Funktionsprinzip der Reinigungseinheit
Das Prinzip einer Reinigungseinheit besteht darin, das Gas aus der Handschuhbox kontinuierlich in einem geschlossenen Kreislauf durch die Reinigungseinheit zu leiten. Nach dem Durchlaufen der Reinigungseinheit wird das frisch gereinigte Gas in die Handschuhbox zurückgeführt. Dieser permanente Austausch zwischen Handschuhbox und Reinigungseinheit ermöglicht eine Erneuerung der Atmosphäre in der Handschuhbox, die gemessen und kontrolliert werden kann und die Grundlage für die Aufrechterhaltung einer internen Reinheit bildet. Daher ist die Reinigung des durch die Reinigungseinheit strömenden Gases unerlässlich, um jegliche Mikroverunreinigungseffekte in der Handschuhbox zu eliminieren.
Eine gut dimensionierte Reinigungseinheit, die an eine Handschuhbox der Klasse 1 (Norm ISO 10648-2) angeschlossen ist, ermöglicht das Erreichen und Aufrechterhalten von H2O- und O2-Restgehalten auf einem sehr niedrigen Reinheitsniveau, in einem Bereich von 0 bis 5 ppm, oft jedoch bei Werten von 1 ppm oder weniger.
Komponenten von Reinigungseinheiten
Eine Reinigungseinheit umfasst bestimmte Komponenten, die für die endgültige Leistung entscheidend sind: Ein Reiniger aus Edelstahl ist der Reaktor, in dem sich zwei chemische Spezies befinden, die die Adsorption von Sauerstoff und Feuchtigkeit aus dem Trägergas ermöglichen. Ein Molekularsieb, bestehend aus kleinen Zeolithen zur Adsorption von H2O, und ein körniger Kupferkatalysator zur Adsorption von O2. Ein hermetischer Ventilator, das Herzstück der Anlage, ermöglicht die Zirkulation des Gases zwischen der Handschuhbox und der Reinigungseinheit.
Ein Schaltschrank mit einer SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) gewährleistet die Automatisierung zahlreicher Vorgänge, einschließlich der Druckregelung, die die Handschuhbox auf einem Druck leicht über dem Atmosphärendruck hält, aber auch die automatische Regeneration des Reinigers, was einer Reaktivierung der Reinigerfüllungen entspricht, wenn diese gesättigt sind.
Ein Farb-Touchscreen, der mit dem Schaltschrank und allen Sensoren der Anlage verbunden ist und auf dem alle wichtigen Daten wie H2O-, O2-, Temperatur- und Druckwerte, aber auch Grafiken, Alarme und andere konfigurierbare Vorgänge kontinuierlich angezeigt werden.
Ein kompletter Satz von Edelstahlrohrleitungen und automatisierten Ventilen für die Steuerung des Reinigungskreislaufs, deren Eigenschaften ebenfalls wichtig für die endgültige Qualität sind.
Mit Gasreinigungseinheiten ausgestattete Handschuhboxen
Mit Gasreinigungseinheiten ausgestattete Handschuhboxen werden in die große Kategorie „Produktschutz“ eingeordnet, im Gegensatz zu einer anderen Kategorie von Produkten, die auf den Personenschutz ausgerichtet sind. Beides schließt sich nicht aus.
„Produktschutz“ umfasst die Lagerung und Verwendung von Verbindungen, die aufgrund ihrer sehr hohen chemischen Reaktivität nicht an der freien Luft gehandhabt werden können, wie z. B. Alkalimetalle oder Verbindungen auf Basis von Übergangsmetallen. Einige Materialien würden ihre physikalischen oder chemischen Eigenschaften verlieren, da ihre Oberflächen an der Luft oxidieren oder in Gegenwart von Feuchtigkeit degradieren können, während andere, wie Natrium, bereits durch Kontakt mit feuchter Luft ein sehr hohes pyrophores Risiko darstellen.
Aufgrund ihres Potenzials haben gereinigte Handschuhboxen in vielen Bereichen der Forschung und Industrie schnell zunehmende Akzeptanz gefunden. Sie werden häufig in den Bereichen Chemie (Synthese, metallorganische Chemie …), Physik (Ultrahochvakuum-Dünnschichtabscheidungstechniken …) und Biologie eingesetzt, um anaerobe Atmosphären zu reproduzieren. Im industriellen Sektor können gereinigte Handschuhboxen mit größeren Abmessungen hergestellt werden, als echte professionelle Arbeitsstationen in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungssektor (additive Fertigung, Titanschweißen, Verkapselung von Elektronikgehäusen …).
