Сокращение выбросов углерода в лабораториях по производству биосенсоров с использованием инфракрасного нагрева
Производство биосенсоров часто требует длительного ожидания, пока все компоненты высохнут или затвердеют. В большинстве лабораторий все просто помещается в огромную конвекционную печь – это по сути то же самое, что нагревать целый дом ради того, чтобы подогреть один кусочек пиццы. Это огромная трата энергии.
Мы решили перестать нагревать воздух и начать нагревать сам материал. Благодаря использованию инфракрасных ламп мы можем сократить объем выбросов углерода, не жертвуя при этом качеством продукции.
Правильный способ нагрева
При работе с биосенсорами нельзя просто обрабатывать их высокой температурой – это может повредить сам материал. Необходима определенная длина волны света, чтобы химические связи в материале могли формироваться правильно.
Мы выбрали лампы с коротковолновым излучением. Почему? Потому что они проникают глубже в материал и работают гораздо быстрее, чем лампы с средневолновым излучением. Время необходимое для нагрева сокращается с нескольких минут до нескольких секунд. Это очень быстро. И это значит, что не нужно постоянно держать огромную печь в высоких температурах.
Оборудование
Для ламп мы используем колбы из высокочистого кварца. В условиях полупроводниковых устройств процесс выделения газов является серьезной проблемой, поэтому это условие для нас является обязательным.
Чтобы оборудование не занимало половину комнаты, мы используем высокоплотные филаменты. Они обеспечивают точечный нагрев в тех местах, где это необходимо. К тому же они можно подключить к существующим контроллерам PLC, что позволяет достичь времени реакции в миллисекундах.
Однако стоит помнить, что такое оборудование становится очень горячим. Поскольку энергия концентрируется в одном месте, необходимо использовать систему охлаждения или жесткий радиатор для удаления тепла. В противном случае окружающая электроника может повредиться, а это проблема, которую никто не хочет иметь.
Как это влияет на планету
В конечном итоге речь идет о расходах на энергию и о состоянии планеты. Когда мы перестаем нагревать воздух и сосредотачиваемся только на нагреве самого материала, расход энергии снижается значительно. Это также снижает нагрузку на систему климат-контроля здания, поскольку не происходит выброса большого количества тепла в помещение.
Для инженеров, стремящихся к достижению цели углеродной нейтральности, это простое решение, которое позволяет избавиться от неэффективности старых методов нагрева.