Dlaczego zamiast pieców używamy lamp podczerwieni w fabryce biosensorycznych układów
Podczas budowy biosensorów spędzamy dużo czasu na rozważaniach dotyczących procesów utwardzania i odparowywania wilgoci. Przez lata standardowym rozwiązaniem było umieszczanie wszystkiego w dużym piecu konwekcyjnym. Ale bądźmy szczerzy: podgrzewanie ogromnej metalowej szafy tylko po to, by ogrzać małą płytkę, to marnotrawstwo energii. To tak, jakbyś podgrzewał cały dom tylko po to, by ogrzać kawałek pizzy. Dlatego przeszliśmy na systemy lamp podczerwieni o precyzyjnym działaniu. To czystszy sposób pracy i zapobiega wzrostowi emisji dwutlenku węgla w sterylnej sali produkcyjnej.
Umieszczenie ciepła tam, gdzie jest potrzebne
W przypadku lamp podczerwieni chodzi o promieniowanie cieplne. Zamiast czekać, aż powietrze się nagrzeje, lampy emitują energię bezpośrednio na substrat. W ten sposób nie marnujemy energii na podgrzewanie ścian urządzenia czy powietrza wokół niego. Dzięki lampom o wysokiej gęstości mocy możemy uruchomić reakcje chemiczne w warstwach biosensora w zaledwie kilka sekund. Minuty zamieniają się w sekundy. A gdy przerabiamy tysiące płytek, te zaoszczędzone sekundy przekładają się na znaczne obniżenie rachunków za energię.
Wybór odpowiedniej długości fali
Nie wszystkie światła podczerwone są takie same. W zależności od materiału, którym pracujemy, potrzebne są albo lampy krótkofalowe, albo średniofalowe. Jeśli pracujemy z polimerami lub cienkowarstwowymi organicznymi materiałami, musimy dostosować długość fali do maksymalnego poziomu absorpcji materiału. Jeśli to zrobimy źle, energia po prostu odbije się od powierzchni. To frustrujące, marnuje energię i sprawia, że obudowa urządzenia funkcjonuje jak grzejnik. Gdy długość fali jest dobrana prawidłowo, materiał pochłania ciepło.
Problem: kontrola temperatury
To nie jest jednak czysta magia. Lampy te wytwarzają ogromną ilość ciepła, co stanowi duże obciążenie dla systemów chłodzenia. Chociaż oszczędzamy mnóstwo energii na etapie oddawania ciepła, musimy upewnić się, że nasze elementy chłodzące i przepływ powietrza są w stanie radzić sobie z tym obciążeniem. Jeśli chłodzenie jest zbyt słabe, pojawią się problemy z termicznymi odchyleniami. A jak wszyscy w fabryce wiedzą, odchylenia to koszmar – szybko pogarszają one efektywność produkcji.
Czynienie fabryki naprawdę „zieloną”
Najlepszą cechą lamp podczerwieni jest możliwość natychmiastowego włączania ich w działanie. Nie musimy trzymać pieca włączonego przy temperaturze 150°C przez cały dzień, tylko na wypadek, gdyby pojawiła się jakaś płyta. Lampy podłączamy do sterownika PID. Ciepło powstaje w momencie przybycia płytki, a ustępuje po zakończeniu procesu. To proste, efektywne i właśnie dzięki temu możemy osiągnąć cele związane z neutralnością węglową, a nie tylko o nich mówić na spotkaniach zarządu.