Perché stiamo sostituendo i forni con lampade a infrarossi nelle fabbriche di biosensori
Quando si costruiscono biosensori, è necessario dedicare molto tempo alla fase di essiccazione e trattamento termico dei materiali. Per anni, la soluzione standard era quella di utilizzare forni convettivi. Ma siamo onesti: riscaldare un enorme apparecchio metallico solo per riscaldare un piccolo disco di materiale è uno spreco di energia. È come riscaldare l’intera casa solo per scaldare una fetta di pizza.
Ecco perché abbiamo optato per sistemi a lampade a infrarossi. Si tratta di un metodo più efficiente, che permette di ridurre l’impatto ambientale legato al riscaldamento.
Portare il calore dove è realmente necessario
Il vantaggio delle lampade a infrarossi è che emettono calore radiante. In questo modo, non c’è bisogno di aspettare che l’aria si riscaldi: l’energia viene trasferita direttamente sul substrato. Non si spreca quindi energia per riscaldare le pareti dell’apparecchio o l’aria circostante.
Grazie all’alto livello di densità energetica delle lampade, possiamo indurre le reazioni chimiche nei strati del biosensore in pochi secondi. I minuti diventano secondi… E quando si devono trattare migliaia di dischi, questi secondi risparmiati portano a una notevole riduzione dei costi energetici.
Scegliere la lunghezza d’onda giusta
Non tutte le luci a infrarossi sono uguali. A seconda del materiale con cui si lavora, è necessario utilizzare lampade a onde corte o medie. Se si lavora con polimeri o materiali organici sottili, è fondamentale abbinare la lunghezza d’onda al picco di assorbimento del materiale. Altrimenti, l’energia viene semplicemente riflessa dalla superficie del materiale. È frustrante, è uno spreco di energia, e trasforma l’apparecchio in una sorta di riscaldatore. Quando invece si sceglie la lunghezza d’onda corretta, il materiale assorbe efficacemente il calore.
Il problema: gestire il calore
Tuttavia, non è tutto perfetto. Queste lampade emettono una grande quantità di calore, il che rappresenta un vero problema per i sistemi di raffreddamento. Si può risparmiare molta energia nel processo di riscaldamento, ma è necessario assicurarsi che i sistemi di raffreddamento siano in grado di gestire tale calore. Se il sistema di raffreddamento è insufficiente, si rischia di avere problemi legati ai fenomeni termici. E tutti quelli che lavorano in fabbrica sanno bene che i problemi termici sono davvero un incubo: danneggiano enormemente la qualità dei prodotti.
Rendere la fabbrica davvero “verde”
Il vantaggio principale delle lampade a infrarossi è la possibilità di accenderle istantaneamente. Non è necessario mantenere il forno acceso a 150°C tutto il giorno, nel caso in cui arrivasse un disco da trattare. Basta collegare le lampade a un controllore PID: il calore viene generato non appena arriva il disco, e si interrompe non appena il ciclo termina. È semplice, efficiente… Ed è proprio così che possiamo raggiungere gli obiettivi di neutralità carbonica, senza doverne parlare soltanto nelle riunioni di dirigenti.