C’est pour cette raison, qu’à la mise en route d’une installation, il est impératif de procéder, préalablement au démarrage de l’unité de purification de gaz, à une évacuation de l’air contenu dans la boîte à gants. Cette opération visant à chasser l’air de la boîte à gants est souvent réalisée par une purge en gaz neutre, appelée également « balayage » (flushing gas method).
Principe d’une unité de purification
Le principe d’une unité de purification consiste à faire circuler en continu, en boucle fermée, le gaz de la boîte à gants à travers l’unité de purification. Une fois passé dans l’unité de purification, le gaz fraîchement purifié repart dans la boîte à gants. Cet échange permanent boîte à gants–unité de purification permet tout d’abord un renouvellement de l’atmosphère de la boîte à gants que l’on va pouvoir mesurer et contrôler, et qui constitue la base même du maintien d’une certaine pureté interne, ensuite une purification du gaz passant dans l’unité de purification, processus indispensable pour éliminer tout effet de micropollution dans la boîte à gants.
Une unité de purification bien dimensionnée connectée à une boîte à gants de classe 1 (norme ISO 10648-2) permet l’obtention et le maintien de teneurs résiduelles en H2O et O2 à un niveau de pureté très bas, dans une gamme de 0 à 5 ppm, mais bien souvent à des valeurs de l’ordre du ppm ou inférieur.
Composants des unités de purification
Une unité de purification comprend certains composants, déterminants dans les performances finales. Un épurateur en inox est le réacteur dans lequel se trouvent les deux espèces chimiques qui vont permettre l’absorption de l’oxygène et de l’humidité du gaz porteur. Un tamis moléculaire constitué de petites zéolithes pour adsorber H2O, d’autre part un catalyseur cuivre en granulés pour adsorber O2. Un ventilateur hermétique, le cœur de l’installation, qui permet la circulation du gaz entre la boîte à gants et l’épurateur.
Un coffret de commande avec automate PLC (Program Logical Controller) qui assure l’automatisation de nombreuses opérations, notamment la régulation de pression qui maintient la boîte à gants à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique, mais aussi la régénération automatique de l’épurateur assimilée à une ré-activation des charges de l’épurateur quand elles sont saturées.
Un écran tactile couleur, relié au coffret de commande et connecté à tous les capteurs de l’installation sur lequel vont s’afficher en continu toutes les données importantes, valeurs H2O, O2, température, pression, mais aussi des graphes, des alarmes paramétrables et autres opérations configurables.
Tout un ensemble de tuyauteries inox et vannes automatisées pour la gestion du circuit de purification et dont les caractéristiques sont importantes aussi dans la qualité finale.
Les différentes unités de purification de gaz proposées par Jacomex
Depuis plus de 70 ans, notre entreprise, qui est leader technique dans le domaine de la conception d’unités de purification de gaz neutre, propose également des pièges et purificateurs de solvants. Notre équipe d’ingénieurs conçoit, expérimente et valide nos modèles d’épurateurs de gaz. Nos épurateurs sont dédiés aux laboratoires de chimie et de physique de la Recherche académique et scientifique et au monde industriel. Nous ne cessons d’innover dans le développement de nouveaux systèmes d’épuration de gaz pour répondre à chaque besoin spécifique de nos clients.
Nous concevons donc différentes unités de purification de gaz, comme :
- L’unité de purification Core-8, qui a pour fonction la purification de l’atmosphère en gaz neutre d’une ou quelques boîtes à gants standard.
- L’unité de purification Core-10, qui a pour fonction la purification renforcée de l’atmosphère en gaz neutre d’une ou plusieurs boîtes à gants modulables.
- L’unité de purification Core-12, qui a pour fonction la purification de l’atmosphère en gaz neutre d’une ou plusieurs boîtes à gants sur-mesure ou intégrant des procédés.
- L’unité Core-24S, qui sert à la purification de l’atmosphère en gaz neutre d’une ou plusieurs boîtes à gants de grands volumes, tout en maîtrisant toujours des teneurs qui peuvent atteindre < 1 ppm H2O et/ou O2.
- L’unité Core-24P, qui permet de purifier l’atmosphère en gaz neutre d’une ou plusieurs boîtes à gants en continu sans interruption. Les teneurs pouvant être atteintes par le système sont < 1 ppm H2O et/ou O2.
- Les P(SYS)-IV-P & P(SYS)-IV-S, qui ont pour fonction la purification de l’atmosphère en gaz neutre d’une enceinte de confinement de très gros volume ou de plusieurs boîtes à gants. Les teneurs atteignables des systèmes sont < 1 ppm H2O et/ou O2.
- Le purificateur de solvants PURE(SOLV), qui permet de purifier des solvants pour un usage direct en boîtes à gants. Le stockage des réservoirs de solvants est hautement sécurisé.
- Les pièges à solvants PURE(TRAP) charbon actif et PURE(TRAP) régénérables, qui sont utilisables pour l’élimination des solvants organiques avant la purification de l’atmosphère H2O et O2. Les charges épurantes des unités de purification sont hautement protégées.
Les unités de purification de gaz élaborées par nos experts sont conçues dans une démarche éco-responsable. Nos collaborateurs vous orientent également de manière intelligente sur un modèle adapté à vos contraintes spécifiques et au volume à traiter.
Boîtes à gants équipées d’unités de purification de gaz
Les boîtes à gants équipées d’unités de purification de gaz sont classées dans une grande famille d’utilisation « protection des produits », par comparaison à une autre, orientée protection des opérateurs, les deux n’étant cependant pas nécessairement contradictoires.
L’origine de « protection des produits » remonte à l’utilisation qui en a été faite visant à pouvoir stocker et utiliser des composés qui ne peuvent être manipulés à l’air libre du fait de leur réactivité chimique très élevée, comme les métaux alcalins ou des composés à base de métaux de transition. Certains matériaux perdraient leurs propriétés physiques ou chimiques, leur surface pouvant s’oxyder à l’air ou se dégrader en présence d’humidité, certains autres comme le sodium présentent des risques pyrophoriques très élevés au simple contact d’un air humide.
Du fait de leurs possibilités, les boîtes à gants purifiées ont donc rapidement trouvé de plus en plus d’adeptes dans de nombreux secteurs de la recherche comme de l’industrie. Elles sont très largement utilisées dans les secteurs de la chimie (synthèse, chimie organométallique…), de la physique (techniques de dépôts de couches minces en ultravide…), de la biologie afin de reproduire des atmosphères anaérobies. Dans le secteur industriel, les boîtes à gants purifiées peuvent prendre des dimensions plus importantes, véritables postes de travail professionnels en aéronautique, défense et spatial (fabrication additive, soudure titane, encapsulation de boitiers électroniques …).
