Stikstof generatoren binnen de labgasindustrie

Het inzetten van N2 stikstof generatoren binnen de laboratoria

In de laboratoria spelen N2 stikstof generatoren een belangrijke rol. Deze apparaten bieden een betrouwbare manier om N2 stikstofgas te produceren voor verschillende toepassingen, van laboratoriumexperimenten tot industriële processen. In deze blog vertelt Wijnand Voets u meer over de voordelen van N2 stikstof generatoren en hun toepassingen binnen laboratoria, inclusief gebruik in laboratoriumtechnieken zoals LC-MS, GC, en monster voorbereiding. 

Wat zijn N2 stikstof generatoren?

N2 Stikstof generatoren zijn systemen die N2 stikstofgas uit de omgevingslucht produceren door middel van technieken zoals drukverschiladsorptie (PSA) of membraanfiltratie. Dit proces maakt het mogelijk om pure N2 stikstof te verkrijgen, wat essentieel is voor tal van laboratoriumtoepassingen waarover ik u later in deze blog meer zal vertellen. 

Voordelen van N2 stikstof generatoren 

• Kostenbesparingen: Een generator is in bepaalde gevallen al binnen 1,5 jaar terugbetaald. Traditioneel wordt N2 stikstofgas vaak in flessen of bulk geleverd, wat kan leiden tot hoge transport- en opslagkosten. Met een N2 stikstofgenerator kunnen laboratoria hun eigen N2 stikstof opwekken, wat op een relatief korte termijn al kosten bespaart.
• Continuïteit: een N2 stikstof generator zorgt voor een constante toevoer van N2 stikstof, wat belangrijk is voor laboratoria die afhankelijk zijn van een continue gasstroom voor hun processen. Dit voorkomt onderbrekingen die kunnen optreden bij het wachten op leveringen van gasflessen.
• Veiligheid: het werken met zware, hoge druk gasflessen (200bar) gasflessen brengt risico’s met zich mee, zoals het gevaar van lekken of explosies. N2 Stikstof generatoren elimineren deze risico’s door het gas ter plaatse te produceren, wat de veiligheid in het laboratorium verhoogt.
• Milieu-impact: door het gebruik van N2 stikstof generatoren vermindert de vraag naar transport en productie van gasflessen, wat de ecologische voetafdruk van een laboratorium kan verlagen. 

De toepassing van N2 stikstof binnen laboratoria

N2 stikstof speelt een belangrijke rol in laboratoria en wordt op verschillende manieren toegepast: 

• Analyse en onderzoek: N2 stikstof wordt veel gebruikt als inert gas in chemische analyses en spectroscopische technieken. Het creëert een niet-reactieve omgeving waarin oxidatie en andere ongewenste reacties worden voorkomen, wat essentieel is voor nauwkeurige resultaten.
• LC-MS Liquid Chromatography-Mass Spectrometry: in vloeistofchromatografie gekoppeld aan massaspectrometrie (LC-MS) fungeert N2 stikstof als nevelgas, ‘curtain’ gas of wordt het gebruikt om oplosmiddel uit het sample te verwijderen. Samenvattend is stikstof essentieel voor verschillende stappen in LC-MS toepassingen om zowel de analysekwaliteit als de effectiviteit van de ionisatieprocessen te verbeteren.
• Gas Chromatografie (GC / GC-MS): N2 stikstof wordt ook gebruikt in gaschromatografie (GC) als drager gas (Carrier Gas). Het is belangrijk voor het scheiden van verschillende componenten in een monster. Specificaties voor N2 stikstof in GC kunnen onder andere het debiet (bijvoorbeeld 1-2 mL/min) en de zuiverheid (minimaal 99,999%) omvatten, afhankelijk van de eisen van de analyse.
• Monster voorbereiding: bij de voorbereiding van monsters, bijvoorbeeld met solventverdampers zoals de TurboVap, wordt N2 stikstof ingezet om oplosmiddelen snel te verdampen zonder dat de monsters worden aangetast. Dit is belangrijk voor het concentreren van analyses en het voorbereiden van monsters voor verdere analyse.
• Monsteropslag: N2 stikstof wordt gebruikt om een inert atmosferische omgeving te creëren voor de opslag van monsters. Dit helpt de kwaliteit van de monsters te behouden door oxidatie en verontreiniging te minimaliseren.
• Reacties en syntheses: bij chemische syntheses waar zuurstof ongewenst is, biedt N2 stikstof de ideale oplossing om oxidatie te voorkomen, wat belangrijk is voor het behalen van de gewenste reactieresultaten.
• Vacuümverpakking: N2 stikstof wordt ook ingezet in vacuümverpakkingen om de houdbaarheid van stoffen te verlengen door oxidatie te minimaliseren. Dit is vooral belangrijk voor gevoelige stoffen die snel kunnen bederven. 

Technologieën voor N2 stikstof generatoren 

• PSA-Technologie: PSA (Pressure Swing Adsorption) technologie scheidt N2 stikstof van perslucht met adsorbent-materialen. Als de lucht door een vat stroomt dat gevuld is met moleculaire zeef (CMS), wordt de zuurstof in de lucht geadsorbeerd door het CMS, waardoor alleen N2 stikstof - met een zuiverheid tot 99,9995% - de uitlaat bereikt. PSA-generatoren zijn ideaal voor toepassingen met een hoge zuiverheid.
• Membraantechnologie: Membraantechnologie is een zeer eenvoudige, betrouwbare en continue N2 stikstof-productiemethode. Perslucht wordt door holle polymeervezels geperst. De zuurstof in de lucht ontsnapt door de vezelwanden en dringt door in de atmosfeer, terwijl N2 stikstof van hoge kwaliteit met een zuiverheid tussen 95% en 99,5% achterblijft aan de uitlaat van de generator. 

Andere analyse gassen

Naast N2 stikstof worden ook andere gassen vaak gebruikt in laboratoriumtoepassingen. Waterstof, Zero-Air en CO2-vrije lucht zijn voorbeelden van gassen die belangrijk zijn voor diverse analytische technieken. 

Waterstof wordt vaak toegepast in gaschromatografie (GC) als brandstof gas voor brandstofcellen of als drager gas. Het wordt gebruikt in analyses die hoge zuiverheid vereisen. Waterstofgeneratoren maken het mogelijk om waterstofgas ter plaatse te produceren. Lees meer over waterstofgeneratoren.