Reduzindo as emissões de carbono na fabricação de biossensores: por que mudamos para o uso de luzes infravermelhas
A fabricação de biossensores envolve ciclos complexos de cura e secagem. Por muito tempo, a indústria dependeu de fornos convencionais. Mas o problema é que aquecer uma grande quantidade de ar só para aquecer um pequeno sensor é um desperdício enorme de energia.
Decidimos substituir esses fornos por sistemas de lâmpadas infravermelhas. É uma solução simples, mas que reduz significativamente a pegada de carbono da fábrica, pois não precisamos mais gastar energia para aquecer o ar, mas sim diretamente o próprio produto.
Levar o calor onde ele realmente é necessário
Ninguém gosta quando os substratos se deformam. Para evitar isso, é preciso levar o calor até eles rapidamente. É aí que as lâmpadas infravermelhas se destacam. Em vez de esperar que o ar quente circule, as lâmpadas emitem energia diretamente sobre o wafer. Não há atrasos, nem necessidade de espera.
Como podemos direcionar a energia para as áreas específicas necessárias, o processo fica mais rápido, e a conta de energia diminui, já que não precisamos gastar energia para manter um grande compartimento metálico quente enquanto carregamos e descarregamos peças.
Escolhendo a longitud de onda correta
Não usamos qualquer lâmpada. Escolhemos a longitud de onda com base no material do qual é feito o sensor. Se estivermos lidando com substratos mais espessos, usamos luzes infravermelhas de onda curta para alcançar profundidades maiores. Já para filmes orgânicos finos na superfície, luzes de onda média são suficientes.
Também utilizamos invólucros de quartzo revestidos. Eles funcionam como “óculos de sol” para os equipamentos, filtrando a radiação UV e evitando que ela danifique os reagentes biológicos sensíveis presentes no sensor.
A realidade da implementação
Se você quer construir uma “fábrica verde”, substituir elementos de aquecimento volumosos por sistemas de lâmpadas infravermelhas é a escolha óbvia. Isso libera espaço valioso na sala limpa.
Mas atenção: as lâmpadas infravermelhas emitem muita calor. Como o calor é muito concentrado, as coisas podem esquentar rapidamente. Se os sistemas de resfriamento não forem eficazes, é possível que o invólucro do sensor derreta.
Para evitar isso, utilizamos controladores PID de circuito fechado. Eles funcionam como uma rede de segurança, impedindo que a temperatura aumente demais, evitando assim a destruição dos sensores.