Uso de nitrógeno en el laboratorio

El gas nitrógeno se ha utilizado en análisis de laboratorio durante décadas. En el pasado, los laboratorios debían tener su suministro de gas nitrógeno entregado en cilindros o botellas desde su planta de nitrógeno más cercana, lo que para algunos laboratorios podía tardar varios días en entregarse. Estos cilindros o botellas luego suministrarían un instrumento LC-MS (Cromatógrafo Líquido-Espectrómetro de Masas), o quizás un detector en el caso de GC (Cromatógrafo de Gases), permitiendo al laboratorio llevar a cabo su análisis.

Existe una alternativa a los cilindros de nitrógeno, que es un generador de nitrógeno in situ. Un generador de nitrógeno no solo elimina la molestia de tener que cambiar los cilindros, sino que proporciona un suministro ininterrumpido de gas con una pureza constante. Esta consistencia se genera utilizando una de dos tecnologías, a saber, Adsorción por Oscilación de Presión (PSA) y generadores de nitrógeno de membrana.

El principio de funcionamiento de un generador de nitrógeno de membrana es donde el aire atmosférico es comprimido por un compresor de aire y pasa a través de una membrana de fibra hueca, filtrando partes del aire (principalmente oxígeno) dejando un gas nitrógeno de alta pureza.

Los sistemas de generación de nitrógeno más avanzados pueden incluir múltiples etapas de filtración antes de llegar a la membrana, esto elimina más partículas del gas como polvo y humedad. Los filtros de malla fina se utilizan comúnmente en el proceso de generación de nitrógeno, estos son para eliminar partículas en el aire, mientras que los secadores de aire se utilizan para eliminar la humedad. Además de garantizar una mayor pureza del nitrógeno, estas etapas de filtración adicionales también protegerán la membrana.

Un generador de nitrógeno PSA (Adsorción por Oscilación de Presión) funciona de manera similar a un generador de nitrógeno de membrana en términos de compresión de aire atmosférico con un compresor de aire. En lugar de pasar a través de una membrana, un generador de nitrógeno PSA hará pasar el aire a través de una columna de material compactado a presión hecho de carbono llamado tamiz molecular de carbono (CMS). El CMS solo permite el paso de las moléculas de nitrógeno más pequeñas, mientras que las moléculas más grandes de oxígeno y otras moléculas son adsorbidas por el CMS, dejando nitrógeno de alta pureza. Se requieren dos columnas de CMS para un generador de nitrógeno PSA, ya que una columna se despresuriza y la otra empuja el aire a través del tamiz a presión, de ahí el nombre Adsorción por Oscilación de Presión.

Similar nuevamente al generador de nitrógeno de membrana, un generador de nitrógeno PSA avanzado también contendrá etapas de prefiltración para eliminar partículas de polvo y humedad del aire antes de entrar al CMS.

Para la mayoría de los espectrómetros de masas, se requiere un gran volumen de gas nitrógeno, lo que significa que los cilindros o botellas podrían consumirse en cuestión de días, al usar un instrumento LC-MS. Esto puede resultar en interrupciones regulares del análisis y la inconveniencia de tener que cambiar los cilindros o esperar las entregas de nitrógeno. También está la inconveniencia adicional de la pureza inconsistente entregada por los cilindros y botellas cuando llegan al final de su capacidad. Esto se debe a que los contaminantes pueden entrar en el espacio vacío del cilindro. Estas impurezas pueden tener un impacto en la integridad del análisis, ya que pueden reaccionar con la muestra.

Estas inconsistencias e inconvenientes son eliminados por un generador de gas nitrógeno, razón por la cual cada vez más laboratorios recurren a los generadores de nitrógeno para suministrar el gas de sus instrumentos. Además, un generador de nitrógeno es especialmente adecuado para aplicaciones críticas en el tiempo donde no hay tiempo para detener el análisis mientras se cambian los cilindros de gas.

La generación de gas nitrógeno in situ también es una solución más segura que el uso de cilindros, ya que el personal no necesita mover cilindros pesados por el laboratorio. También hay beneficios económicos, ya que un generador de nitrógeno in situ reduce la carga administrativa de pedir cilindros (emitir órdenes de compra y programar entregas), pagar tarifas de entrega. Además de esto, el precio del gas que se entrega en cilindros puede fluctuar de mes a mes, ya que el precio de mercado del gas nitrógeno está sujeto a la volatilidad de la oferta y la demanda. También es necesario considerar los beneficios ambientales de eliminar las entregas continuas de gas. La producción del gas en sí también debe tenerse en cuenta, ya que la producción de gas en una planta de nitrógeno requiere un gran consumo de energía.

El panorama moderno del gas nitrógeno de laboratorio ha sido alterado permanentemente con la introducción de generadores de nitrógeno que brindan generación de gas in situ a los laboratorios. Miles de laboratorios en todo el mundo se han actualizado a este método más eficiente de suministro de gas a sus aplicaciones LC-MS y GC. Aquellos que aún no lo han hecho deberían considerar actualizar su laboratorio en un futuro cercano debido a la incertidumbre e inconveniencia del suministro de gas a granel. ¿Por qué no cambiar a un generador de nitrógeno Peak Scientific, que creemos que son los generadores de nitrógeno más confiables del mercado, con soporte las 24 horas disponible y una tasa de reparación in situ del 95%, contacte a uno de nuestros especialistas hoy mismo.