Qual è il principio di funzionamento di un glovebox?
Un glovebox è un’unità o un glovebox di contenimento utilizzato per scopi di protezione in settori quali quello farmaceutico-medico, chimico, industriale, aeronautico, ecc. Generalmente presenta una struttura in acciaio inossidabile e una camera principale ermetica e a tenuta stagna con pareti trasparenti. Per la massima protezione, i guanti di manipolazione sono fissati alle pareti in modo che l’operatore possa lavorare dall’esterno rispettando il contenimento. Un glovebox dispone sistematicamente di almeno una camera di trasferimento per facilitare l’ingresso e l’uscita degli elementi da proteggere e della strumentazione. Un flusso di sicurezza previene fenomeni rischiosi impedendo automaticamente la propagazione di prodotti pericolosi.
L’atmosfera di un glovebox è inerte o purificata, generalmente mediante gas inerte, un gas neutro. Si dice regolato ad azoto quando il suo sistema di purificazione utilizza azoto (N2). Il risultato è un’atmosfera di purezza molto elevata, priva di tutte le tracce.
Tutto sul sistema di purificazione
Un sistema di purificazione fa circolare il gas neutro, in questo caso azoto (ma in alcuni casi specifici l’azoto sarà sostituito dall’argon) nel caso di un glovebox regolato ad azoto. Questa circolazione è continua, in circuito chiuso tra il glovebox e il purificatore. Dopo essere passato attraverso l’unità di purificazione, il gas purificato viene reiniettato nel glovebox. La purificazione del gas con il sistema di purificazione mantiene un’atmosfera pura e stabile all’interno dell’unità ermetica.
Il sistema di purificazione è costituito da vari componenti: scrubber, setaccio molecolare per l’assorbimento di H2O, catalizzatore per l’assorbimento di O2, circolatore ermetico, circuito di purificazione, analizzatori e sensori. La regolazione della pressione, il cui scopo è mantenere la pressione nel glovebox a un livello leggermente superiore alla pressione atmosferica, è gestita da una centralina con PLC (Program Logical Controller). Questa assicura anche la rigenerazione automatica dello scrubber riattivando le cariche di lavaggio quando sono sature. Il pannello di controllo è collegato a un touchscreen che comunica direttamente e continuamente con i sensori dell’impianto. I dati importanti vengono visualizzati continuamente sullo schermo (O2, H2O, pressione, temperatura) insieme a menu che facilitano le operazioni o consentono di verificare in qualsiasi momento il corretto funzionamento generale: grafici, operazioni configurabili, allarmi configurabili, spurgo, ecc.
Quali sono le specificità di un glovebox regolato ad azoto?
Un glovebox regolato ad azoto rafforza la protezione dei prodotti o di un processo o di un esperimento. In questo tipo di glovebox, dispositivi integrati consentono la ricircolazione dell’azoto in circuito chiuso su una colonna di purificazione integrata nel circuito. Un ventilatore forza l’azoto raccolto a passare su questa colonna di purificazione riempita con specie chimiche, in questo caso rame attivo per la rimozione dell’ossigeno e setaccio molecolare per la rimozione dell’umidità. Grazie a questo principio di ricircolazione continua, l’azoto viene purificato prima di essere reiniettato nel glovebox.
Inoltre, i vincoli richiesti da ciascuna applicazione devono essere scrupolosamente rispettati durante il contenimento. La temperatura, la pressione e le condizioni interne del glovebox sono regolate da un pannello di controllo. Con un’unità di purificazione ad azoto, la pressione viene, ad esempio, mantenuta al di sopra della pressione atmosferica, quindi i livelli di ossigeno e umidità vengono mantenuti al di sotto di 1 ppm. Le micro-contaminazioni vengono evacuate dal glovebox e l’ambiente interno rimane estremamente puro.
Applicazioni di un glovebox ad azoto
Il glovebox regolato ad azoto è particolarmente adatto per applicazioni in cui devono essere manipolate sostanze, materiali o elementi sensibili all’aria, all’umidità o all’acqua. Fornisce un ambiente di lavoro anidro, anaerobico e ultra-pulito. È particolarmente adatto per applicazioni nucleari (manipolazione di elementi radioattivi), processi chimici e fisici (sviluppo di celle fotovoltaiche, OLED e transistor organici), biologia e per processi industriali farmaceutici e medici.
Da ricordare:
- Un glovebox regolato ad azoto è un glovebox il cui sistema di purificazione è alimentato da N2,
- Funziona in sovrapressione,
- È destinato esclusivamente ad applicazioni che richiedono contenimento in atmosfera inerte,
- È dedicato alla protezione di prodotti o processi.