Principio di funzionamento dell’unità di purificazione
Il principio di un’unità di purificazione consiste nel far circolare continuamente, in un circuito chiuso, il gas dalla glove box attraverso l’unità di purificazione. Una volta passato attraverso l’unità di purificazione, il gas appena purificato viene restituito alla glove box. Questo scambio permanente glove box-unità di purificazione consente un rinnovo dell’atmosfera della glove box che può essere misurato e controllato, e che costituisce la base per il mantenimento di una purezza interna. Pertanto, la purificazione del gas che passa attraverso l’unità di purificazione è essenziale per eliminare qualsiasi effetto di micro-inquinamento nella glove box.
Un’unità di purificazione ben dimensionata collegata a una glove box di classe 1 (norma ISO 10648-2) consente di ottenere e mantenere contenuti residui di H2O e O2 a un livello di purezza molto basso, in un intervallo da 0 a 5 ppm, ma spesso a valori inferiori a 1 ppm o meno.
Componenti delle unità di purificazione
Un’unità di purificazione include alcuni componenti critici per le prestazioni finali: un purificatore in acciaio inossidabile è il reattore in cui si trovano due specie chimiche che consentono l’adsorbimento di ossigeno e umidità dal gas vettore. Un setaccio molecolare costituito da piccole zeoliti per adsorbire H2O e un catalizzatore granulare di rame per adsorbire O2. Un ventilatore ermetico, il cuore dell’installazione, consente al gas di circolare tra la glove box e l’unità di purificazione.
Una scatola di controllo con un PLC (Controllore Logico Programmabile) garantisce l’automazione di molte operazioni, tra cui la regolazione della pressione che mantiene la glove box a una pressione leggermente superiore a quella atmosferica, ma anche la rigenerazione automatica del purificatore, che è simile a una riattivazione dei carichi del purificatore quando sono saturi.
Un touchscreen a colori, collegato alla scatola di controllo e connesso a tutti i sensori dell’installazione, su cui vengono visualizzati continuamente tutti i dati importanti, valori di H2O, O2, temperatura, pressione, ma anche grafici, allarmi e altre operazioni configurabili.
Un intero set di tubazioni in acciaio inossidabile e valvole automatizzate per la gestione del circuito di purificazione e le cui caratteristiche sono anch’esse importanti per la qualità finale.
Glove box dotate di unità di purificazione gas
Le glove box dotate di unità di purificazione gas sono classificate in un’ampia categoria di “protezione del prodotto”, rispetto a un’altra categoria di prodotti orientati alla protezione dell’operatore. Entrambe non sono contraddittorie.
La “protezione del prodotto” include l’uso nello stoccaggio e nell’utilizzo di composti che non possono essere manipolati all’aria aperta a causa della loro altissima reattività chimica, come i metalli alcalini o i composti a base di metalli di transizione. Alcuni materiali perderebbero le loro proprietà fisiche o chimiche, poiché le loro superfici potrebbero ossidarsi all’aria o degradarsi in presenza di umidità, mentre altri, come il sodio, presentano rischi piroforici molto elevati semplicemente per contatto con aria umida.
Grazie al loro potenziale, le glove box purificate hanno rapidamente trovato crescente accettazione in molti campi della ricerca e dell’industria. Sono ampiamente utilizzate nei settori della chimica (sintesi, chimica organometallica…), fisica (tecniche di deposizione di film sottili ad altissimo vuoto…), biologia al fine di riprodurre atmosfere anaerobiche. Nel settore industriale, le glove box purificate possono essere realizzate con dimensioni maggiori, vere e proprie postazioni di lavoro professionali nell’aeronautica, difesa e spazio (produzione additiva, saldatura del titanio, incapsulamento di scatole elettroniche…).