Snižování uhlíkové stopy při výrobě biosenzorů: Proč jsme přešli na infračervené zářivky
Výroba biosenzorů spočívá především v složitých procesech zahřívání a sušení. Po dlouhou dobu se průmysl spoléhal na klasické konvekční trouby. Ale problém je v tom, že ohřev velkého objemu vzduchu jen proto, abychom nahřáli malý senzor, představuje obrovskou ztrátu energie.
Rozhodli jsme se tyto trouby nahradit systémy s infračervenými zářivkami. Je to jednoduché řešení, ale výrazně snižuje uhlíkovou stopu továrny – přestáváme totiž platit za ohřev vzduchu a začínáme ohřívat samotný výrobek.
Poskytování tepla tam, kde je opravdu potřeba
Nikomu se nelíbí, když se substráty deformují. Aby se tomu zabránilo, je potřeba teplotu dostat tam rychle. Právě zde vynikají infračervené zářivky. Místo čekání na cirkulaci horkého vzduchu posílají zářivky energii přímo na destičku. Není tu žádné zpoždění, žádné čekání. Jelikož můžeme zaměřit energii na konkrétní oblasti, energie putuje přesně tam, kde je potřeba. Rychlost výroby se zvyšuje a náklady na elektřinu klesají – nemusíme totiž spalovat kilowaty jen proto, abychom udrželi velkou kovovou skříňku v teple během nakládání a vykládání součástek.
Výběr správné vlnové délky
Nepoužíváme prostě jakékoli zářivky. Vlnovou délku volíme na základě toho, z čeho senzor skutečně je vyroben. Pokud pracujeme s tlustšími substráty, používáme krátkovlnné infračervené zářivky, abychom dosáhli hluboko dovnitř. U tenkých organických filmů na povrchu stačí střednovlnné zářivky. Používáme také povlakované křemíkové obaly – ty fungují jako brýle pro zařízení, filtračně odstraňují UV záření, aby nepoškodilo citlivé biologické činidla na senzoru.
Realita tohoto řešení
Pokud se snažíte vytvořit „zelenou továrnu“, není pochyb o tom, že nahrazení objemných ohřívacích prvků kompaktními infračervenými systémy je dobré rozhodnutí. Uvolní to spoustu prostoru v čisté místnosti. Ale je potřeba být opatrní – infračervené záření je velmi intenzivní. Protože teplota je velmi lokalizovaná, věci se mohou velmi rychle zahřát. Pokud vaše chladicí systémy nejsou dostatečné, můžete náhodou roztavit obal senzoru. Aby se situace nezhoršila, používáme regulátory typu PID. Ty fungují jako bezpečnostní síť – zabrání nadměrnému zvyšování teploty, abyste nezkomolili celou sérii senzorů.