Сокращение выбросов углерода при производстве биосенсоров: почему мы перешли на инфракрасное освещение
Производство биосенсоров сопряжено с сложными процедурами высыхания и отверждения материалов. Долгое время промышленность использовала традиционные конвекционные печи. Но проблема в том, что нагрев большого объема воздуха ради нагрева крошечного сенсора — это огромная трата энергии.
Мы решили заменить эти печи на системы инфракрасных ламп. Это простое решение, но оно значительно снижает углеродный след завода: мы больше не тратим энергию на нагрев воздуха, а нагреваем сам продукт.
Нагрев в нужном месте
Никому не нравится, когда подложки деформируются. Чтобы этого избежать, необходимо быстро доставлять тепло в нужное место. Именно здесь проявляется преимущество инфракрасного освещения. Вместо ожидания циркуляции горячего воздуха лампы направляют энергию прямо на поверхность чипа. Нет задержек, нет необходимости ждать.
Поскольку мы можем выбирать определенные длины волн, энергия попадает именно туда, где она нужна. Таким образом ускоряется производственный процесс, а расходы на электроэнергию снижаются, ведь не требуется тратить киловатты на нагрев большого металлического корпуса во время загрузки и разгрузки компонентов.
Выбор правильной длины волны
Мы не используем любые лампы. Мы выбираем длину волны в зависимости от материала, из которого сделан сенсор. Если речь идет о более толстых подложках, мы используем коротковолновое инфракрасное излучение, чтобы нагреть материал изнутри. А для тонких органических пленок на поверхности подходит средневолновое излучение.
Кроме того, мы используем кварцевые корпуса с защитным покрытием. Они выполняют роль «солнцезащитных очков» для оборудования, фильтруя ультрафиолетовое излучение, чтобы оно не повредило чувствительные биологические реагенты в сенсоре.
Реальные условия использования
Если вы хотите создать «зеленый завод», замена громоздких нагревательных элементов на компактные инфракрасные системы — это очевидный шаг. Это позволяет освободить много пространства в чистой комнате.
Но есть один нюанс: инфракрасное излучение очень интенсивно. Из-за высокой температуры вещи могут быстро нагреваться. Если система охлаждения не справляется со своей задачей, возможно, корпус сенсора может размягчиться или даже растаять. Чтобы избежать этого, мы используем контроллеры типа PID. Они выполняют функцию защиты, предотвращая превышение температуры и тем самым спасая сенсоры от повреждений.