Kohlenstoffverbrauch in Bio-Sensor-Labors durch Infrarotheizung reduzieren
Bei der Herstellung von Bio-Sensoren muss man oft lange warten, bis die Materialien getrocknet oder ausgehärtet sind. Die meisten Labore verwenden dazu einfach einen riesigen Konvektionsofen – das ist im Grunde genommen so, als würde man das ganze Haus beheizen, nur um ein einzelnes Stück Pizza zu erwärmen. Das ist eine enorme Energieverschwendung.
Wir haben beschlossen, auf die Erwärmung der Luft zu verzichten und stattdessen nur die betroffenen Bereiche zu heizen. Durch den Einsatz von gezielten Infrarotlampen können wir den Kohlenstoffverbrauch in den Reinräumen senken, ohne dabei die Qualität zu beeinträchtigen.
Die richtige Heizmethode
Bei der Arbeit mit Bio-Sensoren darf man sie nicht einfach mit hohem Temperaturdruck bestrahlen – sonst wird das Substrat beschädigt. Man benötigt eine bestimmte Wellenlänge, damit die chemischen Bindungen richtig funktionieren. Wir haben kurzwellige Infrarotlampen verwendet. Warum? Weil sie tiefer in das Material eindringen und viel schneller arbeiten als mittelwellige Lampen. Dadurch werden die Aufwärmzeiten von mehreren Minuten auf nur wenige Sekunden reduziert. Das ist wirklich schnell – und bedeutet, dass man keinen riesigen Ofen den ganzen Tag über bei hoher Temperatur laufen lassen muss.
Die notwendige Hardware
Wir verwenden für die Lampen hochreine Quarzkörper. In einem Halbleiterumfeld ist Ausgasung ein großes Problem – daher ist das für uns unverzichtbar. Um zu verhindern, dass die Geräte die Hälfte des Raumes einnehmen, verwenden wir Hochdichtfilamente. Sie liefern konzentrierte Wärme genau dort, wo sie benötigt wird. Zudem können sie direkt in die vorhandenen PLC-Controller angeschlossen werden – dadurch sind die Reaktionszeiten in Millisekunden.
Eines muss man beachten: Diese Lampen werden sehr heiß. Da die Energie so konzentriert ist, braucht man eine effektive Kühlung – sonst könnten die umliegenden Elektronikkomponenten beschädigt werden. Das wäre natürlich kein Problem, das jemand haben möchte.
Was das letztendlich für den Planeten bedeutet
Letztendlich geht es um die Energiekosten und den Schutz des Planeten. Wenn man auf die Erwärmung der Luft verzichtet und sich nur auf die jeweiligen Bauteile konzentriert, sinkt der Energieverbrauch pro Einheit erheblich. Zudem entlastet das das Lüftungssystem des Gebäudes, da keine großen Mengen an Abwärme ins Zimmer gelangen. Für die Ingenieure, die versuchen, Ziele bezüglich der Kohlenstoffneutralität zu erreichen, ist das eine einfache Lösung, mit der man die ineffiziente Heizung der alten Methoden ersetzen kann.