讓實驗室回歸科研本質：GoUseAir Service 如何解決生醫與半導體研發的「壓縮空氣焦慮」

在現今生醫製藥、生命科學、半導體與高科技材料的科研現場，精準與穩定是所有發現的基礎。然而，許多研究人員與實驗室管理者往往被一個隱形的基礎設施所困擾——壓縮空氣系統（CDA）與氮氣（N2）供應。

無論是操作價值數百萬元的 Waters LC-MS/MS、Agilent GC-MS，還是執行 Thermo Fisher 的精密掃描電鏡（SEM），或是使用 Formlabs 與 Phrozen 進行醫療器材的 3D 列印生產，高品質且穩定的氣源就像是實驗室的「血液」。

未來服務工業（股）公司 深刻理解這些科研機構的痛點，推出了以 AaaS（Air as a Service 壓縮空氣即服務） 為核心的 GoUseAir Service，整合日本岩田（Anest Iwata）與福原（Fukuhara）的頂尖硬體，為臺灣的研發環境帶來一場靜默卻深刻的效率革命。

實驗室的隱形挑戰：為何傳統方案不再適用？

在與各大專院校及研發型企業的交流中，我們發現科研儀器對氣源的要求已達到近乎苛刻的程度。以下是目前實驗室面臨的三大挑戰：

1. 儀器污染的「零容忍」

許多國際品牌的精密分析儀器要求極高的精度而對油份極度敏感。傳統往復式或劣質空壓機即便加裝多重濾芯，仍難以保證 100% 的無油狀態。一旦微量油氣進入質譜儀或 TGA 系統，不僅會導致基線不穩、數據偏差，更可能造成偵測器損壞，產生巨額維修費用。

2. 維運與管理的高昂隱形成本

對於沒有自有工廠的生醫新藥或半導體研發公司，空壓機的保養、濾芯更換、排水管理往往是科研人員的額外負擔。此外，傳統購機模式（CAPEX）會佔用大量初期預算，有時候即使設備沒有太高使用頻率，仍舊必須進行每年的定期昂貴維護保養與耗材更換申請作業與支出。更重要的是科學儀器隨時可能隨研發或實驗專案而增加或變動，固定功率的空壓機系統與氮氣產生系統難以應對未來的擴充彈性。

3. 氮氣供應的穩定性與純度要求

3D 列印（如 SLA/SLS）或醫療器材製造中，氮氣不僅用於惰性保護，更關乎產品的表面品質與安全性。許多實驗室仍在使用傳統鋼瓶或液氮罐，這不僅涉及頻繁更換的人力成本，還有潛在的職業安全與純度波動風險。

未來服務工業的解決方案：GoUseAir Service (AaaS)

我們提出的 GoUseAir Service，不只是賣機器，而是 AaaS ( Air as a Service; 空氣即服務 ) 提供一種「安心與彈性」。這項服務主要搭載三項國際級硬體解決方案：

  • 日本岩田（Anest Iwata）無油渦卷式空壓機： 這是全球首創且領先的技術。其具備 ISO 8573-1 CLASS 0 無油認證，低震動、超低噪音（50dB 以下），非常適合放置在對環境要求嚴苛的實驗室內部。
  • 日本岩田氮氣產生器： 隨開隨用，擺脫鋼瓶束縛，提供持續且高純度的氮氣，NM系列膜分離式氮氣產生器純度99%與99.9%即能夠滿足大多數品牌的LC-MS與GC科學儀器需求。
  • 日本福原（Fukuhara）GM 系列除菌過濾器： 針對生醫與食品安全應用，提供極致的空氣品質保障，從源頭阻絕油、水、塵與細菌。

四大優勢：為何越來越多實驗室選擇 AaaS 模式？

透過 AaaS (Air as a Service; 空氣即服務)，未來服務工業將「資產購置」轉變為「按需使用」，為客戶帶來實質的感受優勢：

1. 提升營運彈性 (Operation Flexibility)

科研專案往往具有階段性。GoUseAir Service 提供租賃、租購（Utility Buy Out）等多元方案。當實驗室規模擴張或縮減時，您可以隨時調整服務內容，而無需背負報廢舊設備的資產損失。

2. 絕對安心 (Peace of Mind)

我們提供從諮詢、規劃、安裝到教育訓練的全方位服務。GoUseAir Service 包含了定期的免費巡檢與耗材更換。當機器發生異常，我們的技術團隊會即時響應，確保您的科研工作不中斷。

3. 專注於核心競爭力 (Focus on Core Competency)

正如 Formlabs或 Phrozen 的用戶專注於設計與列印，我們希望生醫與材料科學家能專注於數據分析與藥物研發。壓縮空氣系統的管理交給未來服務工業，讓「專業的分工」極大化科研產出。

4. 符合法規與 ESG 趨勢 (Regulation & ESG)

日本岩田的多模組控制技術，能根據實際用氣量啟動壓縮模組，比傳統機型節能 20% 以上。這不僅符合 TFDA 與 GMP 的法規要求，更協助研發機構達成綠色實驗室（Green Lab）的節能目標。

結語：為未來研發注入純淨動能

科研的價值在於探索未知。未來服務工業致力於成為臺灣科研機構最堅實的後盾。透過 GoUseAir Service，我們不只提供壓縮空氣與氮氣，我們提供的是一種「科研不設限」的可能性。

如果您正準備建立新的實驗室，或是正為舊有系統的污染與維護困擾，請訪問我們的官網 www.Lab-CDA.com，讓我們為您的研發夢想量身定製最純淨、最穩定的氣源解決方案。

未來服務工業 —— 服務工業未來，讓空氣成為您最強大的隱形推手。

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安心 = 耐久可靠產品 + 專業快優服務

精準分析的第三種試劑：氮氣與CDA

在生醫製藥、生命科學、毒性或食品安全科學、化工/半導體材料或光電材料的檢測與合成裡，「精準」真正的關鍵往往不是再買一台更高階的質譜或層析，而是把看不見的背景變因鎖死：氣體品質與穩定度。台灣多所核心設施/中心常見 LC-MS/MS、Orbitrap、GC-MS 等平台（例如：大專院校或科研機構的貴重儀器中心的質譜相關設施、核心設施、儀器平台、核心儀器…等），其實都高度依賴一定純度穩定供氣品質的氮氣與潔淨乾燥壓縮空氣（CDA）。

為什麼高純度氮氣是「分析的第三種試劑」？

以 LC-MS 為例，氮氣直接參與 ESI/APCI 的霧化、乾燥與離子傳輸（sheath/aux/sweep… 等），流量與純度/穩定性會影響訊噪比、重現性與LOD/LOQ。

若氮氣含水/含氧或碳氫污染、壓力波動：你會看到基線漂移、背景離子暴增、加合/氧化副產物、定量飄移，接著是重新建方法、重跑批次、QC fail；更糟時污染沉積在離子源/離子光學，帶來清洗停機與耗材暴增。

為什麼 CDA 是「自動化與穩定度的底層動力源」？

許多儀器與周邊用 CDA 驅動自動進樣器、氣動閥、霧化/噴霧與模組化自動化；壓力波動與污染會反映成動作失準與訊號不穩。

而 GC 相關周邊（例如閥件致動氣）明確要求：致動空氣必須無油、無水、無微粒；否則卡閥、漏氣、保留時間飄、維護頻率上升。

沒達標的隱形成本（通常比你想的大）

  1. 時間：一個批次重跑＋方法再驗證，往往吃掉數天到數週。
  2. 金錢：標準品、柱子、離子源清潔、真空/閥件故障、外包維修與停機損失。
  3. 風險：GMP/GLP 場景下，數據可追溯性與偏差調查成本飆升，專案時程被迫延後。

突破性做法：把「供氣」當成儀器的一部分來設計

用低噪音、100%無油的渦卷式空壓機做 CDA 核心，再以乾燥＋精密過濾把露點、微粒、油份與壓力波動控制在可預期範圍，並作為氮氣產生機的前端氣源，等於把「鋼瓶不確定性」換成「連續且可監控的供氣」。岩田無油渦卷在實驗室/醫療與氮氣系統等場景被廣泛定位為高潔淨用氣核心（含低噪、低振特性）。

若你的 LC-MS/GC-MS/自動化平台正被「偶發性飄移、怪峰、重跑、閥件/霧化堵塞」困擾，先別急著怪方法或樣品——請先做一次氮氣純度/壓力穩定與CDA 含水含油含粒的體檢，再談升級儀器。日本岩田的氮氣產生機產品線以日本穩定可靠品質可以作為科研實驗室系統化規劃的重要部分。

未來服務工業GoUseAir Service使用權服務方案

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安心 = 穩定耐久產品 + 專業快優服務

科研實驗室導入 On-Site CDA 與N₂的評估決策

在化學化工、生醫製藥、生命科學、光電材料與半導體材料領域，儀器不只吃「氣」，更吃「一致性」：基線雜訊、訊噪比、方法重現性、與 24/7 的不中斷供應。以常見的儀器情境來看：LC-MS 的碰撞池需要高純氮氣以進行碎裂辨識；GC 需要極高純度的空氣以確保低基線雜訊與最佳訊噪比；TGA 常以氮氣沖洗避免氧化造成結果失真；Tri-Gas CO₂ 培養箱以氮氣調控氧濃度以符合培養條件。

鋼瓶 vs. On-Site：差異不在「能不能用」，而在「能承受哪一種風險」

鋼瓶（Cylinder）的優點是導入快、初期成本低、適合短期/低用量/臨時專案；但缺點也很集中：高壓鋼瓶帶來爆裂/洩漏風險、庫存與叫料管理、換瓶造成供氣中斷與批次差異（同一方法跑出「今天跟昨天不一樣」）。因此許多氣體產生機型錄會把「不再需要高壓鋼瓶、降低爆炸/洩漏風險、24/7 按需供氣、避免批次差異」列為核心價值。

On-Site 氮氣/潔淨乾燥 CDA（Generator + Oil-free compressor）則把工作從「叫料/換瓶/怕斷氣」轉成「把供氣當成基礎設施管理」：貴機構的實驗室換到的是連續、可控、可擴充的供氣能力（特別適合多台儀器、長時間跑樣、或育成中心/研究中心的共用平台）；continuous, unlimited on-demand gas supply 與 consistent gas quality。

當流量變大、用氣變「持續」：系統關鍵字會變成「耐久、噪音、潔淨等級」

研究中心與企業研發實驗室常遇到「不是一台精密科學儀器」：而是一整條走道實驗桌或櫃子上的 LC-MS、GC、乾燥/吹掃、培養系統同時使用運轉。這時候 貴機構實驗室在意的通常是：

  1. 潔淨：例如油汙染風險要極低，甚至要求 ISO 8573-1 Class 0 等級。

2. 噪音：實驗室與辦公混合場域，低噪音直接影響可用性；最低可到 41 dBA 等級，並比較往復式/螺旋式噪音差異。

3. 耐久不中斷：多模組/備援讓「單一模組維修保養或因故停機時，其他模組接手，供氣不停止」成為設計目標。

何時鋼瓶划算？何時 On-Site 更合適？

Usership (GoUseAir Service) vs Ownership：用「三個判斷點」決策

很多實驗室其實不是不想升級，而是卡在「買斷一次付、後續維護不確定、臨時擴充很痛」。Usership 的核心不是口號，而是把決策從「買不買」改成「總使用成本 + 可靠度 + 彈性」。

A：使用率
只要設備不可能 100% 全時運轉，就要看 total cost of usership；當使用率降到 38% (含) 以下時，短期 ( 期間 ≦ 3個月 ) 的Easy Rent Air 或 短期 ( 期間 ≦ 12個月 ) 的 GoUseAir Service 依據使用需求期間或專案期間的彈性租用方案帶來的彈性通常會明顯勝出。如果是超過一年以上的事業開創初期用氣量尚未穩定，或者是想要專注於核心業務流程而不想分心，尤其是少子化的影響招募設備工程師越來越困難的情況下，採用 GoUseAir Service 合約 24個月至48個月的方案，則是較經濟且具有彈性的方式。

B：使用成本
不只維修零件，還包含電力、安裝時間、操作便利性、以及「停機的間接成本」。

C：敏捷度（Agility）
不論未來服務工業的短期租用 Easy Rent Air 或 中長期租用 GoUseAir Service 通常意味更短的驗證/導入流程、遇到緊急狀況或期望更快使用的情境，可以更快把解決方案或系統送到現場安裝使用。

而 Usership 常被重視的「使用者在意點」，也正好是科研單位最在乎的：只為需要的期間付費、降低資本支出、把維修/驗證/報廢…等麻煩與隱形成本移出、降低停機風險並取得維運支援。

給科研/研發單位

● 氣體鋼瓶是「短期/小量/可中斷」的解決方案；

● On-Site CDA/N₂ 系統是「長期/持續/多儀器/要一致性」的基礎設施；

● 未來服務工業 (股) 公司提供 ** Easy Rent Air 與 GoUseAir Service** 則是把「CAPEX 的一次性風險」轉成「OPEX 的可預測可靠度」，特別適合使用率波動、專案型、需要擴充緩衝或者 ｢只管用、不想擁有額外煩惱｣ 的科研實驗室與研究中心。

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把「氣源」變可管理科研基礎設施：岩田無油渦卷式空壓機系統 × 未來服務工業 GoUseAir Service

在生技製藥、生命科學、化學/化工、醫學、半導體材料與光電材料實驗室，越精密的儀器越怕「看不見的干擾」：油霧、含水、微粒、壓力波動、噪音與震動。它們不只影響分析結果的重現性，更常以「儀器異常、耗材壽命縮短、停機等待」的形式，讓研究進度被迫重排。當氣體供應不穩，教授與研究人員就得把時間花在排除問題，而不是產出論文與專利。

日本岩田（ANEST IWATA）之所以適合作為科研實驗室的系統載具，是因為它用「無油渦卷技術」把潔淨與耐久做成可長時運轉的工業級解方；岩田亦在 1991 年推出全球首款商用無油渦卷式空壓機，奠定無油渦卷的產業化基礎。

而未來服務工業的 GoUseAir Service，則把這些高品質設備「服務化」，用固定費用、固定責任邊界，讓實驗室安心、輕鬆地使用好的工業級產品系統。

四個無油關鍵，對應科研常見痛點

1) 無油渦卷式空壓機：把 CDA 做到「安靜、耐久、可預期」

CDA（潔淨乾燥壓縮空氣）常被拿來驅動自動進樣器、氣動閥、實驗室自動化模組、噴霧/霧化與某些製程控制。當空壓機不夠穩定，壓力波動與污染就會反映在儀器不穩、基線漂移或動作失準。岩田無油渦卷式空壓機以 Class 0 無油訴求，適合做為儀器與實驗室公用氣源的核心。

2) 無油渦卷式乾式真空幫浦（ISP 系列）：乾式、低噪低振，適合研究環境

許多研究場域需要「潔淨粗真空」：真空烘箱、真空濃縮/蒸發、手套箱相關流程、材料製程前段抽氣、儀器前級真空等。ISP 系列的特點在於 oil-free、低噪音低震動與空冷設計，降低油封泵的油霧回流、換油管理與異味風險。

3) 無油式增壓機（EFBS/ESTIBO）：末端需要更高壓力時「就地補上」

當末端設備需要接近 1.0 MPa 等較高壓力（例如特定氣動需求、某些設備供氣規格），「整體系統拉高壓力」往往更耗能也更吵。岩田無油式增壓機主打低噪、低振、耐久與節能，並有相對容易安裝於狹小空間的定位，適合在末端做局部增壓。

4) 氮氣產生機（NM 系列）：把氮氣從鋼瓶風險，變成「即用即產的日常」

在 LC-MS、樣品惰性覆蓋、手套箱惰性化、材料反應/保存、特定分析流程中，氮氣不是「有就好」，而是要穩定、連續、可控。NM 系列定位為「低純度且手輕易用」，相較 PSA 機種更省空間，並具有較高吐出壓力的特性，適合需要穩定氮氣流量與日常使用的研究場景。

典型儀器/場景怎麼配：用「高價值」對準「高依賴」

LC-MS / LC-MS/MS（生技製藥、臨床、代謝體、藥物動力學）：氮氣（乾燥/霧化/護套）需求穩定，搭配無油 CDA 讓整體供氣更可控；也常見整合式 N₂ / Zero Air 供應配置。

Mini Spray Dryer（化學/材料/製藥前期配方）：霧化用氣對含水與油污染敏感，CDA 的品質會直接影響噴霧穩定與維護頻率。

手套箱/惰性氣氛實驗（半導體、光電材料、電池材料）：氮氣連續供應與乾燥度，決定含氧/含水控制的天花板。

薄膜/表面處理前段、真空相關研究：乾式無油真空可避免油封泵常見的油霧與回流管理成本，並降低研究空間的氣味與維護負擔。

為什麼是 GoUseAir Service：把「設備」變成「可交付的研究環境」

對大專院校之教授實驗室與研究中心，以及中研院、國衛院、法醫研究所與生醫製藥新創企業研發/品保中心而言，最昂貴的不是一台機器，而是「停機與不確定性」。未來服務工業推出的GoUseAir Service 的核心不是賣硬體，而是交付一個可被驗證、可被維護、可被擴充的氣源系統：由未來服務工業進行需求評估與規劃，採固定租金/服務化方式，並將維護保養與故障處置的責任納入服務範圍，讓實驗室用更平滑的預算，換取更高的稼動與更少的臨時狀況。

你需要的不是「更多設備」，而是「更少的意外」

如果你的研究依賴：LC-MS、材料惰性環境、真空製程前段、或需要穩定 CDA/N₂ 的長時間運轉，岩田的無油渦卷空壓、乾式真空、無油增壓與氮氣產生機，能把風險往下壓、把穩定往上拉；而未來服務工業的 GoUseAir Service 則把這份穩定，變成你不必分心管理的日常。

聯繫未來服務工業｜GoUseAir Service
黃金祥 Simon Huang｜0937-847981｜02-29002797｜simon.huang@nextut-service.com.tw

日本岩田無油渦卷式空壓機高能效原因解析

依據 負責國家能源效率制定與空壓機能效審查的主要機構 臺灣工業研究院 ITRI 研究報告指出，30馬力以下的空氣壓縮機種類以渦卷式空壓機的能效最高；而渦卷式空壓機中又以該產品品類的發明者日本岩田的效率最高、噪音最小、壽命最長!

不同種類運轉機構造成的能效差異

渦卷式機體機構運作原理

氣體從渦旋軸外周的進氣口吸入，隨著渦旋軸的旋轉逐漸被壓縮，然後從中心的排氣口排出。這個過程每旋轉360°重複一次，因此進氣、壓縮和排氣運動在一個旋轉週期內連續進行，導致每次旋轉的扭矩波動極小。此外，由於壓縮過程連續進行，進氣室和排氣室並非相鄰，腔室壓力差很小，因此洩漏極少，效率很高。

以下面依據實際運轉的示意圖來看，每一段壓縮行程相鄰的密封狀態的壓縮室壓差均極小，因此會回漏至低壓側的機率與流量相對會變得很小。

往復式空壓機機體運作原理

往復式 (活塞式) 空壓機係利用活塞來回運動，讓活塞與氣缸形成的壓縮室空間容積變小，而讓壓縮室裡容積越來越小的空氣壓力越來越高；但是活塞下方連桿組與平衡錘所在的曲軸箱則是與外部空氣同樣都是維持一大氣壓，當活塞上方的壓縮空氣壓力越來越高，與下方曲軸箱的壓力壓差就會越來越大，讓壓縮室內的高壓空氣由活塞環與氣缸磨損出來的間隙回漏至曲軸箱，因此運轉時間越久能效會變得越來越低。

而為了讓越來越高的壓力抵抗還是能夠讓容積繼續變小，轉動機構所承受的壓力與電動機馬達的耗功也會越來越高，這是機構自然形成的較低能效情況。

日本岩田空壓機"持續節能"專利技術

專利密封芯條

日本岩田無油渦卷式高分子密合材料的專利密封芯條能夠在磨耗產生間隙時自動舒展，間隙得以自動補償而確保運轉過程持續高效節能。

高精密加工密封技術

渦卷式空壓機壓縮室的高壓側與低壓側原本壓差就很小，回洩機率小且回洩風量低而產生高能效，加上日本岩田的加工與組立技術控制部品間的匹配公差間隙僅約一根頭髮的間隙而能夠確保密合程度又不卡死。

多模組控制技術

日本岩田無油渦卷式空壓機7.5馬力以上機型採用多模組制御技術設計，除了能夠達到優於變頻式空壓機制御的節能技術之外，每個機體可以控制均等磨潤，確保每一個機體的密封芯條磨耗均等且能效持久。

渦卷機構優勢+岩田專利技術

渦卷式空壓機機構運轉本身就具備相當的能效優勢，而日本岩田的專利技術讓無油渦卷式空壓機的機構優勢更上層樓，讓日本岩田無油渦卷式空壓機成為30馬力以下空壓機最優勢的機種，同時讓日本岩田連續36年獲得全球渦卷式空壓機第一品牌。

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科研實驗室應用之中小型氮氣產生器

氮氣是一種無味、無臭、無色、不燃的惰性氣體。惰性氣體是指化學性質穩定的氣體，不容易與其他物質反應。我們呼吸的空氣中含有氮氣，約佔空氣總量的78%。其餘成分為氧氣（約佔21%）、二氧化碳和氬氣（約佔1%）。由於氮氣具有不可燃、不可爆、化學性質穩定等特性，因此被廣泛應用於食品、半導體、石油化工、科研等眾多行業，用於密封和吹掃以提高安全性，以及防止氧化和變色以維持產品品質。

在日常生活中，它被用來填充薯片和紀念品包裝袋以防止氧化，也被用來填充汽車輪胎，因為它比氧氣滲透性小，因此空氣更難逸出。事實上，早在汽車輪胎採用氮氣之前，飛機輪胎就已經開始充入氮氣了。氮氣不易燃、不易爆，即使在著陸時巨大的衝擊力導致高溫下，也能最大限度地降低起火或爆炸的風險；而且氮氣不會生鏽，因此不會腐蝕充裝區域的材料。飛行過程中，空氣溫度可低至攝氏零下50度左右，但由於氮氣不含水，其體積受熱變化很小，因此能夠維持輪胎內的恆定氣壓。

PSA型氮氣產生器 (純度99.5%以上需求)

氮氣產生器採用變壓吸附 (PSA) 技術從大氣中分離氮氣。 1971年，德國 Bergbau-Forschung GmbH 公司開發了一種名為分子篩碳 (MSC) 的吸附材料。傳統的活性碳無法從空氣中分離氮氣和氧氣，但 MSC 利用氮氣和氧氣分子大小差異所導致的吸附速度差異，實現了這一目標。 PSA方法透過將壓縮空氣流經 MSC 並加壓來吸附氧氣，從而在 MSC 吸附罐的出口處分離出高純度氮氣和氧氣。

為了持續獲得氮氣，必須分離並排出已被MSC吸附的氧氣。這也是MSC的特性之一；將已吸附氧氣的MSC的壓力降低至常壓，即可分離出吸附的氧氣。分離出的氧氣隨後被排出（吹掃）到設備外部。這使得MSC得以再生，再次對MSC加壓即可再次獲得氮氣。

如果有兩個 MSC 吸附槽可用，則可以透過交替使用這兩個槽來分離並連續產生氮氣。

這種透過反覆加壓和減壓進行吸附的方法稱為變壓吸附（PSA）法。我們的氮氣產生器主要採用這種PSA法。而如果您需要方便地使用低純度氮氣，膜分離法是理想之選。

PSA (Pressure Swing Adsorption) 變壓吸附法型式的氮氣產生器主要應用在較高的氮氣純度需求，PSA氮氣發生機利用碳分子篩（MSC）材料，從壓縮空氣中剝離氧氣。MSC材料由多孔碳組成，孔徑可精細控制。當壓縮空氣通過材料時，氧分子被吸附到孔隙中，而較大的氮分子可以進入排放氣。最終，MSC將被氧分子飽和，氣體分離將不再發生。因此，PSA產生器始終設計有兩個(含)以上個吸附桶槽 (或稱吸附塔)。一個桶槽正在主動分離產生氮氣體。而另一個桶槽則在再生過程，高純度氮氣通過它來將氧氣作為廢氣排出。產生器大約每60秒在兩槽之間切換一次 (也可以做更精密的節能控制)。因為需要在兩個吸附桶槽之間切換，導致需要多個自動控制閥，增加了裝置中的潛在故障點。此外，通常需要一個氮氣緩衝槽或氮氣桶，以確保在兩個吸附桶槽柱之間切換期間，穩定輸出氮氣的壓力和流率。通常設計上會採用全自動控制，連續生產清潔、乾燥和高純度的氮氣，應用的適合純度區間會在99%~99.999% (下表左邊是氧氣含量而右邊則變成氮氣純度) ，考慮到維護成本則建議純度需求99.5% (含) 以上採用會是較佳的方案。

如果是較大流量的氮氣需求，可以想見需要一定的空間配置做更好更穩定的輸出設計；科研實驗室採用的氮氣產生器則考慮實驗室空間有限佔地最好不要太大、需求流量較小且應用時間較短，不像工業用的氮氣產生機會需要持續工氣且維持必要壓力，因此可以設計得較符合實驗室需求。

選擇內置空壓站還是CDA原料外部提供?

而氮氣產生機本身又有區分為是否內置空壓戰系統或者由外部供應CDA (Clean Dry Air) 當作原料輸入的來源，我們的建議是：

｢如果該氮氣產生機品牌本身沒有提供工廠用的專業基礎，則建議採用CDA原料來源由外部空壓機系統供應方式｣，｢如果該氮氣產生機設計製造服務的品牌本身有提供工廠用的專業基礎，則建議可以採用CDA原料來源由外部空壓機系統供應方式或者內置空壓站的機型｣；確保昂貴的氮氣產生器不會因為內置空壓站經驗不足而故障點頻發。

(上述氮氣產生器內置空壓機係採用商用型空壓機系統; 歡迎參考本網站其他專業文章關於工業級與商用型空壓機的比較分析)

低碳氫化合物含量的氮氣源

許多實驗室使用氮氣會非常在意氮氣中或壓縮空氣中是否能夠控制碳氫化合物含量，以確保實驗過程產生的分析資料不會扭曲或實驗無法有效進行；氮氣產生器品牌則有不同的對應方案，一類是仍舊採用原來的氮氣產生器而氮氣產生器出口再接觸媒轉換器的模組，有一些則直接將觸媒轉換模組配置於氮氣產生器內部而形成不同機型。

這個部分並沒有哪一類比較好的問題，主要還是看實驗室應用的專案是否有需要而選擇以及觸媒轉換器是否因為內置型的使用量較高而維護成本較高的考慮；例如 : 許多實驗設備雖然相同，但是有些實驗或研發是否會加入易燃易爆的有機溶劑，而決定需要用一定純度的氮氣或者是CDA就好 (氮氣產生成本較高)，而提供該精密儀器設備兩種不同的氣體來源以更精實地使用各種預算。

未來服務工業總代理的氮氣產生機採用PSA法者可以區分為

內置空壓機型的氮氣產生器：

  1. 配備無油渦旋式壓縮機，運作極為安靜，節省空間，營造舒適的工作環境。
  2. 與採用獨立氣源的機型相比，安裝和操作也更加便捷。
  3. 同時採用彩色觸控螢幕操作簡單；彩色觸控螢幕可顯示多種訊息，包括設備出口氮氣壓力和純度等運作狀態，以及故障警告和計畫維護資訊。
  4. 用戶還可以根據實際情況直觀便捷地進行詳細設置，例如定時運行功能。

獨立型氮氣產生器：

  1. 節能模式效率提升–除傳統的吸附時間控制外，新增節能模式，可控制運作中的PSA單元數量。這顯著提高了對氮氣消耗的反應速度，確保更可靠的節能效果。
  2. 所需壓力降低至0.7 MPa：緊湊的模組化PSA單元在保持原有性能的同時，成功降低了進料空氣壓力，從而可以使用標準壓縮機運行。當進料壓力為0.83 MPa時，氮氣生成量增加約20%。排氣壓力也可提高至平均0.7 MPa。 –
  3. 顯著降低噪音：透過對每個PSA單元進行順序吹掃，即使在高產量機型中也能保持低噪音水平。
  4. 高度降低：節省空間的設計使設備高度降低約30%。
  5. 彩色觸控面板操作簡單：彩色觸控面板顯示各種訊息，包括運作狀態（如設備出口處的氮氣壓力和純度），以及故障警告和計畫維護資訊。

膜分離式氮氣產生器(純度99.5%以下需求)

膜管式 (膜分離) 技術的氮氣產生機核心是分離膜。該膜管是由數千根中空絲膜纖維組合而成。每根中空絲膜的膜壁都可讓氣體分子滲透，氣體的分子大小不同且有些氣體比其他氣體更容易通過膜壁。這些氣體含氧氣、二氧化碳以及水蒸氣，通過中空絲膜膜壁並因為壓力被排放到大氣中。而氮氣則以更慢的速度通過纖維壁，如此在中空絲膜出口處便可得到高純度的氮氣流。中空絲膜並沒有轉動組件，只需控制通過膜的壓縮空氣的壓力和流速即可產生高純度的氮氣。這是一個相對比較簡單的系統提供較低純度97%~99.9%的氮氣，因為中空絲膜沒有再生的需要。而為了保護中空絲膜免受碳氫化合物的侵害，我們通常會在原料氣源輸入過程安裝活性碳過濾器，能夠採用無油式空壓機則是較佳的選擇。

未來服務工業進口代理經銷服務的膜管式氮氣產生器特點：

・適用於需要輕鬆使用低純度氮氣的客戶。
・與PSA型機型相比，更節省空間。
・氮氣排放壓力高。

GoUseAir長期租用

未來服務工業針對科研實驗室客戶提供 GoUseAir Service 長期租用服務方案，實驗室客戶可以針對需求的氮氣產生器與日本岩田無由渦卷式空壓機系統要求我們提案規劃，長期租用客戶僅需支付固定租金，而不用煩惱維護保養與預算問題，提供客戶彈性應對服務。

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(氮氣純度 / 壓力露點 動態檢測)

岩田無油渦卷式空壓機體如何運轉壓縮空氣

日本岩田無油渦卷式空壓機是全球第一家研發商轉上市，在市場上36年至今已經累積超過800,000萬台的應用實績，在生醫製藥行業、科研實驗室、醫療院所以及食品飲料行業廣受採用。

日本岩田無油渦卷式空壓機體如何運轉

無油渦卷式空壓機機體的主要結構是由一組 ｢定渦盤｣ 與一組｢動渦盤｣ 相互嚙合由渦盤外側吸入口較大的容積，透過動渦盤的專利線型橢圓圓周運動與定渦盤連續性的容積變小而讓空氣被壓縮而導致壓力上升的過程。

從動畫將盤面容積不斷縮小至中心點被排放出去的過程理解一下渦卷的作動原理。

我們再來看看經過放慢影片速度的側面慢動作運轉情形。

因為是圓周運動，所以阻力相對比傳統往復式空壓機小很多，因此在工研院的研究以及許多研究文獻中均指出空壓機功率 < 22kW (30hp) 機型中，渦卷式空壓機的能效最佳。

而且也因為是圓周運轉的作動，本來運轉的震動噪音就是比較低，加上日本岩田本身的技術能力加持下，開發出世界最低運轉噪音41dB (分貝) 的無油渦卷式空壓機，我們就來身歷其境一下，聽聽看常見到的五馬力 49dB (分貝) 的日本岩田無油渦卷式空壓機的實際運轉噪音。

日本岩田無油渦卷式空壓機關鍵特點

穩定耐久 / 持續節能

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工業級無油往復式空壓機與商用型無油活塞式空壓機 實際拆解比較

日本岩田 Air Energy Division 設有工業級空壓機部門與商用型空壓機部門是由不同公司不同工廠個別設計研發/生產行銷，主要原因是工業級與商用型的概念完全不同，因為工業級要應對全天候持續運轉供氣，而商用型只需要滿足對應間歇性用氣需求就可以，兩者的精密程度與耐用程度完全不同。

本篇分享主要趁著我們進行一台可以持續運轉七年的日本岩田工業級無油往復式空壓機活塞更換的機會，與一台運轉不到三年的商用型無油活塞式空壓機拆解後比較兩者差異，主要比較部分以客戶比較容易從外觀就能夠做比較的活塞組、氣缸組以及馬達三者做比較，而且先分享三馬力工業級空壓機後，再分享四馬力商用型空壓機。

日本岩田無油往復式空壓機

下列這台空壓機是日本岩田CFP三馬力靜音無油往復式空壓機更換專利自動補償磨損間隙的高分子材料樹酯活塞，機體冷卻散熱採用第一段皮帶輪帶動以及第二段強制冷卻設計。

活塞組

氣缸組

馬達

空氣桶上方右側獨立的全密閉式東芝IE3馬達

商用型活塞式空壓機

機體單純靠隔音罩兩側的吸排氣風扇散熱

活塞組

氣缸 (採用無縫鋼管鋼套替代氣缸組)

馬達

一組馬達與兩組活塞氣缸組形成一個模組的設計

30馬力以下最高能效工業級空壓機

依據政府研究機構長期研究以及國外機械產業機構發表的研究文獻均顯示，三十馬力以下的無油式空壓機以渦卷式的能效最高，以日本岩田本身同馬力無油式空壓機相互比較，無油渦卷式空壓機 較 單段壓縮的無油往復式空壓機 能效高出20%以上 (與雙段壓縮的無油往復式空壓機仍舊高出約10%左右)。

同樣是日本岩田工業級無油式空壓機，渦卷式運轉噪音也遠遠比無油往復式空壓機小很多，以下是以岩田五馬力無油渦卷式空壓機與岩田開放標準型無油往復式空壓機 / 岩田靜音型無油往復式空壓機 進行比較。

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再論工業級往復式空壓機與商用型活塞式空壓機

許多實驗室空壓機客戶會很好奇現在實驗室常見的活塞式空壓機如果用在工廠生產線能夠適用嗎? 我們大概可以理解客戶應該是對於實驗室常見的商用型活塞式空壓機與工廠產線或需要持續運轉供氣使用的工業級往復式空壓機需要較多的情報。雖然兩種空壓機作動的結構與原理一樣，但是卻有很多材料科學與加工技術精密程度上的差異影響耐久穩定持續運轉供氣，在工廠產線或氣體產生系統應用的較重負荷的稱為｢ 工業級往復式 Reciprocating Type｣，實驗室常見的為較輕負荷設計的稱為｢ 商用型活塞式 Piston Type｣。

工業級馬達與商用型馬達解析

為了簡化了解工業級往復式空壓機與商用型活塞式空壓機的差異，我們先簡單分析驅動機體的馬達部分：

工業級馬達 (下圖右側藍色烤漆的馬達)

商用型馬達

透過上面圖片的比對，我們可以大致看得出工業級馬達與商用型馬達的差異，其實在兩者的馬達之間還有一個很大差異，就視 “馬達銅繞組" 的材質與絕緣設計，拆開兩者的馬達就能夠發現商用型的 馬達繞組 材質多為 “鋁鍍銅線" 而非工業級馬達的 “純銅"。

工業級往復式空壓機機體解析

工業級往復式空壓機屬於容積式空壓機 (活塞式空壓機也是)，因此機體氣缸與活塞的容積較大就相對會產生較大的氣量；各位可以參考下圖 日本岩田無油往復式空壓機的機體 (五馬力) 實際照片就可以發覺一個氣缸就將近等於一組兩馬力商用型空壓機馬達機體組的大小。

(五馬力機體)

我們可以借用其他工業級往復式空壓機實際機體的解剖圖來看看工業級往復式空壓機的機體主要結構狀況：請特別它與活塞式空壓機都有的 活塞、氣缸、連桿以及活塞式空壓機沒有的平衡錘與曲軸箱。

各位 實驗室前輩可以很容易在活塞與氣缸就發現其大小與結構與商用型活塞式空壓機有很大的差異，這其中還不包括看不到的 “加工精度"，工業型為了避免氣缸與活塞壓縮時壓縮空氣從高壓側回漏至低壓側需要更高精密的加工 (請參考下圖)。

商用型活塞式空壓機機體解析

商用型活塞式空壓機為節省成本以及縮小其機體機構 (因為很多被利用來成為內置空壓機的車機或者是氮氣產生器應用)，所以會沒有平衡錘與曲軸箱的設計，而加工精度上則採用壓鑄成型再粗加工部品接合面，搭配襯墊或O型環止洩。下面是商用型偏輕較耐久的機體結構解析(還有更輕負荷的商用型空壓機設計在實驗室流通)，是否耐久與可靠的關鍵還是在活塞與氣缸的結構與加工精密程度。

下圖是以工業級往復式空壓機作範例說明經過運轉磨損之後，活塞與氣缸壁會產生較大間隙，然後活塞在氣缸內上下壓縮行程時會因為間隙變大的緣故傾斜而容易產生噪音與不正常接觸；如果是商用型活塞則可能會造成活塞翻轉幅度過大而卡死。

上面影片商用型活塞式空壓機運轉的噪音與震動可能原因為：

  1. 上述活塞與氣缸磨損已經造成間隙過大而震動噪音異常的結果。(上面活塞氣缸磨損造成間隙過大示意圖的情況)
  2. 超過設計基礎適用的操作壓力導致後期機體共振與負荷產生震動噪音，並且即將進入機體活塞與氣缸卡死的情況。(例如 : 下面數據中的商用型空壓機標示理論排氣量指壓力為1大氣壓條件下自由氣體流量FAD為428L/分鐘，4 kg/cm2G壓力是其空壓機當初設計時的基礎下實際排氣量為274L/分鐘；雖然在其他文件標示最高達 8 kg/cm2G 壓力下實際排氣量為229L/分鐘，但是當初設計基礎是 4 kg/cm2G，長期在 8 kg/cm2G 下使用 或者 長期長時間持續運轉使用 都會讓空壓機很快產生問題)

日本岩田 3馬力 (2.2kW) 工業級無油渦卷式空壓機在0.8MPa (約8.16 kg/cm2G) 下，實際排氣量為255L/分鐘；姑且不論能否長期全天候持續運轉供氣，較上述4馬力商用型活塞式空壓機在 8 kg/cm2G 壓力下的229L/分鐘，能效高出48.5%以上 (從高出的風量與少掉的馬達功率計算)。

關於內置空壓機系統的車機或氮氣產生器看法

下圖是擷取至空壓機系統的維護保養手冊資料，我們在空壓機行業也接觸過很多製程或診療機器設備希望做到plug & play的功能，簡化客戶在使用上的複雜度，當然也包括空間利用的優勢。

如果這樣的設計是應用在空壓機系統持續運轉Cycle低於70% (也就是說空壓機啟動運轉35分鐘必須讓它停機休息15分鐘，或者啟動17.5分鐘必須讓它停機休息7.5分鐘)，或者更低並考慮空間的熱氣溫度與排風設計，則可以考慮採用內置空壓機系統製程或診療設備。（請參考第一張照片空壓機表示該商用型空壓機只能間歇性使用，無法長時間持續使用）。

許多實驗室客戶反映大多數有問題都不是昂貴的加工機或氣體產生器那部分有問題，而是內置的空壓機系統產生一堆問題 (包括：水氣無法處理造成精密設備故障、空壓機震動、空壓機過熱停機或燒毀…)。反之，如果昂貴的精密設備可以不需要空壓機系統支援，而且能夠滿足加工或診療需求並具有穩定可靠品質，我們則覺得這是很值得推廣的產品。

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生醫製藥實驗室為何選擇日本FUKUHARA除菌過濾器?

壓縮空氣中從機房環境中的大氣含有微生物或微生物孢子，空壓機系統的供應頭端、傳輸、需求末端有多次消滅或擄獲攔阻微生物的過程機會 (請參考下列示意圖)。

例如，空壓機房位置環境如果通風不良且相當潮溼 (請參考下面實際照片)，可以想見高溫不通風潮濕的環境，正式微生物快速滋長的環境，環境本身就隱藏許多微生物，大量的微生物將會隨著空壓機啟動運轉時吸入的大氣跟著進入空壓機系統。

在許多行業都需要進行確效認證，例如：衛福部 (前身為行政院衛生署) 發佈的｢無菌操作作業指導手冊｣主要參考FDA Guidance for Industry on Sterile Drug Products Produced by Aseptic Processing（September, 2004）之內容，並參酌PIC/S GMP Guide及國內相關資料制訂，目的在於提供無菌作業之各作業程序及實務要求，協助以無菌操作製造無菌藥物及生物製劑之製造業者，俾能符合現行藥品優良製造規範之規定。

參考Pharmaceuticals規範：壓縮空氣品質至少要等於或優於無塵室等級的空氣品質要求；並且可以透過使用<0.22μm除菌過濾器確保菌落數汙染。這也就是 未來服務工業 遵循創辦人關於壓縮空氣與壓縮氣體的準則｢Oil Free、Germ Free、Trouble Free｣的行業經營。

Oil Free、Germ Free、Trouble Free!

未來服務工業 團隊成員超過三十年的產業應用經驗，深知空壓機系統與氣體系統無菌的要求取決於系統每個環節中的產品載具發揮應有的功效，因此我們只選擇最適合的優質產品載具來構築穩定可靠的系統!

日本Fukuhara除菌過濾器的重要參數與規格請參考下列圖表。

空壓機機房接入作業現場出口 (M系列) 以及 作業區末端 (ILF系列) 可以依據實際需求狀況以及查廠輔導建議建置Fukuhara除菌過濾裝置，確保符合微生物檢出的標準!

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