最適なパフォーマンスに向けた窒素純度の確認方法

このガイドは、純度レベルと運用効率の適切なバランスを見つける上で企業をサポートすることを目的としています。 

食品包装、レーザー切断、電子機器製造などの産業では日常業務で窒素に依存しています。しかしすべての窒素が同じように生成されるわけではありません。窒素の純度を確認する方法を知ることで業界標準の遵守、品質の最適化、過剰なコスト回避に役立ちます。

純度と汚染物質の不在を含む適切な窒素品質を確保することで、性能、安全性、製品の完全性を保護します。ここでは窒素純度の確認方法、適用される基準、オンサイトでの生成が一貫した費用対効果の高い結果を保証する方法について説明します。

純度とはガス中の窒素の濃度を具体的に指し、他の元素や化合物に対する窒素の含有量を意味します。例えば窒素純度が 99.999% の場合、他のガスは 0.001% しか存在しません。窒素生成のコストは純度要件が高いほど高くなります。純度が高いほどより多くの圧縮空気、より多くのエネルギーが必要であり、更に多くの場合、より大きなコンプレッサーとガス発生装置が必要です。高純度にはコストが伴います。 

適切な窒素純度を設定する事で小型コンプレッサーと発生装置の使用する事が可能となり初期投資・メンテナンス・エネルギーコストを削減できます。さらに良いニュースとして、このメリットがほとんどのガス用途に適用され、多くの企業がガス生成コストを大幅に節約できる点です。純度とコストを自社でコントロールできる自由度は、製造プロセス上で純度が固定されている購入ガスとは対照的です。

品質とは純度だけでなく水分、オイル、粒子などの汚染物質の存在も含む広範な用語です。高純度の窒素供給には、望ましくない汚染物質が含まれている場合に品質上の問題が発生する可能性があります。これらの不純物はアトラスコプコの最高クラスのフィルタとドライヤを使用して除去する事ができます。高純度かつ高品質なガスを確保することは、繊細な用途で窒素に依存する産業にとって不可欠です。

純度が高いほどエネルギーとろ過が必要になり、超高純度の窒素が不要な場合はコストが不必要に増加するため、正しい純度レベルを選択することが不可欠です。 

注：医薬品および医療用途では、窒素 NF は純度と取り扱いの両方について、厳格な米国薬局方 (USP) または欧州薬局方の基準を満たす必要があります。 

「窒素 NF 」（N₂ NF）という用語は、超高純度が不可欠な医療および製薬業界で一般的に使用される国家製剤規格を満たす窒素を指します。

• 動作圧力：窒素発生装置が動作する圧力は、生成される窒素の純度に影響を与える可能性があります。圧力が高いほど、他のガスからの窒素の分離効率が向上します。

• 温度：供給空気と動作環境の温度は、窒素分離プロセスの性能に影響を与える可能性があります。目的の純度レベルを維持するには、適切な温度制御が不可欠です。

• 流量：窒素発生装置を通過する供給空気の流量は分離プロセスに影響を与えます。流量を調整することで、必要な窒素純度を達成し、維持するのに役立ちます。

• 供給空気の品質：窒素発生装置で使用される圧縮空気の品質は非常に重要です。高純度の窒素を確保するには、空気が分離プロセスに入る前に水蒸気、オイル、粒子などの汚染物質を除去する必要があります。

• メンブレンモジュールの構成 ：メンブレンモジュールの配置と数はメンブレン式窒素発生装置の純度に影響を与える可能性があります。これらのモジュールを適切に構成して、メンテナンスを行うことが最適な性能を発揮するためには必要です。

• 吸着材：圧力変動吸着 (PSA) システムでは、吸着材(カーボンモレキュラーシーブ)の種類と状態が、生成される窒素の純度を決定する上で重要な役割を果たします。

• バルブの位置と機能 ：窒素生成システム内のバルブの適切な位置と機能は、流量と圧力を制御するために不可欠であり純度に影響を与えます。

• 周囲条件：周囲温度や湿度などの外部要因は、窒素生成プロセスとその純度に影響を与える可能性があります。

• メンテナンスと校正 ：窒素発生装置とそのコンポーネントの定期的なメンテナンスと校正は、一貫した純度レベルを確保するために必要です。

従来のバルク窒素供給には、貯蔵、輸送、ベンダーへの依存が伴い、コストが増加し純度にばらつきが生じる可能性があります。オンサイトでの窒素生成は、より高い制御性と一貫性を提供します。