Was ist das Funktionsprinzip einer Glove Box?
Eine Glove Box ist eine Kammer oder ein Containment-Handschuhkasten, der zu Schutzzwecken in Bereichen wie Pharmazie und Medizin, Chemie, Industrie, Luftfahrt usw. eingesetzt wird. Sie verfügt in der Regel über eine Edelstahlstruktur und eine hermetisch dichte Hauptkammer mit transparenten Seitenwänden. Für maximalen Schutz sind Handschuhe an den Wänden befestigt, sodass der Bediener von außen arbeiten kann, während das Containment gewahrt bleibt. Eine Glove Box verfügt grundsätzlich über mindestens eine Transferschleuse, um den Ein- und Austritt der zu schützenden Elemente und der Instrumentierung zu erleichtern. Ein Sicherheitsstrom verhindert riskante Phänomene, indem er automatisch die Ausbreitung gefährlicher Produkte unterbindet.
Die Kammer einer Glove Box ist inert oder gereinigt, in der Regel mittels Inertgas, einem neutralen Gas. Sie wird als stickstoffgeregelt bezeichnet, wenn ihr Reinigungssystem Stickstoff (N2) verwendet. Das Ergebnis ist eine Atmosphäre von sehr hoher Reinheit, frei von allen Spuren.
Alles über das Reinigungssystem
Ein Reinigungssystem lässt das neutrale Gas zirkulieren, in diesem Fall Stickstoff (in bestimmten Fällen wird Stickstoff jedoch durch Argon ersetzt) bei einer stickstoffgeregelten Glove Box. Diese Zirkulation erfolgt kontinuierlich in einem geschlossenen Kreislauf zwischen der Glove Box und dem Reiniger. Nach dem Durchlaufen der Reinigungseinheit wird das gereinigte Gas wieder in die Glove Box eingeleitet. Die Gasreinigung mit dem Reinigungssystem erhält eine reine und stabile Atmosphäre im Inneren der hermetischen Kammer aufrecht.
Das Reinigungssystem besteht aus verschiedenen Komponenten: Wäscher, Molekularsieb zur H2O-Absorption, Katalysator zur O2-Absorption, hermetischer Zirkulator, Reinigungskreislauf, Analysatoren und Sensoren. Die Druckregelung, deren Ziel es ist, den Druck in der Glove Box auf einem Niveau leicht über dem atmosphärischen Druck zu halten, wird über eine Steuerbox mit SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) gesteuert. Diese gewährleistet auch die automatische Regeneration des Wäschers durch Reaktivierung der Wäscherladungen, wenn diese gesättigt sind. Das Bedienfeld ist mit einem Touchscreen verbunden, der direkt und kontinuierlich mit den Sensoren der Anlage kommuniziert. Wichtige Daten werden kontinuierlich auf dem Bildschirm angezeigt (O2, H2O, Druck, Temperatur) sowie Menüs, die die Bedienung erleichtern oder jederzeit die ordnungsgemäße Gesamtfunktion sicherstellen: Diagramme, konfigurierbare Vorgänge, konfigurierbare Alarme, Spülungen usw.
Was sind die Besonderheiten einer stickstoffregulierten Glovebox?
Eine stickstoffgeregelte Glove Box verstärkt den Schutz der Produkte oder eines Prozesses bzw. eines Experiments. In diesem Glove-Box-Typ ermöglichen integrierte Vorrichtungen die Rezirkulation von Stickstoff in einem geschlossenen Kreislauf über eine in den Kreislauf integrierte Reinigungssäule. Ein Ventilator zwingt den aufgefangenen Stickstoff, über diese Reinigungssäule zu strömen, die mit chemischen Substanzen gefüllt ist, in diesem Fall aktivem Kupfer zur Entfernung von Sauerstoff und Molekularsieb zur Entfernung von Feuchtigkeit. Aufgrund dieses kontinuierlichen Rezirkulationsprinzips wird der Stickstoff gereinigt, bevor er wieder in die Glove Box eingeleitet wird.
Darüber hinaus müssen die von jeder Anwendung geforderten Anforderungen während des Containments gewissenhaft eingehalten werden. Temperatur, Druck und interne Bedingungen der Glove Box werden über ein Bedienfeld geregelt. Mit einer Stickstoffreinigungseinheit wird der Druck beispielsweise über dem atmosphärischen Druck gehalten, während die Sauerstoff- und Feuchtigkeitswerte unter 1 ppm gehalten werden. Mikroverunreinigungen werden aus der Glove Box evakuiert und die interne Umgebung bleibt extrem rein.
Anwendungen einer Glove Box unter Stickstoff
Die stickstoffgeregelte Glove Box eignet sich am besten für Anwendungen, bei denen Substanzen, Materialien oder Werkstoffe gehandhabt werden müssen, die empfindlich gegenüber Luft, Feuchtigkeit oder Nässe sind. Sie bietet eine wasserfreie, anaerobe und hochreine Arbeitsumgebung. Sie ist besonders geeignet für nukleare Anwendungen (Handhabung radioaktiver Elemente), chemische und physikalische Prozesse (Entwicklung von Photovoltaikzellen, OLEDs und organischen Transistoren), Biologie sowie für pharmazeutische und medizinische Industrieprozesse.
Was Sie sich merken sollten:
- Eine stickstoffgeregelte Glove Box ist eine Glove Box, deren Reinigungssystem mit N2 betrieben wird,
- Sie arbeitet im Überdruck,
- Sie ist ausschließlich für Anwendungen vorgesehen, die ein Containment in inerter Atmosphäre erfordern,
- Sie ist dem Schutz von Produkten oder Prozessen gewidmet.