Snížení uhlíkových emisí při výrobě biosenzorů pomocí přesného infračerveného zahřívání
Výroba biosenzorů je náročný proces. Během procesů zasychání a odvodnění je potřeba, aby teplota byla přesně správná – jinak je celý proces zničen. Dlouho jsme tyto senzory prostě vkládali do velkých konvekčních pecí. Ale problém je v tom, že ohřev obrovského objemu vzduchu jen proto, abychom zahřáli malý čip, představuje obrovskou ztrátu energie.
Proto začínáme tyto pece nahrazovat systémy s infračervenými lampami. Jedná se o mnohem efektivnější způsob zahřívání, který navíc pomáhá ušetřit energii.
Kouzlo zářivé energie
Místo čekání na cirkulaci horkého vzduchu posílají infračervené lampy energii přímo do povrchu senzoru. Je to rychlé – opravdu rychlé.
Přednost dáváme krátkovlnnému infračervenému záření, protože se totiž dostává hluboko do tenkých vrstev senzoru, místo toho, aby zůstalo pouze na povrchu. Vzhledem k vysoké hustotě energie probíhá proces zasychání v mnohem kratší době. To znamená, že stroje mohou být menší a účty za elektřinu také nižší.
Správné vybavení
Nelze použít jakoukoliv lampu. Používáme kvartové vlákna vysoké čistoty, aby nic neuniklo ven a nezkazilo senzory.
Jelikož biosenzory mají často velmi křehké organické vrstvy, používáme emitory s povlakem, které umožňují regulaci vlnové délky. Můžete si to představit jako regulátor intenzity tepla – zajistí se tak, že materiál dostane přesně to, co potřebuje, aniž by došlo k poškození křehkých částí. Navíc se tyto lampy připojují přímo do vašich stávajících PLC systémů, takže doby reakce jsou měřeny v milisekundách.
Nevýhody (protože vždycky nějaké jsou)
Infračervené zahřívání není žádný „kouzelný hůl“. Když vysíláte tak velké množství zářivé energie, vznikají problémy – např. přehřátí okrajů čipu, což může způsobit deformaci celého substrátu. Pokud nejsou chladiče a proudění vzduchu správně nastaveny, skončíte s hromadou odpadků. Musíte tedy správně nastavit chlazení – jinak úspory energie nebudou dostatečné.
Ale když to funguje? Je to opravdu skvělé. Nahrazujeme ty pomalé a energeticky náročné metody cíleným zahříváním, které se zapíná pouze tehdy, když je to opravdu potřeba.