Vés al contingut 
En un laboratori analític amb diversos instruments en operació contínua, el subministrament de nitrogen en ampolla genera tres tipus de problemes que s’agreugen amb el temps: cost recurrent creixent, gestió logística que consumeix temps del personal tècnic i risc d’interrupció de seqüències analítiques per esgotament de gas. Tots tres tenen solució amb un generador PSA ben dimensionat. El primer a avaluar-se hauria de ser el tercer.
El cost real del subministrament en ampolla
El preu de l’ampolla de nitrogen és només una part del cost total. Al preu del gas cal sumar-hi el lloguer de l’equip de regulació, el transport, la gestió de la devolució d’ampolles buides i el temps del personal que controla l’estoc, realitza les comandes i executa els canvis d’ampolla al laboratori. En laboratoris amb tres o més instruments que consumeixen nitrogen de forma simultània, aquest temps acumulat és significatiu i rarament es quantifica.
Enfront d’aquest model, la generació PSA té un cost d’operació que es redueix a dues variables: el consum elèctric del compressor d’aire que alimenta el generador i el manteniment preventiu del sistema. Ambdues són predictibles, planificables i decreixents en termes relatius a mesura que l’equip amortitza la inversió inicial.
Per què la interrupció de subministrament és el problema més greu
Una ampolla de nitrogen que s’esgota a la meitat d’una seqüència d’anàlisi en un cromatògraf de gasos no és un inconvenient menor. Depenent del tipus d’anàlisi i de l’estat de la columna capil·lar en el moment de la interrupció, les conseqüències poden incloure la pèrdua completa de la seqüència, la necessitat de condicionar de nou la columna i la repetició de totes les injeccions des del principi. En un laboratori de control de qualitat amb terminis de lliurament de resultats compromesos, aquest temps perdut té un cost directe sobre l’operació.
En equips d’espectrometria de masses acoblada a cromatografia líquida (LC-MS), la interrupció del subministrament de nitrogen a la font d’ionització té conseqüències encara més immediates. El gas de nebulització i assecat és indispensable per al funcionament de la font. La seva absència obliga a aturar l’equip i pot generar problemes a la font si no es gestiona correctament el procés d’apagat.
Un generador PSA produeix nitrogen de forma contínua mentre el sistema està en operació. No hi ha recipient que s’esgoti, no hi ha nivell d’ampolla a vigilar. El gas està disponible a la línia en funció de la demanda real dels instruments connectats.
Requisits de puresa per aplicació en laboratori analític
La puresa requerida del nitrogen varia segons l’instrument i la funció que el gas hi exerceix. En cromatografia de gasos, el nitrogen com a gas portador requereix una puresa mínima del 99,999% (grau 5.0) i absència d’humitat i oxigen per sota dels llindars de sensibilitat del detector. En detectors de captura d’electrons (ECD), aquest requisit és encara més estricte perquè el detector respon a traces de compostos electronegatius que poden estar presents en un gas de baixa qualitat.
En LC-MS, la puresa mínima per a gas de nebulització se situa en 99,99% (grau 4.0) en la majoria de configuracions, tot i que fabricants d’equips d’alta resolució recomanen grau 5.0. En concentradors de mostres per corrent de nitrogen, el requisit crític no és tant la puresa en termes de concentració de N₂ com l’absència d’hidrocarburs que puguin contaminar l’extracte durant l’evaporació del dissolvent.
Els generadors PSA de Nitromatic per a laboratori cobreixen el rang fins a grau 5.0 (99,999%). Per a aplicacions que requereixen puresa superior, la tecnologia PSA estàndard no és suficient i s’ha d’avaluar la incorporació d’etapes de purificació addicionals. És un límit tècnic real que convé conèixer abans de dimensionar el sistema.
La qualitat de l’aire comprimit determina la puresa del gas produït
En un laboratori, el compressor d’aire que alimenta el generador PSA sol ser un equip de petit format instal·lat a la mateixa sala tècnica o en una cambra adjacent. Si és un compressor lubricat, el tren de filtració ha d’incloure obligatòriament un filtre de carbó activat per a aire comprimit que retingui els vapors d’hidrocarburs abans que arribin al tamís molecular de carbó (CMS). Un CMS contaminat amb oli no es pot regenerar: l’única solució és la substitució del llit, amb el cost que això implica.
En entorns de laboratori on la contaminació creuada és un risc inacceptable, l’opció més robusta és un compressor d’aire sense oli (oil-free), que elimina aquest risc en origen. Els compressors oil-free de membrana o de cargol són els més habituals en instal·lacions de laboratori pel seu baix nivell de soroll i la seva facilitat de manteniment.
Quan té sentit instal·lar un generador al laboratori
La viabilitat del canvi depèn principalment del consum mensual de nitrogen i de la continuïtat d’operació dels instruments. Un laboratori amb un únic instrument que treballa poques hores al dia té un perfil de consum que pot no justificar la inversió. Un laboratori amb tres o més instruments en operació contínua durant tota la jornada, amb el cost logístic i el temps de gestió que això genera, té un retorn d’inversió habitualment inferior a dos anys.
El dimensionament correcte del generador i del compressor d’aire és el punt més crític del procés. Un equip subdimensionat no pot cobrir la demanda pic dels instruments; un de sobredimensionat incrementa innecessàriament la inversió inicial i el consum elèctric. El dimensionament s’ha de fer sobre el perfil de consum real del laboratori, no sobre la suma teòrica dels cabals màxims de tots els instruments.
A la pàgina de generadors de nitrogen per a laboratori trobaràs les especificacions tècniques de la gamma, els requisits de puresa per aplicació i els criteris de dimensionament en funció de la instrumentació instal·lada.
