How to Combat the Helium Shortage: Making the Switch from Helium to Hydrogen or Nitrogen Carrier Gas

Prezentace | 2019 | Agilent TechnologiesInstrumentace
GC
Zaměření
Výrobce
Agilent Technologies

Význam tématu


Globální nedostatek hélia narušuje provoz moderních analytických laboratoří, zejména v oblasti plynové chromatografie a magnetické rezonance. Zvyšující se cena a omezená dostupnost tohoto vzácného inertního plynu nutí uživatele hledat spolehlivé alternativy, aby byla zachována kontinuita analýz i přijatelná ekonomika provozu.

Cíle a přehled studie


Publikace popisuje komplexní přístup k úspoře a nahrazení hélia v GC a GC/MS metodách. Klíčové body zahrnují využití režimu Gas Saver, rozhodovací strom pro výběr nosného plynu a návody na migraci existujících metod na vodík či dusík při minimální revalidaci.

Použitá instrumentace


  • Agilent 7890B, 8860 a 8890 GC systémy vybavené 5. generací EPC modulů
  • Helium Conservation Module integrovaný do Sleep/Wake funkce GC
  • Kolony: PDMS 30 m × 0,53 mm × 2,65 µm, HP-INNOWax, Ultimetal DB-5HT, mikropackované TCEP
  • Detektory: FID, TCD, MSD (Agilent 5975, 7000)
  • Software: OpenLab CDS s nástrojem pro přepočet metod

Použitá metodika


Popisováno je automatické přepínání na dusík v nečinnosti, režim Gas Saver v inletu, konfigurace vestavěného modu a optimalizace parametrů (flow vs. holdup time). Dále jsou uvedeny postupy pro přepínání mezi plyny, bezpečnostní opatření při zavádění vodíku v GC/MS a doporučení pro volbu zdroje plynu a rozvody.

Hlavní výsledky a diskuse


  • Helium Conservation Module umožňuje úsporu až 75 % spotřeby hélia bez změny chromatografie.
  • Při zachování stejné holdup time po přechodu na H2 či N2 byly retence stabilní v rámci 1 % odchylky.
  • N2 poskytuje dostatečné rozlišení u většiny rutinních metod (ASTM D4815, D6584) a prodlužuje životnost lahví 4násobně.
  • H2 umožňuje vyšší rychlosti analýzy, avšak vyžaduje přísné bezpečnostní a aplikační ověření v GC/MS systémech.
  • Dvourozměrná chromatografie (2-D GC) efektivně kompenzuje nižší průtoky N2.

Přínosy a praktické využití metody


Implementací inteligentní správy plynů a přechodem na dostupnější alternativy lze výrazně snížit náklady na provoz chromatografických systémů, omezit závislost na drahém héliu a minimalizovat rozsah revalidace metod v oblasti petrochemie, biopaliv, farmacie či potravinářské analýzy.

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekává se širší nasazení generátorů vodíku s vestavěnými filtry, další zdokonalení softwarových nástrojů pro automatickou konverzi metod, rozvoj dvourozměrné GC pro nízké průtoky dusíku a integrace úsporných modulů přímo v nových chromatografech.

Závěr


Přechod od hélia k dusíku či vodíku je technicky i ekonomicky proveditelný s minimálními úpravami metod. Klíčové je využití úsporných funkcí GC, volba vhodné instrumentace a přísné dodržování bezpečnostních postupů zejména při manipulaci s vodíkem.

Reference


  1. Agilent Technologies. Hydrogen Safety Guide. 2012.
  2. Sinnott M. How to Combat the Helium Shortage. Agilent Application Note, December 2019.
  3. Chemical & Engineering News. July 16, 2012, s. 32–34.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

How to Combat the Helium Shortage: Making the Switch from Helium to Hydrogen or Nitrogen
Ballooning helium costs keeping you up at night? Try Hydrogen and Nitrogen as Alternative Carrier Gases
Helium Conservation and Converting GC Methods to Nitrogen and Hydrogen Carrier Gas
Introducing the Programmable Helium Conservation Module