Het juiste gebruik van warmte bij de productie van biosensoren
Bij het maken van biosensoren moet je goed opletten met betrekking tot warmte. Je hebt warmte nodig om de polymeren te laten harden en de substraatmaterialen klaar te maken. Maar één verkeerde zet kan er echter toe leiden dat je biologische lagen beschadigen. Het is dus een soort ‘wandelen op een slanke koord’.
Daarom maken we gebruik van korte golflengten IR-lampen. In plaats van alle lucht in de ruimte op te warmen, stralen deze lampen hun energie rechtstreeks op het substraat af. Dit is nauwkeurig en effectief. Bovendien veroorzaken ze geen schade aan de omringende onderdelen.
De strijd om stroom
Als je een slimme fabriek hebt, moet je beschikken over voldoende warmte. Hoge-kW IR-tubes zijn ideaal, want ze kunnen snel worden ingeschakeld. Hierdoor hoeven de sensoren minder tijd te wachten op de transportband en kunnen ze sneller worden verzonden.
Maar er is ook een nadeel: je kunt de stroomsterkte niet zomaar verhogen. Je moet rekening houden met je stroomnetwerk. Als je te veel stroom gebruikt om het proces te versnellen, moeten je koelsystemen wel in staat zijn om dit aan te kunnen. Anders kunnen de elektronische onderdelen oververhit raken, waardoor er nog meer problemen ontstaan.
Het gaat om de gegevens
De lamp is slechts een hulpmiddel. De echte magie zit in de manier waarop je hem bedient. We verbinden deze systemen met PID-regelaars die gebruikmaken van PLC’s. Hierdoor kunnen we de temperatuur in real-time monitoren en de stroomsterkte aanpassen. Elke batch heeft dan zijn eigen digitale ‘thermische profil’.
Waarom is dat belangrijk? Omdat je dan precies weet waar het misging tijdens het productieproces. Je kunt dan terugkijken naar de exacte temperatuurcurve van die specifieke sensor en zien waar het probleem zat.
De compromissen
Directe IR-verwarming is zeer snel, maar het is niet perfect. Er kunnen sterke thermische verschillen ontstaan – sommige plekken worden veel warmer dan andere. Als het substraat te dun is, kunnen er ‘heette punten’ ontstaan of wordt de harding ongelijkmatig.
Om dit te voorkomen, passen we de brandpuntsafstand aan en gebruiken we reflecterende behuizingen om de energie gelijkmatiger te verdelen. Hierdoor raak je wel wat snelheid kwijt, maar je krijgt wel meer uniformiteit. Dat is een compromis dat we graag willen gaan. Het is veel beter dan dat je je biologische reagentia beschadigt alleen maar om een paar seconden te besparen.