเรือ ซึ่งสินค้าต้องสัมผัสกับความชื้นเป็นระยะเวลานานถึง 3 เดือน
ซิลิกาเจลเป็นซิลิกอนไดออกไซด์รูปแบบอสัณฐานและมีรูพรุนที่ผลิตขึ้นทางเคมี ซิลิกาเจลชนิดที่มีขนาดรูพรุนเฉลี่ย 2.4 นาโนเมตรมีความสัมพันธ์กับโมเลกุลของน้ำอย่างเหนียวแน่นและเป็นสารดูดความชื้นที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย
ความสามารถในการดูดซับของซิลิกาเจลจำกัดไม่เกิน 40% ของน้ำหนักตัวเอง มีอัตราการดูดซับความชื้นที่รวดเร็ว แต่วงจรการดูดซับความชื้นสั้นเพียง 1 ถึง 3 วัน เพื่อให้ถึงจุดอิ่มตัว การดูดซับจะมีประสิทธิภาพมากที่สุดในช่วงอุณหภูมิที่แคบระหว่าง 15°c ถึง 30°c ภายใต้อุณหภูมิที่สูงขึ้นความชื้นที่ถูกดูดซับจะระเหยกลับคืนสู่สิ่งแวดล้อมอีกครั้ง
สารดูดความชื้นซิลิกาเจลบางชนิดมีสารบ่งชี้ซึ่งจะเปลี่ยนสีเมื่อสารดูดซับน้ำ ต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษเมื่อใช้สารดูดความชื้นซิลิกาเจลตัวบ่งชี้สีน้ำเงินที่อาจมีโคบอลต์ (II) คลอไรด์ สารนี้ถูกห้ามใช้ในสหภาพยุโรปในฐานะสารบ่งชี้ที่มีซิลิกาเจล เนื่องจากถือว่าเป็นสารที่มีความกังวลสูงมาก
ดินดูดความชื้นหรือที่เรียกว่าสารดูดความชื้นเบนโทไนต์หรือมอนต์มอริลโลไนต์ ผลิตขึ้นผ่านการควบคุมการกลั่นแมกนีเซียมอะลูมิเนียมซิลิเกต ซึ่งเป็นส่วนประกอบของดินที่มีแร่ธาตุมากมายซึ่งได้มาจากการขุดเหมืองแบบเปิด
ความสามารถในการดูดซับความชื้นของดินถูกจำกัดไว้สูงสุด 30% ของน้ำหนักตัวเอง เมื่อเปรียบเทียบกับซิลิกาเจล ดินดูดความชื้นมีอัตราการดูดซับความชื้นที่รวดเร็วโดยมีวงจรการดูดซับความชื้นสั้นเพียง 1 ถึง 3 วัน จึงจะถึงจุดอิ่มตัว การดูดซับจะมีประสิทธิภาพมากที่สุดในช่วงอุณหภูมิต่ำกว่า 50°c ภายใต้อุณหภูมิที่สูงขึ้นความชื้นที่ถูกดูดซับจะระเหยกลับคืนสู่สิ่งแวดล้อมอีกครั้ง
ตะแกรงโมเลกุลเป็นวัสดุซีโอไลต์สังเคราะห์ที่ทำจากอะลูมิโนซิลิเกตและออกแบบให้มีรูพรุนที่มีโครงสร้างและขนาดที่แม่นยำและสม่ำเสมอ ซึ่งช่วยให้ตะแกรงโมเลกุลถูกสร้างขึ้นมาโดยเฉพาะเพื่อดูดซับโมเลกุลเป้าหมาย เช่น น้ำ ตะแกรงโมเลกุลทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นต่ำเป็นพิเศษและอุณหภูมิสูง ความสามารถในการดูดซับของตะแกรงโมเลกุลจำกัดอยู่ที่ 20% ของน้ำหนักสุทธิ ตะแกรงโมเลกุลส่วนใหญ่จะใช้ในการใช้งานทางเทคนิคเพื่อทำให้ของเหลวและก๊าซแห้ง หรือภายในบรรจุภัณฑ์ที่ต้องการสภาพแวดล้อมที่ต่ำมากที่มีความชื้นสัมพัทธ์ 10% หรือน้อยกว่า เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์บางชนิด
