Instalasi Gas Nitrogen untuk LC-MS dan Evaporator: Generator vs Tabung?

Oleh: Senior LC-MS Service Engineer & Lab Efficiency Consultant NodeMedic

Jika Anda baru pertama kali membeli instrumen LC-MS/MS (Liquid Chromatography – Tandem Mass Spectrometry), ada satu kejutan operasional yang seringkali luput dari perhitungan anggaran awal: Konsumsi Gas Nitrogen.

Berbeda dengan Gas Chromatography (GC) yang hanya membutuhkan aliran gas kecil, LC-MS adalah “monster” yang sangat haus gas. Pada LC-MS, Nitrogen tidak hanya berfungsi sebagai gas pembawa, tetapi sebagai Drying Gas, Curtain Gas, dan Desolvation Gas.

Infrastruktur gas untuk LC-MS berbeda dengan GC. GC butuh murni, LC-MS butuh volume besar.

BACA JUGA: Panduan Lengkap Sistem Gas Sentral Laboratorium: A-Z Desain & Instalasi

Satu unit LC-MS Triple Quadrupole modern bisa menyedot gas nitrogen lc-ms sebanyak 30 hingga 50 Liter per Menit (LPM) non-stop selama beroperasi. Jika ditambah dengan suplai gas evaporator (seperti TurboVap) di lab preparasi, kebutuhan Anda bisa melonjak hingga 100 LPM.

Pertanyaan klasik bagi Manajer Lab dan Direktur Keuangan adalah: Apakah sebaiknya kita beli Nitrogen Generator (Investasi di awal) atau berlangganan Tabung/Liquid Nitrogen (Cicilan seumur hidup)?

Artikel ini akan membedah analisis teknis dan ROI (Return on Investment) dari kedua opsi tersebut.

Opsi 1: Tabung Gas & Liquid Nitrogen (Metode Tradisional)

Banyak lab memulai dengan opsi ini karena biaya awal (Initial Cost) yang rendah—hanya perlu sewa tabung dan beli isinya. Namun, mari kita hitung realitanya.

A. Tabung Gas Tekanan Tinggi (High Pressure Cylinder)

Ini adalah opsi terburuk.

• Matematika: Satu tabung standar (6m³) berisi 6.000 Liter gas.
• Konsumsi: Jika LC-MS butuh 30 LPM.
• Durasi: $6.000 / 30 = 200 \text{ menit}$ (sekitar 3 jam).
• Kesimpulan: Anda harus mengganti tabung setiap 3 jam. Jika LC-MS running overnight untuk 100 sampel, analisa akan gagal di tengah jalan karena gas habis. Sangat TIDAK DISARANKAN.

B. Liquid Nitrogen (VGL / Dewar / Tanki Curah)

Ini opsi yang lebih masuk akal secara volume. Satu VGL 175 Liter setara ±20 tabung gas biasa. Namun, ada masalah tersembunyi:

1. Ketergantungan Vendor: Operasional lab Anda didikte oleh jadwal truk pengiriman. Jika jalan macet atau truk mogok, LC-MS miliaran rupiah Anda berubah menjadi “meja mahal” yang tidak berguna.
2. Boil-off Rate (Pemborosan): Nitrogen cair terus menguap. Jika lab libur Sabtu-Minggu, gas di dalam tangki akan terbuang percuma melalui safety valve. Anda membayar gas yang tidak Anda pakai.
3. Safety Hazard: Risiko asphyxia (kekurangan oksigen) sangat tinggi saat memindahkan tangki nitrogen cair di dalam lift atau ruangan tertutup.

Opsi 2: Nitrogen Generator (Solusi Modern)

Nitrogen generator lab adalah mesin yang memproduksi gas Nitrogen sendiri secara on-site dengan memisahkan Nitrogen dari udara tekan (compressed air).

Teknologi: Membrane vs PSA

Ada dua teknologi utama, dan Anda harus memilih yang tepat:

1. Membrane Technology:
   • Karakter: Sangat handal, sedikit komponen bergerak (moving parts), tahan banting.
   • Purity: 98% – 99.5%.
   • Aplikasi: Sangat ideal untuk LC-MS dan Evaporator yang butuh Flow Tinggi tapi tidak butuh kemurnian ekstrem (99.999%).
2. PSA (Pressure Swing Adsorption):
   • Karakter: Menggunakan kolom karbon, lebih kompleks.
   • Purity: Bisa mencapai 99.999% (UHP).
   • Aplikasi: Ideal untuk GC atau aplikasi yang butuh kemurnian sangat tinggi dengan flow rendah.

Keunggulan Utama Generator: Kemandirian Laboratorium (Lab Independence). Suplai gas tidak pernah habis selama listrik menyala.

Analisis ROI (Return on Investment)

Di sinilah peran Direktur Keuangan. Mari kita buat simulasi kasar untuk satu unit LC-MS (Operasional 8 jam/hari, 22 hari/bulan).

Skenario A: Liquid Nitrogen (OPEX – Operational Expenditure)

• Sewa VGL + Refill + Delivery Charge: Anggaplah Rp 15.000.000 per bulan.
• Biaya admin & handling internal.
• Inflasi harga gas tahunan (biasanya naik 5-10%).
• Total Biaya 3 Tahun: ± Rp 540.000.000 (dan terus bertambah).

Skenario B: Nitrogen Generator (CAPEX – Capital Expenditure)

• Harga Unit Generator + Kompresor: Anggaplah Rp 350.000.000 (Investasi awal).
• Maintenance Tahunan (Filter & Service): Rp 20.000.000 per tahun.
• Biaya Listrik.
• Total Biaya 3 Tahun: ± Rp 410.000.000.

Kesimpulan ROI:

Biasanya, Break-Even Point (Titik Balik Modal) tercapai pada bulan ke-18 hingga bulan ke-24.

Setelah tahun ke-2, biaya gas Nitrogen Anda praktis menjadi “GRATIS” (hanya biaya listrik dan maintenance). Generator adalah aset yang menekan biaya operasional jangka panjang secara signifikan.

Persyaratan Instalasi Generator

Generator bukanlah kotak ajaib yang bisa ditaruh sembarangan. Banyak lab membeli generator tapi lupa memikirkan infrastrukturnya:

1. Kompresor Udara (Jantung Sistem):
   Generator butuh suplai udara tekan. Kompresor harus tipe Oil-Free atau dilengkapi sistem filtrasi oli yang sangat canggih. Oli adalah musuh membran generator.
2. Manajemen Panas & Bising:
   Generator dan kompresor menghasilkan panas dan suara bising (> 60 dB).
   • Jangan letakkan tepat di samping LC-MS atau di ruang kerja analis.
   • Solusi: Letakkan di ruang utilitas terpisah atau gunakan Soundproof Box.
3. Sistem Perpipaan (Distribution Line):
   Pipa distribusi dari generator harus cukup besar untuk menangani flow tinggi (30-100 LPM) tanpa menyebabkan penurunan tekanan (pressure drop).
   [BACA JUGA: Desain Layout Pipa Gas: Perbedaan Dead-Leg dan Looping System]
4. Regulasi Akhir:
   Meskipun generator memiliki regulator internal, Anda tetap membutuhkan regulator akhir di meja lab untuk memastikan tekanan yang masuk ke LC-MS stabil dan aman.
   BACA JUGA: Point of Use (POU) Regulator: Mengapa Wajib Ada di Meja Lab?

Kesimpulan & Rekomendasi

Sebagai konsultan, rekomendasi saya sederhana:

• Jika lab Anda hanya memiliki 1 LC-MS dengan pemakaian jarang (sampel < 20 per minggu): Liquid Nitrogen (VGL) mungkin lebih ekonomis di awal.
• Jika lab Anda memiliki > 1 LC-MS atau beban sampel rutin harian: Nitrogen Generator adalah investasi wajib. Kemandirian suplai dan penghematan biaya setelah 2 tahun sangatlah masif.

Generator membebaskan Anda dari kontrak gas yang mengikat dan ketidakpastian logistik pengiriman.

Apakah Anda butuh bantuan menghitung ROI spesifik untuk lab Anda?

NodeMedic tidak hanya menyediakan jasa instalasi, kami membantu Anda mendesain infrastruktur (Pipa, Exhaust, Kelistrikan) agar Generator LC-MS Anda bekerja optimal.

KONSULTASI ROI & INSTALASI: Jasa Instalasi Gas Laboratorium Sentral: Standar UHP & Safety

Telp : +62 81214880612
WA : 081214880612
Web : https://nodemedic.com