ประโยชน์ของแก๊สไนโตรเจนในอากาศ

บรรยากาศ ก๊าซต่างๆ ในบรรยากาศมีความสำคัญต่อชีวิตมนุษย์อย่างไร ในระบบการผลิตของโรงงานอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ บรรยากาศและก๊าซที่อยู่ในบรรยากาศก็มีความสำคัญไม่ยิ่งหย่อนไปกว่ากัน อาทิ ใช้ในการพ่น การเป่า การขับเคลื่อนวัตถุดิบเพื่อการผลิต ฯลฯ แต่ในการผลิตยาและเครื่องสำอางที่ต้องการเรื่องความปลอดภัยที่สูง การใช้ก๊าซที่มีคุณสมบัติที่ไม่ทำปฏิกริยากับสิ่งที่ผลิต และเพื่อความปลอดภัยในการใช้งาน ก๊าซไนโตรเจน จึงเป็นก๊าซที่มีบทบาทสูงมาก

“ด้วยคุณสมบัติของก๊าซไนโตรเจน เปรียบเสมือนก๊าซเฉื่อย ไม่ติดไฟ ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีรสชาติ และมีปริมาณมากที่สุดในบรรยากาศ คือ 78% ขณะที่ก๊าซออกซิเจนในบรรยากาศจะมีปริมาณ 20.9% แต่ออกซิเจนเป็นตัวที่ทำให้เกิดปัญหามากที่สุด
ก๊าซไนโตรเจน ใช้ประโยชน์อะไรบ้าง หากเป็นการใช้งานโดยทั่วไป เช่น การเติมยางรถยนต์ ใช้เป็นตัวทดสอบระบบการรั่วของท่อ หรือเรียกว่า test leak เพราะท่อหรือ คอยล์ ต่างๆ การเชื่อมเป็นข้อเล็กๆ เราสามารถอัดก๊าซไนโตรเจนเข้าไปเพื่อทดสอบว่ามีการรั่วไหลหรือไม่  และก๊าซไนโตรเจนเป็น clean dry gas มีจุด dew point ที่ -40 ํC คือเป็นก๊าซที่แห้งมาก ไม่ก่อให้เกิดการควบแน่น หรือ condense ในท่อ เช่นลมที่ส่งในท่อระยะทางสิบกิโลเมตร ถ้าเป็นลมทั่วไปจะเกิดหยดน้ำในระหว่างทาง แต่หากใช้ก๊าซไนโตรเจนจะไม่เกิดการควบแน่น เรียกว่าเป็นก๊าซที่แห้งมาก เป็น inert gas เพราะฉะนั้นก๊าซอะไรก็ตามที่อยู่ในระบบอุตสาหกรรม หากจะก่อให้เกิดปฏิกริยาทางเคมี เราจะใช้ไนโตรเจนเข้าไปแทนที่ จึงทำให้ก๊าซไนโตรเจนกลายเป็นก๊าซที่มีการใช้กันมาก โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมการผลิตยาและเครื่องสำอาง ซึ่งเป็นสินค้าที่ต้องมีคุณภาพที่มาตรฐานความปลอดภัยรองรับ”
นอกจากนั้น ในโรงงานอุตสาหกรรมยังใช้ก๊าซไนโตรเจนในขั้นตอนของการเก็บรักษา หรือ stock material post  โดยใช้ในขั้นตอนของแพ็คเกจจิ้ง ก่อนที่จะ finishing product โดยจะเก็บไนโตรเจนเอาไว้ในแพคเกจจิ้ง เพื่อยืดอายุของตัวยา ป้องกันการเกิดปฏิกริยาที่จะทำให้คุณสมบัติของยาเปลี่ยนไป

การเลือกใช้ก๊าซไนโตรเจน
แหล่งผลิตก๊าซไนโตรเจนที่มีการใช้กันในอุตสาหกรรมมีหลายรูปแบบ คือ
1.แบบถัง cylinder ที่บรรจุเป็นก๊าซไนโตรเจน
2.แบบ Dewar เป็นโนโตรเจนในรูปของไนโตรเจนเหลว
3.แบบ Bulk จะเก็บในรูปของไนโตรเจนเหลว ถ้าต้องการใช้ก็จะมี evaporation ทำให้ไนโตรเจนที่เป็นของเหลว กลายเป็นก๊าซ
ในแต่ละแบบจะมีข้อดี ข้อเสีย รวมถึงต้นทุนที่ต่างกัน โดยแบบถังก๊าซไนโตรเจน หรือที่เรียกว่า cylinder อาจจะเป็นรูปแบบที่คุ้นตา เนื่องจากมีการใช้กันมาก เพราะราคาถูกในตอนเริ่มต้น แต่ก็มีข้อเสียคือ ต้องมีการตรวจสอบเรื่องความปลอดภัย เนื่องจากการขนย้าย หรือ การเปลี่ยนถังต่างๆ อาจเกิดอุบัติเหตุได้ เนื่องจากความอัดอากาศภายในถังมีความกดสูงถึง 200 บาร์ หากตัวเปิดปิดไม่สมบูรณ์อาจเกิดการระเบิด และอันตรายจากแรงดันของถังได้ ข้อเสีย คือไม่สามารถตรวจสอบคุณสมบัติของก๊าซโนไตรเจนที่ใช้ได้

แบบที่สองคือ Dewar จะเก็บไนโตรเจนในรูปของไนโตรเจนเหลว การใช้งานจะมีชุดวาวล์เป็นตัวคอนโทรล จะมีการสูญเสียก๊าซไนโตรเจน ถ้าเราไม่ได้ใช้นาน
แบบที่สามคือ Bulk เป็นรูปแบบที่ได้รับความนิยมในภาคอุตสาหกรรม โดยจะเก็บในรูปของลิควิดไนโตรเจน ถ้าจะต้องการใช้ก๊าซในไตรเจน จะมี evaporation ทำให้ไนโตรเจนที่เป็นของเหลว กลายเป็นก๊าซ ก่อนนำไปใช้

ปัจจุบัน ด้วยนวัตกรรมที่มีมากขึ้น การปรับเปลี่ยนแหล่งผลิตก๊าซไนโตรเจนให้ตอบโจทย์ในการใช้งานได้มี
ประสิทธิภาพ ใช้งานสะดวกมากขึ้น และให้ความคุ้มค่าในระยะยาว จึงมีการผลิตเครื่องผลิตไนโตรเจน หรือ Nitrogen Generator
“บริษัท ดอมนิค ฮันเตอร์ฯ มีเครื่องที่เรียกว่า on site nitrogen generator ที่มีขนาดกระทัดรัด ไม่กินพื้นที่เหมือนเครื่องผลิตก๊าซไนโตรเจนแบบเดิมๆ สามารถติดตั้งในห้องแลปได้ โดยสามารถต่อกับ utilities ของโรงงาน หรือระบบในห้องแลปได้เลย นอกจากนั้นยังมีระบบที่บอกคุณสมบัติของก๊าซไนโตรเจนแบบ real time อยู่บนตัวเครื่อง ที่สามารถนำไปอ้างอิงเพื่อตรวจสอบคุณภาพการผลิตได้ทันที นอกจากนั้นเครื่องยังทำงานได้ตลอด 24 ชั่วโมง ไม่ต้องคอยเปลี่ยน หรือดูว่าก๊าซหมดหรือไม่ เหมือนกับการใช้ cylinder ที่ต้องมีช่างมาเปลี่ยนถังเมื่อก๊าซหมด” สิ่งสำคัญอีกประการหนึ่งของการเลือกใช้เครื่องผลิต ก๊าซไนโตรเจน จะสามารถช่วยประหยัดรายจ่ายได้ในระยะยาว
“การใช้เครื่องผลิตก๊าซไนโตรเจน ถือเป็นการลงทุนที่ให้ประโยชน์ในเรื่องของ cost saving ในกรณีที่ใช้เครื่องผลิตก๊าซไนโตรเจนในแบบต่าง ๆ เปรียบเทียบระยะเวลาการใช้ เราจะเห็นว่าแบบไซเลนเดอร์ ราคาถูก ราคาต่อหน่วยจะอยู่ที่ 30-40 บาท ต่อ ตารางเมตร (การคืนทุนประมาณ 1 ปี) ขณะที่แบบลิควิดไนโตรเจน ราคาสูงขึ้นหน่อย แต่ระยะเวลาคิดแล้วจะอยู่ที่ 10-15 บาท ส่วนเครื่องผลิตก๊าซ เริ่มต้นอาจจะต้องมีการลงทุน แต่ค่าใช้จ่ายระยะยาว ราคาจะอยู่ที่ 4-6 บาท การคืนทุน 2-3 ปี ข่วยประหยัดในระยะยาว เครื่องอยู่ได้มากกว่า 15 ปี”

ทำไมต้องเชื่อมท่อทองแดง ผ่านก๊าซไนโตรเจน ?

ในระหว่างการเชื่อมจะต้องไหลแก๊สไนโตรเจนที่แห้งและไม่มีน้ำมันเข้ามาภายในท่อเพื่อป้องกันสิ่งสกปรกเข้าไปภายในผิวท่อด้านใน ในระหว่างและหลังการติดตั้ง ท่อทองแดงจะต้องปิดปลายท่อทองแดงเพื่อป้องกันสิ่งสกปรกเข้าไปภายในท่อ

โดยมีขั้นตอนดังนี้ นำเทปปิดปลายระบบท่อแล้วเจาะรูเพื่อให้ N2 ออกได้สักเล็กน้อย จากนั้นปล่อยก๊าซไนโตรเจนแรงดันต่ำเข้าสู่แนวท่อที่เราจะเชื่อม แรงดันประมาณ 0.02-0.05 MPa ก่อนทำการเชื่อม และหยุดชาร์จจนกระทั่งท่อเย็นสนิทแล้

วหลังจากทำการเชื่อม โดยการเชื่อมต้องเลือกช่างที่มีชำนาญการเชื่อม รับผิดชอบเรื่องเชื่อมโดยเฉพาะ

l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l 

แก๊สไนโตรเจนในอากาศมีประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิตอย่างไร

แก๊สไนโตรเจนสามารถนำไปใช้ประโยชน์อย่างไรบ้าง

ก๊าซไนโตรเจน มีความสําคัญอย่างไร

ประโยชน์ของแก๊สออกซิเจนมีอะไรบ้าง