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窒素 発生および施設設置型のガ窒素ガス発生装置

現在、世界中の研究所で、ボタンを押すだけで窒素を発生できる窒素ガス発生装置がさまざまな分析機器に利用されています。窒素発生装置はガスを生み出す機器として最も効率的なものです。ガスボンベのように中身がなくなることがないので、一定濃度のガスを安定して供給できます。
窒素は不活性ガスの一つです。不活性ガスとは、他の成分や化学物質への反応が低い気体のことです。窒素は地球上の大気の78%を占めるほど豊富にあり、私たちは普段他の物質よりも多く窒素を吸っています。

原子番号7、N2は1772年にダニエル・ラザフォードによって発見されました。不活性ガスの一つで、他の成分や化学物質への反応が低い気体です。窒素は地球上の大気の78%を占めるほど豊富にあり、私たちは普段の呼吸で他の物質よりも多く窒素を吸っています。

N2

研究所での窒素の利用

何十年もの間、窒素ガスは研究所での分析に利用されてきました。以前は、近隣のガス工場から研究所まで容器やボンベに入った窒素ガスを取り寄せなければなりませんでした。研究所によってはガスの運搬に数日かかったといいます。
こうして運ばれた窒素ガスは、分析のため液体クロマトグラフィー–質量分析やガスクロマトグラフィーに利用されました。

しかし、ほとんどの分光器では大量の窒素ガスが必要とされます。つまり、液体クロマトグラフィー–質量分析に利用した場合、容器入りのガスは短期間で使いきってしまうのです。
それが分析をしばしば妨げる原因となり、またガスボンベ交換や、新しいガスの運搬を待たなければならないという不便さもありました。
さらに、容器入りのガスは、使い切る手前になると一定濃度での供給が難しいという短所もありました。これは、汚染物質が容器内の空いた空間に入ってくるためです。不純物により正確な反応が得られず、分析の正確さにも影響を与えてしまうこととなりました。

現在多くの研究所が、こうした不安定さと不便さを解消できる窒素発生装置を使用するようになってきています。また、窒素ガス発生装置は特に時間の制約がある場合に適しています。容器交換の必要がなく、それによって分析が中断されることがないからです。

窒素ガス発生装置に関する詳細    

研究所での窒素発生装置

オンサイトのガス発生装置を使えば、重いガスボンベを所内で運ぶ必要もないので、安全性も高くなります。スケジュールに合わせて大量のガスボンベを注文するなどの事務作業がなく、また運搬費も必要ないためコストも抑えられます。
さらに、容器入りのガスの市場価格は供給と需要のバランスに応じて変わるため、ガスにかかる費用は月によって変動します。
また、ガスの常時運搬を減らすことによる環境面への恩恵も視野に入れるべきでしょう。窒素ガス工場は莫大なエネルギーを消費するため、ガスを生産すること自体が環境に影響を与えていると言えます。

喜ばしいことに、こうした窒素ガスボンベの代替製品としてオンサイトの窒素ガス発生装置があります。窒素発生装置を利用することで、ガスボンベの交換という手間がなくなるだけでなく、一定濃度で安定したガス供給を得ることもできます。圧力変動吸着法(PSA法)とメンブレン技術を用いた窒素発生装置と呼ばれる技術のうちの一つを使用し、一定濃度を保っています。

Peak Scientific on-site gas generators

Peak Scientificのオンサイト窒素発生装置

現代の研究所における窒素ガスの状況は、オンサイトでガスを生成できる窒素発生装置の導入により劇的な変化を遂げました。
世界の数多くの研究所が、液体クロマトグラフィー–質量分析やガスクロマトグラフィーなどにガスを使用するため、この最も効率的な手段を選んでいます。まだ窒素発生装置をご利用でない方は、不便で不安定なガス供給をより便利にするべく、近い将来検討されることをおすすめいたします。

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ガス発生装置に関する詳細     

References:

1. https://jp.wikipedia.org/wiki/Nitrogen

2. http://www.rsc.org/periodic-table/element/7/nitrogen

3. http://periodic.lanl.gov/7.shtml

4. https://jp.wikipedia.org/wiki/Pressure_swing_adsorption

5. https://jp.wikipedia.org/wiki/Nitrogen_generator#Membrane_technology

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