Сокращение выбросов углерода при производстве биосенсоров с использованием инфракрасного нагрева
Производство биосенсоров – это сложный процесс. Необходимо, чтобы температура во время процедур затвердевания и обезвоживания была идеальной; в противном случае весь продукт будет испорчен. Долгое время мы использовали для этой цели большие конвекционные печи. Но есть проблема: нагреваемый объем воздуха оказывается слишком велик по сравнению с размерами самого кристалла, что приводит к значительной трате энергии.
Поэтому мы начали заменять такие печи на системы с инфракрасными лампами. Это гораздо более эффективный способ нагрева, к тому же это позволяет сделать процесс производства более экологичным.
Магия излучательной энергии
Вместо ожидания циркуляции горячего воздуха, инфракрасные лампы направляют энергию прямо в материал, из которого изготовлен сенсор. Это происходит очень быстро. Мы предпочитаем использовать длинноволновые инфракрасные лампы, поскольку они проникают в тонкие слои материала, а не остаются лишь на его поверхности. Благодаря высокой плотности энергии процесс затвердевания происходит в гораздо меньшее время. Это позволяет использовать более компактные устройства, а также сокращает расходы на электроэнергию.
Выбор правильного оборудования
Нельзя просто использовать любую лампу. Мы используем кварцевые корпуса высокой чистоты, чтобы ничего не утекало и не загрязняло сенсоры. Поскольку биосенсоры имеют чрезвычайно хрупкие органические слои, мы используем специальные эмиттеры для регулировки длины волны излучения. Это похоже на регулятор яркости – он обеспечивает точное количество энергии, необходимое для работы сенсора, без повреждения его чувствительных элементов. К тому же такие лампы можно подключить к существующим системам управления, что позволяет достигать времени реакции в миллисекундах.
Недостатки (ведь их всегда есть)
Инфракрасный нагрев – это не волшебная палочка. Когда используется такой высокий уровень излучения, возникает проблема: на краях кристалла может быть слишком высокая температура, что может привести к деформации всего кристалла. Если системы охлаждения и потоки воздуха не настроены правильно, все равно получится лишь куча отходов. Необходимо правильно настроить системы охлаждения, иначе экономия энергии не окупится из-за потерь.
Но когда все настроено правильно, это действительно решение проблемы. Мы заменяем медленные и энергозатратные методы нагрева на целенаправленное излучение, которое активируется только тогда, когда это действительно необходимо.