Quel est le principe d’une boîte à gants ?
Une boîte à gants ou enceinte de confinement peut être utilisée à des fins de protection dans les secteurs comme le pharma-médical, la chimie, l’industrie, l’aéronautique, etc. Elle a généralement une structure en inox ainsi qu’une chambre principale hermétique, dont les faces de travail sont transparentes. Pour une protection maximale, des gants de manipulation sont fixés sur ces dernières de sorte que l’opérateur peut intervenir de l’extérieur sans remise en cause du confinement. Une boîte à gant possède systématiquement au minimum un sas de transfert pour faciliter l’entrée et la sortie des produits, échantillons et des outils ou instrumentations diverses.
L’atmosphère d’une boîte à gants sous atmosphère contrôlée est inertée ou purifiée, généralement, au moyen d’un gaz inerte, neutre ou pur. On dit qu’elle est régulée sous azote quand son système de purification utilise de l’azote (N2). On obtient, alors, une atmosphère d’une très haute pureté exempte de toutes traces de polluants atmosphériques.
Tout savoir sur le système de purification
Un système de purification fait circuler le gaz neutre, en l’occurrence de l’azote (mais dans certains cas bien précis l’azote sera remplacé par de l’argon) pour le cas d’une boîte à gants régulée sous azote. Cette circulation se fait en continu, en boucle fermée entre la boîte à gants et le purificateur. Après son passage dans l’unité de purification, le gaz purifié est réinjecté dans la boîte à gants. La purification du gaz à l’aide du système de purification maintient à l’intérieur de l’enceinte hermétique une atmosphère pure et stable.
Différents composants constituent le système de purification : épurateur, tamis moléculaire pour l’absorption de le H2O, catalyseur pour l’absorption de l’O2, circulateur hermétique, circuit de purification, analyseurs et capteurs. La régulation de pression, dont le but est de maintenir la pression de la boîte à gants à un niveau légèrement supérieur à celle de la pression atmosphérique, est relayée par un coffret de commande avec automate de type PLC (Program Logical Controller). Celui-ci assure également la régénération automatique de l’épurateur par la réactivation des charges épurantes lorsqu’elles sont saturées. Le coffret de commande est relié à un écran tactile en communication directe et continue avec les capteurs de l’installation. Les données importantes sont affichées en continu sur l’écran (valeurs O2, H2O, pression, température) tout comme des menus facilitant les opérations ou permettant de s’assurer à tout instant du bon fonctionnement général : graphes, opérations configurables, alarmes paramétrables, purges etc…
Quelles sont les spécificités d’une boîte à gants régulée azote ?
Une boîte à gants régulée sous azote renforce la protection des produits ou d’un procédé ou d’une expérimentation. Dans ce type de boîtes à gants, des dispositifs intégrés permettent la recirculation de l’azote en boucle fermée sur une colonne de purification intégrée au circuit. Un circulateur force l’azote ainsi prélevé à passer sur cette colonne de purification remplie d’espèces chimiques, en l’occurrence du cuivre actif pour l’élimination de l’oxygène et du tamis moléculaire pour l’élimination de l’humidité. Grâce à ce principe de recirculation en continu, l’azote est purifié avant d’être réinjecté dans la boîte à gants.
Par ailleurs, les contraintes requises par l’application spécifique sont respectées. La température, la pression et les conditions internes de la boîte à gants sont régulées depuis un panneau de contrôle. Avec une unité de purification sous azote, la pression est, par exemple, maintenue automatiquement au-dessus de la pression atmosphérique, mais en cas de pression excessive, l’excès de gaz sera évacué. Le taux résiduel d’oxygène et d’humidité est maintenu à moins de 1 ppm car l’unité de purification élimine également tout risque de micro-pollution.
Les applications d’une boîte à gants sous azote
La boîte à gants régulée sous azote est la plus adaptée pour les manipulations ou procédés de matériaux sensibles à l’air et/ou à l’humidité. Elle offre un environnement de travail anhydre, anaérobie et ultra propre. Dans des cas bien particuliers elle convient également aux applications nucléaires (manipulations d’éléments radioactifs oxydables), aux procédés chimiques et physiques (développements de cellules photovoltaïques, oleds et transistors organiques), en biologie et pour des process industriels pharmaceutiques et médicaux.
Ce qu’il faut retenir :
- Une boîte à gants régulée azote est une boîte à gants, dont le système de purification est alimenté par du N2 afin de réduire la concentration d’impureté en H2O et/ou O2 à des niveaux de l’ordre du ppm,
- Elle fonctionne en surpression (sauf applications nucléaires),
- Elle se destine aux applications scientifiques ou industrielles
- Elle est vouée à la protection des produits ou des procédés.
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