Ituglovebox pada dasarnya adalah sistem loop tertutup presisi yang mengintegrasikan pemurnian gas, daya sirkulasi, dan kontrol tekanan. sistem sirkulasi loop tertutup Tujuan utamanya bukan sekadar untuk 'menghilangkan udara', namun untuk menjaga agar gas inert di dalam ruangan terus bersirkulasi dan memurnikan diri, sehingga kadar air dan oksigen dapat tetap berada pada tingkat yang sangat rendah yaitu <1 ppm dalam jangka panjang. Sistem sirkulasi loop tertutup glovebox Mikrouna terdiri dari lima tahap operasi: daya sirkulasi dan pengiriman gas, pemurnian pengotor, kontrol logika tekanan dan katup, regenerasi kolom pemurnian, dan regulasi pemantauan-umpan balik.
Langkah 1: Sirkulasi Tenaga dan Pengiriman Gas
Sirkulasi loop tertutup adalah sirkuit tertutup seluruhnya. Gas yang bekerja adalah argon atau nitrogen dengan kemurnian tinggi, dan kipas sirkulasi frekuensi variabel berfungsi sebagai sumber daya untuk keseluruhan sistem. Kipas Mikrouna memiliki laju aliran 90 m³/jam, sedangkan model yang berbeda dapat memberikan laju aliran yang lebih tinggi, seperti 145 atau 180 m³/jam, sesuai kebutuhan. Kipas menarik gas inert dari dalam ruang glovebox dan mengangkutnya melalui pipa baja tahan karat ke unit kolom pemurnian. Setelah pemurnian, gas inert yang bersih dikembalikan ke ruang glovebox, membentuk sirkuit tertutup. Gas hanya bersirkulasi di dalam sistem dan tidak langsung dibuang ke luar, sehingga memaksimalkan konservasi gas inert dengan kemurnian tinggi.
Pipa sirkulasi glovebox dapat diperluas ke ruang proses yang terhubung, sehingga gas di dalam ruang tersebut dapat berpartisipasi dalam sirkulasi secara bersamaan dan memastikan pembuangan air dan oksigen. Lingkaran sirkulasi dilengkapi dengan katup sudut pneumatik dan katup solenoid terintegrasi. PLC secara otomatis menghidupkan dan mematikan katup sesuai dengan kondisi pengoperasian, mengisolasi kolom pemurnian selama regenerasi sekaligus memastikan sirkulasi glovebox utama terus berlanjut tanpa gangguan.
Langkah 2: Penghapusan Air dan Oksigen Di Dalam Kolom Pemurnian
Gas campuran yang didorong oleh kipas memasuki bejana kolom pemurnian, yang diisi dengan 5 kg katalis tembaga dan 5 kg saringan molekuler. Gas pertama-tama melewati lapisan saringan molekuler, di mana struktur mikropori secara fisik menyerap molekul air dari aliran gas, menyelesaikan dehidrasi. Gas kemudian mengalir melalui lapisan katalis tembaga, tempat unsur tembaga bereaksi secara kimia dengan oksigen dalam aliran gas untuk menghilangkan oksigen. Gas inert dengan kemurnian tinggi yang dimurnikan kemudian mengalir kembali melalui pipa ke dalam ruang glovebox, mengurangi konsentrasi air dan oksigen di dalam ruang.
Setelah sirkulasi berulang kali, air dan oksigen di dalam ruangan terus-menerus ditangkap oleh bahan pengisi, dan tingkat air dan oksigen secara bertahap menurun hingga kisaran 1 ppm. Pada saat yang sama, filter berukuran 0,3 μm di dalam glovebox dapat menyaring bubuk dan debu dari sirkulasi gas, mencegah bubuk pengisi terbawa kembali ke dalam ruangan dan mengkontaminasi sampel.
Langkah 3: Kontrol Tekanan dan Katup Terkoordinasi
Sistem sirkulasi loop tertutup tidak sepenuhnya tertutup rapat. Sistem terus memantau tekanan ruang dan mempertahankan tekanan sedikit positif. Pengoperasian kipas sirkulasi menyebabkan fluktuasi tekanan, sehingga sistem secara otomatis menyuplai sejumlah kecil gas inert untuk mengkompensasi kehilangan tekanan. Ketika tekanan terlalu tinggi, sistem secara otomatis membuka ventilasi untuk menghilangkan tekanan; ketika tekanan terlalu rendah, alarm dipicu untuk menunjukkan kemungkinan masalah penyegelan.
Langkah 4: Regenerasi Kolom Pemurnian untuk Mengembalikan Kapasitas Pemurnian
Setelah sirkulasi terus menerus, saringan molekuler menjadi jenuh dengan air yang teradsorpsi, sedangkan katalis tembaga sebagian besar diubah menjadi oksida tembaga, sehingga mengurangi kapasitas pemurnian. Sistem memutuskan kolom pemurnian yang akan dibuat ulang dari loop sirkulasi utama dan memasukkan campuran hidrogen/gas inert 5–10%. Kolom pemurnian dipanaskan, dan hidrogen mereduksi oksida tembaga kembali menjadi unsur tembaga aktif. Saringan molekuler melepaskan uap air yang teradsorpsi pada suhu tinggi, dan uap air tersebut dikeluarkan dari sistem dengan gas buang regenerasi.
Setelah reduksi dan desorpsi selesai, pemanasan dihentikan dan gas inert digunakan untuk membersihkan dan mendinginkan kolom pemurnian. Bahan pengisi memulihkan kemampuannya untuk menghilangkan air dan oksigen, dan katup beralih untuk menghubungkan kembali kolom ke sirkulasi loop tertutup. Seluruh proses regenerasi dikontrol secara otomatis oleh PLC dan tidak memerlukan pengoperasian manual.
Langkah 5: Pemantauan, Umpan Balik, dan Regulasi Loop Tertutup
Antarmuka pengambilan sampel dipasang di perpipaan loop tertutup. Alat analisa air dan oksigen secara terus-menerus mengambil sampel gas yang bersirkulasi dan menyediakan data air dan oksigen secara real-time ke PLC. Jika kadar air dan oksigen meningkat karena bahan melepaskan kotoran atau karena kebocoran segel, sistem akan menjaga kecepatan kipas tetap tinggi dan meningkatkan aliran sirkulasi untuk mempercepat pembuangan kotoran. Ketika indikator tetap stabil dan sesuai spesifikasi untuk jangka waktu lama, kipas frekuensi variabel mengurangi kecepatannya untuk menurunkan konsumsi energi.
Sistem sirkulasi loop tertutup glovebox Mikrouna mengandalkan gas inert yang berulang kali mengalir melalui sirkuit tertutup, media pemurnian yang terus menerus menangkap kotoran, regenerasi yang memulihkan media setelah saturasi, dan pengaturan umpan balik berbasis sensor. Bersama-sama, fungsi-fungsi ini memastikan bahwa ruang glovebox—dan ruang proses terhubung yang terintegrasi dengan glovebox—dapat mempertahankan atmosfer inert dengan kemurnian tinggi, anhidrat, dan bebas oksigen dalam jangka panjang.
