Het verminderen van de kooldioxide-uitstoot bij de productie van biosensoren: waarom we overstapten op infraroodlicht
Het maken van biosensoren vereist vaak complexe processtappen, zoals het drogen en harden van de sensoren. Lang geleden gebruikte de industrie nog conventionele ovens om dit te doen. Maar het is zinloos om veel lucht op te warmen alleen maar om één kleine sensor op temperatuur te brengen.
We besloten deze ovens te vervangen door infraroodlampen. Het is een simpele oplossing, maar het heeft een grote impact op de CO2-uitstoot van de fabriek: we hoeven geen energie meer te gebruiken om de lucht op te warmen, maar kunnen de sensoren rechtstreeks opwarmen.
De warmte precies daar waar het nodig is
Niemand vindt het fijn wanneer de ondergrond waarop de sensor wordt geplaatst vervormt. Om dit te voorkomen, moet de warmte snel worden toegepast. Hier komt infraroodlicht van pas: in plaats van te wachten tot de hete lucht zich verspreidt, wordt de energie rechtstreeks op de sensor gestuurd. Er is geen vertraging.
Omdat we specifieke golflengten kunnen gebruiken, komt de energie precies waar het nodig is. Hierdoor neemt de productiesnelheid toe en dalen de energiekosten, omdat we geen enorme hoeveelheden energie meer hoeven te gebruiken om de sensoren op temperatuur te houden.
Het kiezen van de juiste golflengte
We gebruiken niet zomaar welke lamp dan ook. We kiezen de golflengte op basis van het materiaal waarvan de sensor is gemaakt.
Als we te maken hebben met dikker materiaal, gebruiken we kortegolfrond infraroodlicht om de sensor dieper op te warmen. Voor de dunne organische lagen op het oppervlak is middengolflicht voldoende.
We gebruiken ook gecoatteerde kwartsomhulsels. Deze functioneren als ‘zonnebrillen’ voor de apparatuur, zodat UV-straling wordt gefilterd en de gevoelige biologische componenten in de sensor niet beschadigen.
De praktische aspecten
Als je een ‘groene fabriek’ wilt bouwen, is het logisch om volumineuze verwarmingselementen te vervangen door compacte infraroodarrays. Dit maakt veel ruimte vrij in de schone ruimte.
Maar er is één voorzorgsmaatregel: infraroodlicht is zeer intensief. De warmte kan erg snel te hoog worden. Als de koelingssystemen niet goed werken, kan de behuizing van de sensor zelfs smelten.
Om dit te voorkomen, gebruiken we PID-regelaars. Ze zorgen ervoor dat de temperatuur niet te hoog wordt, zodat er geen beschadigde sensoren ontstaan.