Caso de Éxito: Oxígeno en Depuradora Industrial
9 de abril de 2024
Ir al contenido El nitrógeno es el gas de trabajo más utilizado en laboratorio de análisis. Actúa como gas portador en cromatografía de gases, gas de nebulización y secado en LC-MS, gas de evaporación en concentradores de muestras y gas de cobertura en atmósferas inertes para técnicas sensibles a la humedad y al oxígeno. En todas estas aplicaciones, dos parámetros son innegociables: la pureza del gas y la estabilidad del caudal.
Un generador PSA instalado en el laboratorio o en la sala técnica adyacente produce nitrógeno de forma continua a la pureza de consigna, elimina la gestión de botellas a presión y garantiza un suministro ininterrumpido independiente de los plazos de entrega del proveedor de gases. Para laboratorios con instrumentación analítica en operación continua, es la solución con menor coste total y mayor fiabilidad operativa.
En cromatografía de gases (GC), el nitrógeno se utiliza como gas portador, gas auxiliar y gas de detector según la configuración del equipo. Como gas portador, la pureza mínima requerida es 99,999% (grado 5.0) y la estabilidad de flujo debe mantenerse con variaciones inferiores al 0,1% para no comprometer la reproducibilidad de los resultados. La presencia de oxígeno o humedad en el gas portador degrada las columnas capilares y altera los tiempos de retención.
En espectrometría de masas acoplada a cromatografía líquida (LC-MS), el nitrógeno se utiliza como gas de nebulización en la fuente de ionización y como gas de secado del spray generado. El consumo en estas aplicaciones es elevado y continuo durante toda la jornada analítica. La interrupción del suministro de nitrógeno obliga a detener el equipo y puede dañar la fuente de ionización si no se gestiona correctamente. Un generador PSA elimina ese riesgo.
La pureza requerida en LC-MS para gas de nebulización se sitúa en 99,99% (grado 4.0) como mínimo. Para equipos de alta resolución, algunos fabricantes de instrumentación recomiendan 99,999% (grado 5.0).
Los concentradores de muestras por corriente de nitrógeno (sistemas TurboVap o similares) utilizan el gas para evaporar el disolvente de extractos analíticos antes de su análisis. En esta aplicación el consumo puede ser moderado pero la limpieza del gas es crítica: cualquier traza de hidrocarburo en el nitrógeno puede contaminar el extracto y falsear los resultados
Algunos procedimientos analíticos y de síntesis requieren trabajar en atmósfera libre de oxígeno y humedad. El nitrógeno PSA puede alimentar cajas de guantes, líneas de Schlenk y sistemas de almacenamiento de muestras sensibles. En estas aplicaciones el caudal requerido es bajo pero debe estar disponible de forma continua.
La nomenclatura de pureza en gases de laboratorio sigue una clasificación por «grados» que indica el número de nueves en el porcentaje de pureza.
| Grado | Pureza | O₂ máximo | Aplicaciones típicas |
|---|---|---|---|
| 4.0 | 99,99% | < 10 ppm | LC-MS nebulización, atmósferas inertes generales |
| 4.8 | 99,998% | < 5 ppm | GC detector TCD, evaporación de muestras |
| 5.0 | 99,999% | < 5 ppm | GC gas portador, LC-MS alta resolución, ECD |
| 5.5 | 99,9995% | < 2 ppm | GC-MS alta sensibilidad, aplicaciones de investigación |
Los generadores PSA de Nitromatic cubren el rango hasta 99,999% (5.0). Para aplicaciones que requieren grado 5.5 o superior, la tecnología PSA estándar no es suficiente y se requieren etapas de purificación adicionales. Esta es una limitación técnica real del proceso de adsorción que conviene conocer antes de dimensionar el sistema.
En instrumentación analítica, una variación en el caudal de gas portador o de nebulización se traduce directamente en variación en los resultados. Los tiempos de retención en GC, la eficiencia de ionización en MS y la reproducibilidad entre inyecciones dependen de que el flujo de nitrógeno sea constante.
Los generadores PSA trabajan con un ciclo de adsorción alternante entre dos torres. Ese ciclo puede introducir una ligera pulsación en la presión de salida si el sistema no dispone de depósito tampón adecuadamente dimensionado. Los equipos de Nitromatic destinados a laboratorio incorporan depósito tampón y regulador de presión de salida específicamente para amortiguar esa pulsación y garantizar un flujo estable dentro de los requisitos de la instrumentación analítica.
Sí. Los generadores PSA de Nitromatic para laboratorio están diseñados para producir nitrógeno hasta 99,999% (grado 5.0) de forma continua. La pureza de salida es ajustable dentro del rango de diseño del equipo y se mantiene estable mientras el sistema opere con aire de entrada dentro de especificación y el tren de filtración esté en buen estado.
El generador no puede producir más caudal del que permite su diseño a la pureza de consigna. Si la demanda supera la capacidad, la presión en el depósito tampón cae y el analizador de pureza puede detectar una caída en la concentración de N₂. El sistema debe dimensionarse con un margen de capacidad sobre la demanda pico real del laboratorio, no sobre la demanda media.
El generador suministra nitrógeno a la presión y caudal requeridos por el cromatógrafo. La compatibilidad depende de que esos parámetros estén dentro del rango de salida del equipo. Nitromatic realiza el dimensionamiento a partir de las especificaciones de consumo de los instrumentos del laboratorio antes de proponer un modelo concreto.
Sí, siempre que el caudal total demandado por todos los instrumentos en operación simultánea no supere la capacidad del equipo. En laboratorios con múltiples instrumentos, se trabaja con el perfil de consumo real (no todos los equipos a plena carga al mismo tiempo) para dimensionar correctamente el generador y el depósito tampón.
Los puntos de mantenimiento principales son la sustitución periódica del elemento filtrante del filtro de carbón activado para aire comprimido, la calibración anual del analizador de pureza y la revisión del compresor de aire según el manual del fabricante. El CMS no requiere intervención si el aire de entrada está dentro de especificación. Consulta la página de mantenimiento de generadores de nitrógeno para los intervalos detallados.
El aire que alimenta el generador PSA en un laboratorio procede habitualmente de un compresor de aire de pequeño formato instalado en la misma sala técnica o en un cuarto adyacente. La selección del compresor es crítica en este contexto: los compresores de pistón lubricados introducen aerosoles de aceite en la línea que deben eliminarse antes de llegar al generador.
El tren de filtración debe incluir como mínimo un filtro coalescente, un secador de aire y un filtro de carbón activado para aire comprimido. Este último es el componente que retiene los vapores de hidrocarburos residuales del compresor. Si el elemento de carbón activado no se sustituye en el intervalo correcto, los hidrocarburos contaminan el CMS y reducen la pureza del nitrógeno producido de forma progresiva e irreversible.
En laboratorios donde la contaminación cruzada es un riesgo inaceptable, la opción más robusta es un compresor de aire sin aceite (oil-free), que elimina el riesgo en origen y simplifica el tren de filtración. Los compresores de aire oil-free de membrana o de tornillo sin aceite son los más habituales en entornos de laboratorio.
El suministro de nitrógeno de laboratorio en botellas de alta presión implica gestión de stock, pedidos recurrentes, manipulación de botellas a 200 bar y el riesgo de interrupción del trabajo analítico cuando una botella se agota en mitad de una secuencia de análisis.
Un generador PSA elimina todas esas variables. El coste de operación se reduce al consumo eléctrico de los compresores de aire y al mantenimiento preventivo del equipo. En laboratorios con dos o más instrumentos analíticos que consumen nitrógeno de forma simultánea, el retorno de la inversión es especialmente rápido.
Para ver las especificaciones técnicas de caudal y pureza de los equipos disponibles, consulta la gama completa de generadores de nitrógeno. Si el laboratorio requiere documentación continua de la pureza del gas producido para auditorías de calidad o acreditación ISO/IEC 17025, el servicio de monitorización de nitrógeno registra y almacena esos datos de forma automática.
ACERCA DE
Todo lo que quiera saber sobre Generadores De Nitrógeno.
CASOS DE ÉXITO
Caso de Éxito: Oxígeno en Depuradora Industrial
Caso de Éxito: Innovación en la Industria del Vidrio
ACTUALIDAD
Caso de Éxito: Oxígeno en Depuradora Industrial
Caso de Éxito: Innovación en la Industria del Vidrio
¿Quieres estar al día y recibir las noticias más interesantes?
No te molestaremos con publicidad de terceros, y por supuesto, podrás darte de baja cuando quieras.
Optimized by Seraphinite Accelerator