Sidoskapasiteetin

Sidoskapasiteetti tarkoittaa sitä kykyä, jolla sitova järjestelmä voi sitoa tai vaihtaa ainetta per yksikkö massaa tietyissä olosuhteissa. Systeemi voi viitata adsorbenttiin, ioninvaihtimeen, puhdistusmateriaalin pintaan tai biologiseen reseptoriin. Sidoskapasiteetti kuvaa suurinta mahdollista bindattujen molekyylien määrää, ja se voi riippua sekä sitomis- tai vaihto-olosuhteista että käytetystä aineesta.

Usein sidoskapasiteetti ilmoitetaan yksiköissä mg/g (adsorptiossa), meq/g (ioninvaihdossa) tai mol/kg (biologisissa sovelluksissa). Se voidaan määrittää kokeellisesti isotermeillä, kuten Langmuir- tai Freundlich-malleilla. Yleisesti esiin nostetaan qmax (maksimikapasiteetti) sekä sitoutumisen voimakkuutta kuvaava parametri. Kolonnissa tapahtuvissa kokeissa kapasiteetti arvioidaan break-through -käyrien avulla, kun massa saavuttaa kapasiteetin rajan.

Sidoskapasiteetin toimintaan vaikuttavat tekijät ovat muun muassa pH, lämpötila, pitoisuus ja ionivahvuus, kilpailu muista molekyyleistä sekä materiaalin pinta-ala ja funktionaaliset ryhmät. Myös regenerointi ja käytön kesto vaikuttavat operatiiviseen kapasiteettiin.

Käyttökohteita ovat vedenkäsittely ja jätteenhoito (adsorptio ja ioninvaihto), kromatografia ja bioanalyysit, katalyyttiset sovellukset sekä sensorit. Sidoskapasiteetti on keskeinen suunnittelukriteeri, jolla voidaan arvioida ja optimoida prosessin tehokkuutta ja kustannusvaikutuksia.