Principio de funcionamiento de la unidad de purificación
El principio de una unidad de purificación consiste en hacer circular continuamente, en circuito cerrado, el gas de la caja de guantes a través de la unidad de purificación. Una vez que ha pasado por la unidad de purificación, el gas recién purificado se devuelve a la caja de guantes. Este intercambio permanente entre la caja de guantes y la unidad de purificación permite una renovación de la atmósfera de la caja de guantes que puede medirse y controlarse, y que constituye la base para mantener una pureza interna. Por tanto, la purificación del gas que pasa por la unidad de purificación es esencial para eliminar cualquier efecto de microcontaminación en la caja de guantes.
Una unidad de purificación bien dimensionada conectada a una caja de guantes de clase 1 (norma ISO 10648-2) permite obtener y mantener contenidos residuales de H2O y O2 en un nivel de pureza muy bajo, en un rango de 0 a 5 ppm, pero a menudo en valores de 1 ppm o inferiores.
Componentes de las unidades de purificación
Una unidad de purificación incluye ciertos componentes que son críticos para el rendimiento final: un purificador de acero inoxidable es el reactor donde se encuentran dos especies químicas que permitirán la adsorción del oxígeno y la humedad del gas portador. Un tamiz molecular compuesto por pequeñas zeolitas para adsorber el H2O y un catalizador de cobre granular para adsorber el O2. Un ventilador hermético, el corazón de la instalación, permite que el gas circule entre la caja de guantes y la unidad de purificación.
Un cuadro de control con un PLC (Controlador Lógico Programable) garantiza la automatización de muchas operaciones, incluida la regulación de la presión que mantiene la caja de guantes a una presión ligeramente superior a la atmosférica, pero también la regeneración automática del purificador, que es similar a una reactivación de las cargas del purificador cuando están saturadas.
Una pantalla táctil a color, conectada al cuadro de control y vinculada a todos los sensores de la instalación, donde se muestran continuamente todos los datos importantes: valores de H2O, O2, temperatura, presión, así como gráficos, alarmas y otras operaciones configurables.
Todo un conjunto de tuberías de acero inoxidable y válvulas automatizadas para la gestión del circuito de purificación, cuyas características también son importantes para la calidad final.
Cajas de guantes equipadas con unidades de purificación de gas
Las cajas de guantes equipadas con unidades de purificación de gas se clasifican en una amplia categoría de «protección del producto», en comparación con otra categoría de productos orientados a la protección del operario. Ambas no son contradictorias.
La «protección del producto» incluye el almacenamiento y el uso de compuestos que no pueden manipularse al aire libre debido a su altísima reactividad química, como los metales alcalinos o los compuestos basados en metales de transición. Algunos materiales perderían sus propiedades físicas o químicas, ya que sus superficies pueden oxidarse en el aire o degradarse en presencia de humedad, mientras que otros, como el sodio, presentan riesgos pirofóricos muy elevados por el simple contacto con el aire húmedo.
Debido a su potencial, las cajas de guantes purificadas han encontrado rápidamente una aceptación creciente en muchos campos de la investigación y la industria. Se utilizan ampliamente en los campos de la química (síntesis, química organometálica…), la física (técnicas de deposición de capas finas en vacío ultra alto…) y la biología para reproducir atmósferas anaeróbicas. En el sector industrial, las cajas de guantes purificadas pueden fabricarse con dimensiones mayores, convirtiéndose en verdaderos puestos de trabajo profesionales en aeronáutica, defensa y espacio (fabricación aditiva, soldadura de titanio, encapsulado de cajas electrónicas…).