オンサイト窒素ガス発生装置とは
オンサイト窒素ガス発生装置は、工場内で圧縮空気を原料として窒素ガスを生成する装置です。従来のボンベ供給やローリー供給と比較して、20～70%のコスト削減が可能であり、ガス切れのリスクがなく、必要な時に必要な量だけ供給できます。日本国内には52社以上のメーカーがあり、食品包装、半導体製造、化学プラント、金属熱処理など幅広い産業で導入が進んでいます。
主要な分離方式の比較
PSA方式（Pressure Swing Adsorption）は圧力変化を利用して空気中の窒素を分離する方式で、99～99.999％の高純度窒素が得られます。半導体製造や医薬品製造など高純度が求められる用途に最適です。カーボンモレキュラーシーブ（CMS）を吸着材として使用し、圧力をかけて酸素を吸着させ、窒素を取り出します。
膜分離方式（メンブレン式）は中空糸膜を通して酸素を透過させ、窒素を分離する方式です。PSA方式よりシンプルな構造で、装置コストが割安、メンテナンスが容易という利点があります。純度は95～99％程度で、食品包装や一般的な防錆用途に適しています。省エネルギーで稼働でき、電源不要のモデルもあります。
導入によるメリット
窒素ガスボンベを使用する場合は都度ボンベの購入が必要ですが、窒素ガス発生装置にかかるのはコンプレッサーに使う電力と装置の定期メンテナンス・消耗品交換費用のみです。神鋼エアーテックの調査では、現在ボンベやローリーを使用している場合でも窒素ガス発生装置に切り替えることで、ガス切れやボンベ交換の手間やロスタイムを削減し、20%～最大70%のコストダウンが実現できます。
また、高圧ガスボンベの取り扱いが不要になるため、安全性が向上します。ボンベ交換時のライン停止や残量管理の煩雑さから解放され、生産効率が向上します。オンサイト生成により、必要な時に必要な量だけ供給できるため、在庫リスクがなくなります。
業界別の用途
食品業界では、ナッツ、お茶、コーヒー等のガス充填包装、乾燥物の保存、油脂の酸化防止、ワイン・ビールの貯蔵、青果物のCA貯蔵などに使用されます。食品の鮮度保持や酸化防止のために、包装容器内に窒素ガスを注入することで品質を維持できます。
半導体・電子部品業界では、無酸素雰囲気半田付（N2フロー、リフロー）、半導体・電子部品等の接合、乾燥とシール、酸化防止に活用されます。半導体製造プロセスでは微細な回路を作成する際に微小な不純物や酸化物の存在が影響を与えるため、クリーンルーム内での窒素雰囲気が不可欠です。
化学・金属業界では、金属、セラミック等の熱処理、焼成、化学工業全般におけるタンク・反応槽・防爆シール、樹脂成形・乾燥、パージ用に使用されます。窒素の不燃性と化学的安定性が、安全性向上と品質保持に貢献しています。
主要メーカーの特徴
神鋼エアーテック株式会社は、PSA式、膜式、深冷式の三方式すべてに対応し、業界トップ級の品揃えを誇ります。PSA式550基以上、膜式300基以上の納入実績があり、小型から超大型（99％純度で1,080 Nm³/Hr）まで対応可能です。
株式会社日立産機システムのN2パックは、オイルフリースクロール圧縮機を搭載したオールインワン設計で、起動スイッチを入れるだけで自動運転します。純度99～99.99％の窒素ガスを供給でき、食品工場での導入実績が豊富です。
アネスト岩田株式会社は、26製品のラインナップを持ち、PSA方式と分離膜方式の両方に対応しています。すべて自社内で製造しており、省エネハイパフォーマンス、増設仕様、屋外仕様、超小型など用途に応じた製品展開が特徴です。
コフロック株式会社のGENE-BASEシリーズは、業界初の屋外型ガス発生装置として、45℃の高温環境下でも連続運転可能です。装置内にコンプレッサを内蔵しているため、コンプレッサ室などの建造物が不要となり、設置コストを大幅に削減できます。