Riduzione delle emissioni di carbonio nella produzione di biosensori: perché abbiamo optato per le lampade a raggi infrarossi
La produzione di biosensori richiede l’uso di processi di essiccazione e riscaldamento piuttosto complessi. Per molto tempo, l’industria ha utilizzato forni tradizionali a convezione. Tuttavia, riscaldare una grande quantità d’aria solo per riscaldare un piccolo sensore rappresenta uno spreco enorme di energia.
Abbiamo deciso quindi di sostituire questi forni con sistemi a lampade a raggi infrarossi. Si tratta di una soluzione semplice, ma che permette di ridurre notevolmente l’impronta di carbonio della fabbrica: infatti, non è più necessario riscaldare l’aria, ma basta riscaldare direttamente il prodotto stesso.
Riscaldamento mirato dove serve davvero
A nessuno piace quando i substrati si deformano. Per evitare questo problema, è necessario riscaldare rapidamente il materiale. È qui che entrano in gioco le lampade a raggi infrarossi: invece di aspettare che l’aria calda circoli nell’ambiente, le lampade irradiano energia direttamente sul substrato. Non ci sono ritardi, né attese inutili. Poiché possiamo selezionare specifiche bande di assorbimento, l’energia viene indirizzata esattamente dove è necessaria. In questo modo, la velocità di produzione aumenta, mentre il consumo di energia diminuisce, poiché non è più necessario riscaldare grandi volumi d’aria per mantenere caldo il contenitore metallico in cui vengono inseriti i componenti del sensore.
Scegliere la lunghezza d’onda giusta
Non utilizziamo semplicemente qualsiasi tipo di lampada: scegliamo la lunghezza d’onda in base alla materia di cui è fatto il sensore. Se si trattano di substrati spessi, utilizziamo raggi infrarossi a breve lunghezza d’onda per riscaldare anche le parti più profonde del substrato. Per quelle sottili membrane organiche presenti sulla superficie, invece, bastano raggi infrarossi a media lunghezza d’onda. Utilizziamo anche involucri di quarzo rivestiti: questi funzionano come “occhiali da sole” per l’apparecchiatura, filtrando i raggi UV e proteggendo così i reagenti biologici sensibili presenti nel sensore.
La realtà della produzione
Se si vuole creare una “fabbrica verde”, sostituire gli elementi di riscaldamento ingombranti con array a raggi infrarossi è una scelta ovvia. Questo permette di liberare spazio prezioso nella sala pulita. Tuttavia, bisogna fare attenzione: i raggi infrarossi sono molto intensi. Poiché il calore è localizzato, le temperature possono aumentare molto rapidamente. Se i sistemi di raffreddamento non sono adeguati, è possibile che il contenitore del sensore si fonda accidentalmente. Per evitare problemi, utilizziamo controller PID a circuito chiuso: questi fungono da sistema di sicurezza, impedendo che la temperatura superi i limiti consentiti e evitando così la distruzione dei sensori.