Generatory gazów – wybór czy konieczność?

Jednymi z głównych korzyści stosowania generatora gazu w laboratorium są wygoda oraz oszczędności finansowe. Butle gazowe mogą być uciążliwe, kosztowne w zakupie i uzupełnianiu i wymagają regularnego monitorowania i wymiany. Natomiast generatory gazu wytwarzają go na żądanie, eliminując konieczność częstej wymiany butli i zmniejszając ryzyko wyczerpania się gazu podczas analizy. Pozwala to nie tylko zaoszczędzić czas i pieniądze, ale także poprawić przepływ pracy i produktywność w laboratorium. Ponadto generatory oferują większe bezpieczeństwo. Umożliwiają też precyzyjną kontrolę natężenia przepływu i składu gazu nośnego, umożliwiając optymalizację warunków chromatograficznych dla skuteczniejszej separacji i detekcji związków.

Ważna jest świadomość, że pomimo wielu zalet generatorów w porównaniu do tradycyjnych butli, nadal wymagają one rutynowych przeglądów i konserwacji. Mimo że na przestrzeni lat ich niezawodność znacznie się zwiększyła, nie oznacza, że pracują bezawaryjnie. W momencie zepsucia koniecznością jest zastosowanie np. awaryjnej butli z gazem. Znaczne jest także zużycie energii w tego typu urządzeniach (szczególnie w starszych modelach), jednak nowe instrumenty są wyposażone w rozwiązania technologiczne, które w znaczny sposób eliminują ten problem.

Najczęściej wybierane generatory w chromatografii

Generatory wodoru

Wodór produkowany jest z dejonizowanej wody, zwykle z wykorzystaniem ogniw elektrolitycznych wykonanych z tytanu. Generator wodoru składa się z kilku podstawowych elementów, należą do nich m.in. ogniwa, worki dejonizacyjne oraz wkłady osuszające (zwiększają czystość gazu, eliminując wilgoć). Urządzenie to posiada wbudowane zbiorniki (często jest możliwość ich wyjmowania i czyszczenia) o pojemności do kilku litrów, które napełnia się wodą dejonizowaną (nie używa się do tego celu wody wodociągowej). Generatory wodoru wyposażone są także w systemy informujące o ewentualnych wyciekach gazu i nieszczelnościach.

Generatory powietrza

Generatory powietrza dostarczają ultra czystego, wolnego od węglowodorów powietrza. Doprowadzane do systemu powietrze przechodzi przez szereg filtrów, które mają za zadanie usunąć wszystkie niepożądane składniki, mogące uszkodzić układ. Podczas filtracji eliminowane są wilgoć i cząstki stałe, a finalny produkt jest dodatkowo oczyszczany, aby niepożądane składniki nie przedostały się do wnętrza urządzenia. Przed ostatnim cyklem filtracji na katalizatorach platynowych następuje usunięcie węglowodorów.

Generatory azotu

Dostarczany azot pochodzi ze sprężonego powietrza. Zwykle stosowana jest technologia absorpcyjna, która usuwa tlen, dwutlenek węgla i wilgoć z powietrza atmosferycznego. W części urządzeń stosuje się membrany, przez które przepuszczane jest powietrze. Na membranach tych selektywnie zatrzymywane są składniki przechodzącego gazu. Azot, ze względu na najmniejszy stopień dyfuzji, jest wolniejszy od pozostałych gazów i jako jedyny pozostaje we wnętrzu membrany. Opcjonalnie niektóre urządzenia usuwają także węglowodory. Jednym z kluczowych elementów generatorów azotu jest sprężarka. Obecnie najczęściej wybierane są bezolejowe.

Generatory gazów – nowe rozwiązania

Nowoczesne generatory gazów zwykle wyposażone są w specjalistyczne sterowniki z ekranem dotykowym. Istnieją także możliwości wykorzystania interfejsów CAN-BUS, które pozwalają na stałe monitorowanie parametrów urządzeń oraz sterowanie nimi. Dostępne są również oprogramowania umożliwiające zdalne monitorowanie z wykorzystaniem Internetu. Elastyczne systemy pozwalają na łączenie modułów w jeden stos, w celu dostarczenia różnych typów gazów, przepływów i czystości w zależności od potrzeb oraz efektywnego wykorzystanie przestrzeni w laboratorium. Istnieje także możliwość łączenia kilku generatorów (do 10 urządzeń) w systemie kaskadowym. Na rynek komercyjny wprowadzane są też urządzenia, które wykorzystują nowoczesne technologie wytwarzania gazów. Przykładami są elektroliza z wykorzystaniem polimerowej membrany elektrolitycznej (PEM) do produkcji czystego wodoru czy zastosowanie węglowych sit molekularnych do produkcji azotu.