Azot Gazı ve Saflık Oranlarının Endüstriyel Uygulamalarda Önemi

Çe­şit­li en­düs­tri­yel uy­gu­la­ma­lar­da bir­çok far­klı alan ve ama­ca bağ­lı ola­rak, ba­sınç­lı hava sis­tem­le­ri kul­la­nıl­mak­ta­dır. Bu sis­tem­ler ba­sınç­lı hava ku­ru­tu­cu­la­rı ve ba­sınç­lı hava fil­tre­le­ri ya­nın­da ih­ti­ya­ca göre gaz je­ne­ra­tör­le­ri­ni de içe­re­bil­mek­te­dir. Ör­ne­ğin, me­di­kal alan­da­ki üre­tim ve uy­gu­la­ma­lar için sı­ra­sıy­la su se­pa­ra­tö­rü, ba­sınç­lı hava hat fil­tre­le­ri, ku­ru­tu­cu­lar ve ok­si­jen je­ne­ra­tör­le­ri kul­la­nıl­mak­ta­dır. En­düs­tri­yel ola­rak en yay­gın kul­la­nı­lan gaz çe­şit­le­rin­den biri de azot­tur. Azot gazı; renk­siz, ko­ku­suz ve özel­lik­le inert (re­ak­si­yo­na gir­me­yen) ol­ma­sı se­be­biy­le ge­niş bir arz-ta­lep ora­nı­na ve uy­gu­la­ma ala­nı­na sa­hip­tir. Azot ga­zı­nın saf­lı­ğı, uy­gu­la­ma­da­ki ni­hai ürün ka­li­te­si­ni önem­li öl­çü­de et­ki­le­mek­te­dir ve azot ga­zı­nın saf­lı­ğı­nın en­düs­tri­de­ki öne­mi, bu ma­ka­le­nin ana ko­nu­su­nu oluş­tur­mak­ta­dır.

Azot Gazı Saf­lık Oran­la­rı Ne­dir ve Na­sıl Öl­çü­lür?

At­mos­fer ha­va­sı, %78 Azot (N₂) ve %21 Ok­si­jen (O₂) ve %1 di­ğer gaz­lar ol­mak üze­re çe­şit­li bi­le­şen­ler­den olu­şur. Azot ve ok­si­jen, yük­sek yo­ğun­luk­ta bu­lun­du­ğun­dan, azot (N₂) gaz akı­şın­da­ki azo­tun saf­lı­ğı ge­nel­lik­le azo­tun ok­si­je­ne göre yüz­de­si ola­rak ppm (parts per mil­li­on) cin­sin­den ifa­de edi­lir. Ör­ne­ğin, %95 saf­lık­ta de­re­ce­len­di­ril­miş bir azot ga­zın­da “%5 ora­nın­da ok­si­jen (O₂) bu­lu­nur” şek­lin­de ifa­de edi­lir. Bu, %95 saf­lık­ta bir azot ör­ne­ğin­de 1 mil­yon mo­le­kül­de 50.000 mo­le­kül O₂ ola­bi­le­ce­ği an­la­mı­na ge­lir. %95 azot saf­lık se­vi­ye­si­ni ifa­de et­me­nin baş­ka bir yolu da azot gaz akı­şı­nın yak­la­şık 50.000 ppm O₂ içe­ri­ği­ne sa­hip ol­du­ğu­nu ve geri ka­lan tüm ora­nın N₂ bi­le­şen­le­ri ol­du­ğu­nu be­lirt­mek­tir.

Azot saf­lık se­vi­ye­le­ri %99.9 ve üze­ri­ne çık­tık­ça, azo­tun saf­lı­ğı­nın ge­nel­lik­le gaz akı­şın­da­ki ka­lan O₂ mik­ta­rı üze­rin­den be­lir­til­di­ği daha yay­gın­dır. Ör­ne­ğin, %99.9 saf­lık­ta bir gaz akı­şı­nın O₂ içe­ri­ği 1.000 ppm ola­rak be­lir­ti­le­cek­tir. Ben­zer şe­kil­de, %99.999 saf­lık­ta bir gaz akı­şı­nın O₂ içe­ri­ği 10 ppm ola­rak be­lir­ti­le­cek­tir. Azo­tun saf­lı­ğı art­tık­ça, saf­lı­ğı­nı ka­lan O₂ içe­ri­ği üze­rin­den be­lirt­mek daha net bir öl­çüm­dür. Ay­rı­ca, en­düs­tri­yel gaz kul­la­nı­mın­da N₂ kon­san­tras­yo­nu­nu saf­lık yüz­de­si­nin on­da­lık nok­ta­sı­nın her iki ta­ra­fın­da­ki top­lam “9’lar” şek­lin­de be­lirt­me kon­van­si­yo­nu mev­cut­tur. Ör­ne­ğin, %99.9 N₂ saf­lı­ğı, 3-9’luk bir saf­lık ola­rak veya 10 ppm O₂ içe­ren %99.999 N₂ saf­lı­ğın­da­ki gaz akı­şı, 5-9’luk bir gaz saf­lı­ğı ola­rak ad­lan­dı­rı­la­cak­tır.

Azot Gazı Na­sıl Üre­ti­lir?

Azot, at­mos­fer­de ol­duk­ça bol (%78) ol­du­ğu için, azot gazı kul­la­nı­cı­la­rı­nın kri­yo­je­nik N₂ tes­li­ma­tı­na gü­ven­mek ye­ri­ne, ken­di te­sis­le­rin­de daha gü­ven­li bir şe­kil­de ye­rin­de, is­te­ğe göre ve an­lık azot üre­ti­mi­ne ya­tı­rım yap­ma­sı ma­li­yet ve uy­gu­la­ma ola­rak çok avan­taj­lı­dır. Azo­tun at­mos­fer­den ay­rış­tı­rıl­ma­sı ve zen­gin­leş­ti­ril­me­si için ge­nel­lik­le ba­sınç sa­lı­nım­lı ad­sorp­si­yon (PSA) veya mem­bran üre­tim yön­tem­le­ri kul­la­nıl­mak­ta­dır.

PSA azot üre­ti­mi, ge­nel­lik­le kar­bon mo­le­kü­ler elek (CMS) ad­sor­bant mal­ze­me dolu tank ve bu tank ya­ta­ğın­dan ge­çi­ri­len ba­sınç­lı ha­va­yı içe­rir. O₂ mo­le­kül­le­ri, ad­sor­bant mal­ze­me­nin ağır­lık­lı ola­rak gö­ze­nek­le­ri ol­mak üze­re yü­ze­yi­ne bağ­la­nır ve de­sorp­si­yon iş­le­mi­ne ka­dar tu­tu­lur. Bu açı­dan ad­sor­bant mal­ze­me­nin gö­ze­nek ve mal­ze­me çap­la­rı önem­li­dir. Bu iş­lem, %95 ila %99.999 ara­sın­da de­ği­şen N₂ saf­lık­la­rı­na sa­hip azot zen­gin­leş­miş bir gaz akı­şıy­la so­nuç­la­nır. Ad­sor­bant mal­ze­me O₂ ile doy­du­ğun­da, ba­sınç dü­şür­me ile de­sorp­si­yon ger­çek­le­şir ve O₂ mo­le­kül­le­ri at­mos­fe­re sa­lı­nır. Sü­rek­li bir azot gazı akı­şı­nı sağ­la­mak için, PSA sis­tem­le­ri ço­ğun­luk­la çift ad­sorp­si­yon ku­le­le­ri kul­la­nır. Bir kule N₂ gazı üre­tir­ken, di­ğer kule O₂ de­sor­be ede­rek sı­ra­da­ki iş­le­me ha­zır­la­nır.

Mem­bran tek­no­lo­ji­si, sı­kış­tı­rıl­mış ha­va­nın mik­ros­ko­bik gö­ze­nek­le­re sa­hip de­lik­ler­le de­lin­miş bir mem­bran­dan ge­çi­ril­me­si iş­le­mi­dir. Bu gö­ze­nek­ler, daha kü­çük O₂ mo­le­kül­le­ri­nin ve su bu­ha­rı­nın hol­low fi­ber yapı için­den geç­me­si­ne ve at­mos­fe­re bo­şal­tıl­ma­sı­na izin ve­rir, daha bü­yük N₂ mo­le­kül­le­ri ise mem­bran bo­yun­ca ha­re­ket eder ve %95 ila %99.9 ara­sın­da de­ği­şen saf­lık­lar­da sü­rek­li bir N₂ akı­şı sağ­la­nır. Mem­bran tek­no­lo­ji­si ile, %99.9’a ka­dar olan saf­lık­lar­da üre­tim sağ­la­na­bil­mek­te­dir.

En­düs­tri­yel Uy­gu­la­ma­lar­da Azot Gazı Han­gi Alan­lar­da Kul­la­nı­lır?

Azot ga­zı­nın için­de­ki ok­si­jen mik­ta­rı­nın öne­mi, bir­çok en­düs­tri­yel üre­tim sü­reç­le­ri­nin, ni­hai ürün so­nu­cu­nun ve ba­sınç­lı hava ve fil­tras­yon ekip­man­la­rı­nın çok dü­şük ok­si­jen kon­san­tras­yon var­lı­ğın­dan dahi olum­suz et­ki­len­di­ği ger­çe­ğin­den kay­nak­lan­mak­ta­dır. Bu­nun se­be­bi ise, ok­si­je­nin di­ğer ele­ment­ler­den elek­tron çek­me­si ve ok­sit­len­me re­ak­si­yo­nu­na se­bep ol­ma­sı­dır. Ok­si­jen, me­ta­lik yü­zey­ler­de pas­lan­ma ve or­ga­nik mad­de bo­zul­ma­sı (gıda ve içe­cek en­düs­tri­le­ri) gibi do­ğa­da ve en­düs­tri­de mey­da­na ge­len is­ten­me­yen ok­si­das­yon re­ak­si­yon­la­rı­nın bir­ço­ğun­dan so­rum­lu­dur. Bu ne­den­le, en­düs­tri­yel uy­gu­la­ma­lar­da­ki ok­si­das­yon sü­re­ci­ni kon­trol et­mek için ya ok­si­jen içe­ri­ği gi­de­ri­lir ya da ok­si­je­nin za­rar­lı mik­tar­da ok­si­das­yon üret­me­ye yet­me­ye­ce­ği ka­dar ok­si­jen-azot ora­nı­na dü­şü­rü­lür. Bu­nun için azot ga­zı­nın çe­şit­li en­düs­tri­yel uy­gu­la­ma­lar­da­ki öne­mi bir­kaç ör­nek ile açık­la­na­bi­lir:

Gıda ve İçe­cek Üre­tim Pro­ses­le­rin­de Azot Gazı Kul­la­nı­mı: Azot gazı at­mos­fer­de do­ğal ola­rak bu­lu­nan, renk­siz, ko­ku­suz ve tat­sız bir gaz­dır. Gıda ve içe­cek üre­ti­min­de ok­si­je­nin ye­ri­ni ala­rak ürün­le­ri ok­si­das­yon­dan ko­rur ve raf öm­rü­nü uza­tır. Şar­kü­te­ri ürün­le­ri, kuru ye­miş, cips gibi gı­da­la­rın ve mey­ve suyu, de­ğer­li yağ­lar, al­kol­lü içe­cek­ler gibi sı­vı­la­rın üre­tim pro­se­sin­de azot gazı kul­la­nı­mı önem ta­şır. Mikropor MNG PRO se­ri­si azot je­ne­ra­tör­le­rin­den üre­tim hat­la­rı­na gön­de­ri­len Azot Gazı mo­di­fi­ye bir at­mos­fer oluş­tu­ra­rak ürün­le­rin ta­ze­li­ği­ni uzun süre ko­ru­ma­yı sağ­lar. Özel­lik­le süt ve süt ürün­le­ri, kuru ye­miş, kah­ve, şa­rap, bira gibi koku ve aro­ma­sı tü­ke­ti­ci açı­sın­dan önem ta­şı­yan gı­da­lar için Azot Gazı kul­la­nı­mı ol­duk­ça önem­li­dir. Mikropor MNG PRO se­ri­si azot je­ne­ra­tö­rü gıda ve içe­cek üre­ti­mi için gün boyu kul­la­nı­la­bi­len, uy­gun ma­li­yet­li ve gü­ven­li bir gaz kay­na­ğı­dır sağ­lar.

Uzun Va­de­li Gıda De­po­la­ma İçin Azot Gazı Kul­la­nı­mı: Ok­si­jen var­lı­ğın­da mik­ro­bi­yal olu­şum ger­çek­le­şe­ce­ğin­den, açık veya am­ba­la­jı de­for­me ol­muş gı­da­lar bo­zu­lur. De­po­la­nan gı­da­la­rın ok­si­das­yo­nu­nu or­ta­dan kal­dır­mak için so­ğuk depo oda­sı ok­si­jen kon­san­tras­yo­nu­nu dü­şür­mek için azot gazı ile dol­du­ru­lur. %95 ila %99 ara­sın­da­ki azot saf­lık se­vi­ye­le­ri, gı­da­la­rın de­po­da be­lir­li oran­lar­da daha uzun sü­re­li raf öm­rü­ne sa­hip ol­ma­sı­na ola­nak ta­nı­mak­ta­dır.

Elek­tro­nik Le­him­le­me İş­lem­le­rin­de Azot Gazı Kul­la­nı­mı: Elek­tro­nik en­düs­tri­sin­de, bir­çok iş­lem­ci ve dev­re kart­la­rı gibi kri­tik ürün­le­rin üre­ti­mi sağ­lan­mak­ta­dır. Dev­re kart­la­rı üze­rin­de elek­trik­li bi­le­şen­le­ri bir­leş­tir­mek için ne­re­dey­se ku­sur­suz le­him­le­me ge­rek­li­dir. Bi­le­şen­ler, sı­cak sıvı me­tal (le­him) ile ıs­la­tı­lır ve da­ya­nık­lı bir bağ oluş­tur­mak üze­re bir­leş­tir­me iş­le­min­den son­ra ka­tı­la­şır. Bu iş­lem­de ok­si­jen, “dross” ola­rak bi­li­nen le­him ile me­tal ok­sit­ler oluş­tu­rur ve bu du­rum, le­him­le­me iş­le­mi­ne önem­li öl­çü­de etki et­mek­te­dir. Ok­si­jen kon­san­tras­yo­nu 1000 ppm’i geç­me­yen, yani %99.9 saf­lık­ta azot gazı olan bir or­tam­da le­him­le­me iş­le­min­de, dross olu­şu­mu azal­tır, bağ­lan­tı bü­tün­lü­ğü­nü ar­tar ve hur­da veya ye­ni­den iş­le­me ih­ti­ya­cı­nı en aza in­di­ri­le­rek üre­tim ka­li­te­si art­tı­rıl­mak­ta­dır. Le­him­le­me ope­ras­yo­nu­nun bo­yu­tu­na bağ­lı ola­rak, ge­re­ken 3-9’luk saf­lık­ta N₂ hac­mi, PSA tek­no­lo­ji­si ile ye­rin­de ve ko­lay­ca sağ­la­na­bi­lin­mek­te­dir.

Yük­sek Hız­lı La­zer Ke­si­min­de Azot Gazı Kul­la­nı­mı: La­zer ke­sim iş­le­mi sı­ra­sın­da at­mos­fer­de­ki O₂, ke­si­len mal­ze­me­nin ke­nar­la­rın­da ok­si­das­yo­na ve bu da mal­ze­me ke­nar­la­rın­da mat­laş­ma veya pü­rüz­leş­me­le­re se­bep ola­bi­lir. Ke­sim iş­le­mi son­ra­sı ise, ke­sim böl­ge­sin­de­ki yü­zey ku­sur­la­rı bo­ya­nın düz­gün uy­gu­lan­ma­sı­nı en­gel­le­ye­bil­mek­te­dir. Ör­ne­ğin, 12mm veya daha ka­lın pas­lan­maz çe­lik ke­si­min­de par­lak (mat­laş­ma­mış) bir so­nuç elde et­mek için, ke­si­min yük­sek saf­lık­ta azot ile ger­çek­leş­ti­ril­me­si ve saf­lık ara­lı­ğı­nın %99.99 ila %99.999 (4-9’lar ile 5-9’lar) ol­ma­sı daha iyi so­nuç alın­ma­sı­nı sağ­la­mak­ta­dır. Bu da, ok­si­jen içe­ri­ği­nin 100 ppm ila 10 ppm’den bü­yük ol­ma­ma­sı ve ok­si­jen içe­ri­ği­nin sı­nır­lan­dı­rıl­ma­sı an­la­mı­na ge­lir. Ke­sim hızı ise ne ka­dar hız­lı ise, ge­rek­li azot saf­lı­ğı o ka­dar yük­sek ol­ma­lı­dır. Bu uy­gu­la­ma­lar için N₂ kay­na­ğı ge­nel­lik­le eko­no­mik ola­rak hem saf­lık dü­ze­yi­ni, hem de ge­rek­li akı­şı sü­rek­li ola­rak sağ­la­ya­bi­len PSA yön­te­mi ile ger­çek­leş­ti­ri­le­bi­lir.

Azot; aşa­ğı­da­ki du­rum­lar­da el­zem ol­ma­sı ne­de­niy­le en­düs­tri­yel ve bi­lim­sel uy­gu­la­ma­lar için ol­duk­ça ter­cih edi­len bir gaz­dır:

• Mal­ze­me­le­rin ok­si­das­yo­nu­nu ön­le­mek
• Mik­ro­bi­yal veya bak­te­ri­yel bü­yü­me­yi ön­le­mek
• Ya­nı­cı gaz se­vi­ye­si­ni azalt­mak
• Ok­si­jen içe­ri­ği­nin sı­nır­lan­dı­rıl­ma­sı ve re­ak­si­yo­na gir­me­si­ni ön­le­mek

Be­lir­ti­len tüm bu sü­reç­ler­de, ok­si­jen kon­san­tras­yo­nu­nu azalt­mak ve ok­si­das­yo­nun za­rar­lı et­ki­le­ri­ni or­ta­dan kal­dır­mak veya azalt­mak için azot gazı kul­la­nı­lır. İs­te­ni­len azot saf­lı­ğı, uy­gu­la­ma­ya bağ­lı ola­rak de­ğiş­ken­lik gös­te­re­bil­mek­te­dir. En­düs­tri­yel gaz kul­la­nı­lan üre­tim alan­la­rın­da ge­nel uy­gu­la­ma ola­rak, azot saf­lı­ğı yüz­de azot içe­ri­ği ola­rak be­lir­ti­le­bil­di­ği gibi, içe­ri­sin­de­ki ok­si­jen saf­sız­lı­ğı­na göre de ifa­de edi­le­bil­mek­te­dir.

Mikropor PRO Se­ri­si Azot Je­ne­ra­tör­le­ri

Mikropor mar­ka­lı PRO Se­ri­si azot je­ne­ra­tör­le­ri kom­pakt ta­sa­rı­mı ve tam oto­ma­tik ça­lış­ma­sıy­la en­düs­tri­yel te­sis­le­re yük­sek ve­rim­li­lik su­nar. Ma­ni­fold kul­la­nı­mı­nı or­ta­dan kal­dı­ra­rak, sis­te­min daha ve­rim­li ve gü­ven­li bir şe­kil­de ça­lış­ma­sı­nı sağ­lar. Do­kun­ma­tik PLC ek­ra­nı sa­ye­sin­de tüm sis­tem ko­lay­ca kon­trol edi­le­bi­lir, hız­lı ça­lış­tır­ma özel­li­ğiy­le gü­ven­li üre­tim sağ­la­nır. Mikropor’un özel ta­sar­la­dı­ğı yeni sus­tu­ru­cu sa­ye­sin­de ba­sınç­lan­dır­ma ve tah­li­ye iş­lem­le­ri sı­ra­sın­da dü­şük ses se­vi­ye­le­ri ile ça­lış­ma im­ka­nı sağ­la­nır. Da­ya­nık­lı pis­ton va­na­lar, uzun ömür­lü kul­la­nım ve mi­ni­mum ba­kım ge­rek­si­ni­mi sağ­lar.

Mikropor MNG PRO Se­ri­si Azot Je­ne­ra­tör­le­ri müş­te­ri ge­rek­si­nim­le­ri­ne göre %95 ila %99,999 ara­sın­da de­ği­şen azot saf­lı­ğı­na sa­hip, dü­şük ma­li­yet­li, yük­sek per­for­man­slı ve ener­ji ta­sar­ruf­lu bir çö­züm su­nar. Azot gazı üre­ti­min­de op­ti­mi­ze edil­miş hava da­ğı­lı­mı ve dü­şük hava/azot oran­la­rı ile sek­tör­de­ki li­der ürün­ler­den bi­ri­dir.

Te­si­si­niz için en uy­gun saf­lık ora­nı ve ka­pa­si­te­de­ki Mikropor MNG PRO Se­ri­si Azot Je­ne­ra­tö­rü­nü seç­mek ya da daha faz­la bil­gi al­mak için ala­nın­da uz­man sa­tış ekip­le­ri­miz­le ile­ti­şi­me ge­çe­bi­lir, ürün­le­ri­mi­zi bu­ra­dan in­ce­le­ye­bi­lir­si­niz.

Mikropor Ar-Ge Mü­dür­lü­ğü