近年、食品包装、電子製造、金属加工など多くの産業分野で窒素発生装置の導入が進んでいます。従来はボンベ窒素や液体窒素を使用する企業が多くありましたが、コスト削減や安定供給の観点から、オンサイトで窒素を生成できる装置への関心が高まっています。
しかし、窒素発生装置にはさまざまな仕様があり、「どの装置を選べばよいのか分からない」と悩む企業も少なくありません。本記事では、**窒素発生装置を選ぶ際に重要な「純度」「流量」「コスト」**の3つのポイントを中心に解説します。
窒素発生装置とは
窒素発生装置とは、空気中に含まれる窒素を分離し、必要な純度の窒素ガスを生成する設備です。空気の約78％は窒素で構成されており、この窒素を効率的に分離することで、工場内で安定した窒素供給を実現できます。
一般的な窒素発生装置には、主に以下の2つの方式があります。
- PSA方式（Pressure Swing Adsorption）
- 膜分離方式（Membrane方式）
多くの工業用途では、高純度の窒素を生成できるPSA方式が採用されています。
窒素発生装置を選ぶ際の3つのポイント
窒素発生装置を選定する際には、次の3つの要素を確認することが重要です。
1. 必要な窒素純度
窒素純度は、用途によって必要なレベルが異なります。一般的な目安は以下の通りです。
| 用途 | 推奨窒素純度 |
|---|---|
| 食品包装 | 95%～99% |
| レーザー切断 | 99.9% |
| SMT電子製造 | 99.9%～99.99% |
| 医療・研究用途 | 99.999% |
例えば、SMTリフローはんだ工程では酸化を防ぐため、比較的高純度の窒素が求められることが多いです。用途に応じた純度を選定することが重要です。
2. 必要な窒素流量
窒素発生装置を選ぶ際には、必要な**窒素流量（Nm³/h）**も重要なポイントです。
流量は主に以下の要素によって決まります。
- 使用する設備（リフロー炉、レーザー加工機など）
- 同時に使用するライン数
- 生産能力
例えば、SMT工場の場合、リフロー炉の仕様によって必要な窒素流量が異なります。そのため、装置を選ぶ際には設備メーカーの仕様書を確認することが重要です。
3. 導入コストとランニングコスト
窒素発生装置を導入する際には、初期投資だけでなく長期的な運用コストも考慮する必要があります。
主なコスト要素は以下の通りです。
- 装置導入費用
- コンプレッサー電力コスト
- メンテナンス費用
- フィルター交換費用
従来のボンベ窒素や液体窒素と比較すると、窒素発生装置は長期的に見るとコスト削減につながるケースが多いです。
窒素発生装置導入のメリット
窒素発生装置を導入することで、以下のようなメリットがあります。
1. 安定した窒素供給
外部ガス供給に依存せず、工場内で窒素を生成できます。
2. コスト削減
ボンベ交換や液体窒素配送コストを削減できます。
3. 安全性向上
高圧ガスボンベの取り扱いを減らすことができます。
まとめ
窒素発生装置を選ぶ際には、以下の3つのポイントを確認することが重要です。
- 必要な窒素純度
- 必要な窒素流量
- 導入および運用コスト
これらを総合的に検討することで、自社の生産環境に最適な窒素発生装置を選定することができます。特に電子製造や食品包装など、窒素を多く使用する業界では、オンサイト窒素発生装置の導入によってコスト削減と生産効率の向上が期待できます。
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