Giảm lượng khí thải carbon trong quy trình sản xuất biosensor: Tại sao chúng tôi chọn sử dụng đèn hồng ngoại?
Việc chế tạo biosensor đòi hỏi phải trải qua nhiều giai đoạn xử lý phức tạp như sấy khô và làm cứng vật liệu. Trong thời gian dài, ngành công nghiệp này vẫn sử dụng các lò sưởi kiểu truyền thống. Nhưng việc dùng nhiều năng lượng để làm ấm một lượng không khí lớn chỉ nhằm mục đích làm ấm một chiếc cảm biến nhỏ thì thật là lãng phí.
Chúng tôi quyết định thay thế những lò sưởi đó bằng hệ thống đèn hồng ngoại. Đây là giải pháp đơn giản, nhưng nó giúp giảm đáng kể lượng khí thải carbon do nhà máy thải ra. Chúng tôi không cần phải dùng nhiều năng lượng để làm ấm không khí nữa, mà chỉ cần dùng năng lượng để làm nóng chính sản phẩm cần xử lý.
Đưa nhiệt lượng đến đúng nơi cần thiết
Không ai muốn các vật liệu được xử lý bị biến dạng. Để tránh điều đó, cần phải đưa nhiệt lượng đến nơi cần thiết một cách nhanh chóng. Đây chính là ưu điểm của đèn hồng ngoại. Thay vì chờ không khí nóng lưu thông, đèn hồng ngoại sẽ truyền năng lượng trực tiếp vào bề mặt vật liệu. Không cần chờ đợi, không có sự chậm trễ nào cả.
Vì chúng ta có thể chọn bước sóng phù hợp, nên năng lượng sẽ được truyền đến đúng nơi cần thiết. Nhờ đó, tốc độ sản xuất tăng lên, và chi phí điện cũng giảm xuống, vì chúng ta không cần phải dùng nhiều năng lượng để duy trì nhiệt độ của các bộ phận máy móc.
Chọn bước sóng phù hợp
Chúng tôi không sử dụng bừa bãi bất kỳ loại đèn nào. Chúng tôi chọn bước sóng phù hợp dựa trên thành phần của vật liệu được xử lý. Nếu vật liệu có độ dày lớn, chúng tôi sử dụng đèn hồng ngoại bước sóng ngắn để đưa nhiệt lượng vào sâu bên trong vật liệu. Còn đối với các lớp màng mỏng trên bề mặt, thì đèn hồng ngoại bước sóng trung bình là lựa chọn phù hợp.
Chúng tôi cũng sử dụng các lớp vỏ bọc bằng thạch anh. Chúng có tác dụng như kính râm cho thiết bị, giúp lọc bỏ tia UV, nhờ đó giúp bảo vệ các chất phản ứng sinh học nhạy cảm trên cảm biến.
Thực tế khi áp dụng giải pháp này
Nếu bạn muốn xây dựng một “nhà máy xanh”, việc thay thế các bộ phận gia nhiệt cồng kềnh bằng hệ thống đèn hồng ngoại gọn nhẹ là một lựa chọn hiển nhiên. Điều này giúp tiết kiệm rất nhiều diện tích trong phòng sạch.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng đèn hồng ngoại tạo ra nhiệt lượng rất lớn. Vì vậy, nếu hệ thống làm mát không hoạt động tốt, có thể dẫn đến việc vỏ cảm biến bị nóng chảy. Để tránh điều đó, chúng tôi sử dụng các bộ điều khiển PID. Chúng có tác dụng kiểm soát nhiệt độ, ngăn không cho nhiệt độ vượt quá mức cho phép, từ đó tránh việc sản xuất ra những chiếc cảm biến bị hư hỏng.