질소농축기의 정의

질소농축기(Nitrogen Evaporator) 는 시료에 질소가스를 분사하여 용매를 기화시키고, 저온에서 효율적으로 샘플을 농축하는 장비입니다. 회전농축기(Rotary Evaporator) 보다 간편하고, 다검체 동시 농축이 가능.

작동 원리

질소 분사

고순도 질소(N₂)를 시료 위 표면에 분사하여 표면적을 넓히고 증발 촉진

온도 제어

Heating block 또는 Water bath로 샘플을 가열(30~80°C)하여 기화 속도 증가

기화 증진

질소의 불활성성(Inertness) 을 활용하여 산화 없이 안전한 농축 가능

잔류 제거

농축 종료 후 최종 농축 잔류물(Solute) 을 회수하거나 재용해

구성 요소

블록히터 또는 워터배스

Heating plate, 30~90°C 설정 가능

질소분사 노즐

다중 분사관 (8~96개), 높이 조절 가능

매니폴드(Manifold)

질소를 각 분사 노즐에 분배

시료 튜브홀더

Vial, 시험관, Falcon Tube(15ml/50ml) 호환

온도 컨트롤러

PID 제어로 온도 정밀 유지

유량 조절 밸브

각 노즐 질소 유량 개별 조절 가능

배출 덮개/커버

비말 확산 방지, 안전 차폐 기능

주요 사용 분야

환경 분석

토양/수질 샘플 농축 후 유기용매 제거 (GC 분석 전)

식품 분석

농약잔류물, 첨가물, 색소 등 정량 농축

의약품 개발

생체시료 전처리, 추출물 농축

법화학/독성학

혈액, 소변 등에서의 추적 분석

합성화학

반응 혼합물의 중간체 농축 및 회수

주요 특징 및 기능

다중 시료 처리

8~96개 시료를 동시에 농축 가능 (High-throughput)

정밀 온도 제어

±0.1°C 정확도, 자동 PID 제어 시스템

질소 유량 조절

각 노즐별 유량 또는 전체 유량 조절

시간/알람 기능

타이머, 종료 알림, 자동 차단 기능

소음/진동 최소화

무진동 구조 + 저소음 설계 (<45dB)

부식 방지

Acid-resistant 코팅, PTFE 또는 스테인리스 재질

안전 설계

과열방지, 자동차단, 질소압 과압감지기 포함

설치 및 운전 조건

공급 질소

고순도 질소 ≥ 99.99%, 2~6 bar

전기 사양

AC 220V / 60Hz / 10A

환기

별도 배기라인 또는 캐비닛 내 설치 (용매 증기 처리 필요)

실내 환경

15~35°C, 습도 80% 이하, 진동·바람 없는 구역

장비 치수

소형: 300×350×500mm / 대형: 600×500×700mm 이상

안전 관리 요소

질소 가스 안전

질식 위험 경고 표기, 농도 모니터링 (산소결핍 감지기)

가열부 주의

화상 방지 커버, 비접촉식 커버 설치 권장

용매 증기 배출

휘발성 유기용매 증기 흡입 방지 위해 흄후드 내부 또는 배기 필터 설치

질소공급기 연동

질소 발생기 또는 실린더 → 레귤레이터 → 농축기로 유량 연동 필요

유지관리 및 유지비

노즐 세척

주 1회

용매 잔류물 제거, 막힘 방지

히터 점검

월 1회

온도 센서, 히터코일 이상 여부 점검

질소필터 교체

6~12개월

질소 공급 라인 먼지, 수분 제거 필터 교체

성능검증(CV)

연 1회

장비 Validation 및 잔류 분석 결과 비교

질소농축기 vs 회전농축기 비교

농축 원리

질소농축기 질소 가스 분사 + 온도

회전농축기 (Rotary Evaporator) 감압 + 회전 + 가열

처리 시료 수

질소농축기 다중 (8~96개) 

회전농축기 (Rotary Evaporator) 단일 시료

설치 공간

질소농축기 소형, 고밀도 배치 가능

회전농축기 (Rotary Evaporator) 상대적 대형

자동화 가능성 

질소농축기 자동화 가능성

회전농축기 (Rotary Evaporator) 제한적

질소농축기 vs 회전농축기 비교

휘발성 유기용매 적합성 

질소농축기 매우 우수

회전농축기 (Rotary Evaporator) 보통

시료 회수율

질소농축기 보통 (완전 증발 목적)

회전농축기 (Rotary Evaporator) 높음 (응축 회수 가능)