
利用红外加热技术降低生物传感器制造过程中的碳排放
在制造生物传感器时,往往需要等待材料干燥或固化。大多数实验室会使用大型对流式烤箱来加温,但这其实相当于为了加热一片披萨而让整个房子都处于高温状态,这无疑是一种巨大的能源浪费。
我们决定不再对整个空间进行加热,而是直接对需要加热的部件进行加热。通过使用定向红外灯,我们可以减少洁净室的碳足迹,同时又不影响产品的质量。
精确控制加热方式
在处理生物传感器时,不能直接用高温来加热,否则会导致基底被烧毁。必须使用特定波长的光束,才能让化学键正确形成。
我们选择了短波红外灯。因为它们能更深入地穿透材料,且加热速度远快于中波红外灯。这样就能将加热时间从几分钟缩短到几秒钟。速度真是快极了。这样一来,就无需让大型烤箱一直处于高温状态了。
关键的硬件设备
我们使用高纯度的石英灯壳来包裹这些红外灯。在半导体生产环境中,气体释放是一个严重的问题,因此这一点至关重要。
为了不让设备占据太多空间,我们使用了高密度灯丝。这种灯丝能够将热量集中在需要的地方。此外,它们还可以直接与现有的PLC控制器相连,从而实现毫秒级的响应速度。
需要注意的一点是:这些设备会产生大量热量。由于能量高度集中,因此需要有效的冷却装置,否则周围的电子设备可能会受到影响,这就麻烦了。
这种方式对地球的好处
归根结底,这关乎能源消耗和环境保护。当不再对整个空间进行加热,而是只对需要加热的部件进行加热时,每单位产品的能耗就会大幅下降。同时,建筑物的HVAC系统也无需承担那么大的负担,因为没有大量的废热被排放到室内。
对于那些致力于实现碳中和目标的工程师来说,这是一种简单的解决方案,可以消除传统加热方式的低效率问题。