Χρήση αζώτου στο εργαστήριο

Το αέριο άζωτο χρησιμοποιείται στην εργαστηριακή ανάλυση εδώ και δεκαετίες. Στο παρελθόν, τα εργαστήρια υποχρεούνταν να λαμβάνουν την παροχή αερίου αζώτου σε κυλίνδρους ή φιάλες από το πλησιέστερο εργοστάσιο αζώτου, κάτι που για ορισμένα εργαστήρια μπορούσε να διαρκέσει αρκετές ημέρες για την παράδοση. Αυτοί οι κύλινδροι ή φιάλες στη συνέχεια τροφοδοτούσαν ένα όργανο LC-MS (Υγρός Χρωματογράφος-Φασματογράφος Μάζας), ή ίσως έναν ανιχνευτή στην περίπτωση του GC (Αέριος Χρωματογράφος), επιτρέποντας στο εργαστήριο να πραγματοποιήσει την ανάλυσή του.

Υπάρχει μια εναλλακτική λύση στους κυλίνδρους αζώτου, αυτή είναι μια γεννήτρια αζώτου επί τόπου. Μια γεννήτρια αζώτου όχι μόνο αφαιρεί την ταλαιπωρία της αλλαγής κυλίνδρων, αλλά παρέχει αδιάκοπη παροχή αερίου με σταθερή καθαρότητα. Αυτή η σταθερότητα παράγεται χρησιμοποιώντας μία από τις δύο τεχνολογίες, δηλαδή την Προσρόφηση με Αλλαγή Πίεσης (PSA) και τις γεννήτριες αζώτου με μεμβράνη.

Η αρχή λειτουργίας μιας γεννήτριας αζώτου με μεμβράνη είναι όπου ο ατμοσφαιρικός αέρας συμπιέζεται από έναν αεροσυμπιεστή και περνά μέσα από μια μεμβράνη κοίλου ινώδους, φιλτράροντας μέρη του αέρα (κυρίως οξυγόνο) αφήνοντας πίσω ένα άζωτο υψηλής καθαρότητας.

Πιο προηγμένα συστήματα παραγωγής αζώτου μπορούν να περιλαμβάνουν πολλαπλά στάδια φιλτραρίσματος πριν φτάσουν στη μεμβράνη, αυτό αφαιρεί περισσότερα από τα άλλα σωματίδια στο αέριο όπως σκόνη και υγρασία. Φίλτρα λεπτού πλέγματος χρησιμοποιούνται συνήθως στη διαδικασία παραγωγής αζώτου, αυτά είναι για την αφαίρεση σωματιδίων στον αέρα, ενώ οι ξηραντήρες αέρα χρησιμοποιούνται για την αφαίρεση υγρασίας. Πέρα από τη διασφάλιση υψηλότερης καθαρότητας αζώτου, αυτά τα επιπλέον στάδια φιλτραρίσματος θα προστατεύσουν επίσης τη μεμβράνη.

Μια γεννήτρια αζώτου PSA (Προσρόφηση με Αλλαγή Πίεσης) λειτουργεί παρόμοια με μια γεννήτρια αζώτου με μεμβράνη όσον αφορά τη συμπίεση του ατμοσφαιρικού αέρα με έναν αεροσυμπιεστή. Αντί να περνά μέσα από μια μεμβράνη, μια γεννήτρια αζώτου PSA περνά τον αέρα μέσα από μια στήλη πυκνά συσκευασμένου υλικού υπό πίεση από άνθρακα, που ονομάζεται Μοριακό Σίτα Άνθρακα (CMS). Το CMS επιτρέπει μόνο στα μικρότερα μόρια αζώτου να περάσουν, ενώ τα μεγαλύτερα μόρια οξυγόνου και άλλα μόρια προσροφώνται από το CMS, αφήνοντας άζωτο υψηλής καθαρότητας. Απαιτούνται δύο στήλες CMS για μια γεννήτρια αζώτου PSA, καθώς όταν μια στήλη αποσυμπιέζεται, η άλλη ωθεί τον αέρα μέσα από το σίτα υπό πίεση, εξ ου και το όνομα Προσρόφηση με Αλλαγή Πίεσης.

Παρόμοια πάλι με τη γεννήτρια αζώτου με μεμβράνη, μια προηγμένη γεννήτρια αζώτου PSA θα περιέχει επίσης στάδια προ-φιλτραρίσματος για την αφαίρεση σωματιδίων σκόνης και υγρασίας από τον αέρα πριν εισέλθει στο CMS.

Για τους περισσότερους φασματογράφους μάζας, απαιτείται μεγάλη ποσότητα αερίου αζώτου, πράγμα που σημαίνει ότι οι κύλινδροι ή οι φιάλες θα μπορούσαν να καταναλωθούν μέσα σε λίγες ημέρες, όταν χρησιμοποιείται ένα όργανο LC-MS. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε τακτικές διακοπές της ανάλυσης και στην ταλαιπωρία της αλλαγής κυλίνδρων ή της αναμονής για παραδόσεις αζώτου. Υπάρχει επίσης η πρόσθετη ταλαιπωρία της ασυνεπούς καθαρότητας που παραδίδεται από κυλίνδρους και φιάλες όταν φτάνουν στο χαμηλότερο άκρο της χωρητικότητάς τους. Αυτό συμβαίνει επειδή οι ρύποι μπορούν να εισέλθουν στον κενό χώρο του κυλίνδρου. Αυτές οι ακαθαρσίες μπορούν να επηρεάσουν την ακεραιότητα της ανάλυσης, καθώς μπορούν να αντιδράσουν με το δείγμα.

Αυτές οι ασυνέπειες και οι ταλαιπωρίες εξαλείφονται από μια γεννήτρια αερίου αζώτου, γι' αυτό και όλο και περισσότερα εργαστήρια στρέφονται σε γεννήτριες αζώτου για την τροφοδοσία του αερίου των οργάνων τους. Επίσης, μια γεννήτρια αζώτου είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για χρονικά κρίσιμες εφαρμογές όπου δεν υπάρχει χρόνος για να διακοπεί η ανάλυση κατά την αλλαγή κυλίνδρων αερίου.

Η παραγωγή αερίου αζώτου επί τόπου είναι επίσης μια ασφαλέστερη λύση από τη χρήση κυλίνδρων, καθώς το προσωπικό δεν απαιτείται να μετακινεί βαριούς κυλίνδρους στο εργαστήριο. Υπάρχουν επίσης οφέλη κόστους, καθώς η γεννήτρια αζώτου επί τόπου μειώνει το διοικητικό βάρος της παραγγελίας κυλίνδρων (έκδοση εντολών αγοράς και προγραμματισμός παραδόσεων), πληρωμή τελών παράδοσης. Επιπλέον, η τιμή του αερίου που παραδίδεται σε κυλίνδρους μπορεί να κυμαίνεται από μήνα σε μήνα, καθώς η τιμή της αγοράς του αερίου αζώτου υπόκειται σε διακυμάνσεις προσφοράς και ζήτησης. Είναι επίσης απαραίτητο να ληφθούν υπόψη τα περιβαλλοντικά οφέλη της εξάλειψης των συνεχών παραδόσεων αερίου. Η παραγωγή του αερίου από μόνη της πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη, καθώς η παραγωγή αερίου σε εργοστάσιο αζώτου απαιτεί τεράστια κατανάλωση ενέργειας.

Το σύγχρονο τοπίο του αερίου αζώτου εργαστηρίου έχει αλλάξει μόνιμα με την εισαγωγή γεννητριών αζώτου που φέρνουν την παραγωγή αερίου επί τόπου στα εργαστήρια. Χιλιάδες εργαστήρια σε όλο τον κόσμο έχουν αναβαθμιστεί σε αυτήν την πιο αποδοτική μέθοδο παροχής αερίου στις εφαρμογές LC-MS και GC. Όσοι δεν το έχουν κάνει ακόμα θα πρέπει να εξετάσουν την αναβάθμιση του εργαστηρίου τους στο εγγύς μέλλον λόγω της αβεβαιότητας και της ταλαιπωρίας της παροχής χύδην αερίου. Γιατί να μην στραφείτε σε μια γεννήτρια αζώτου Peak Scientific, η οποία πιστεύουμε ότι είναι οι πιο αξιόπιστες γεννήτριες αζώτου στην αγορά, με 24ωρη υποστήριξη και 95% ποσοστό επισκευής επί τόπου, επικοινωνήστε σήμερα με έναν από τους ειδικούς μας.