Redukcja emisji węgla w laboratoriach biosensorów za pomocą podgrzewania podczerwienią
Tworzenie biosensorów zwykle wymaga długiego oczekiwania, aż materiały się wysechną lub wyschną. Większość laboratoriów po prostu wkłada wszystko do ogromnej piecyowni konwekcyjnej – to tak, jakby ogrzewać cały dom tylko po to, by podgrzać jeden kawałek pizzy. To ogromna strata energii.
Postanowiliśmy przestać grzać powietrze i zacząć grzać sam element, który wymaga obróbki. Dzięki użyciu lamp podczerwonych możemy zmniejszyć ślad węglowy w laboratorium, bez rezygnacji z jakości produktów.
Dobór odpowiedniej temperatury
Podczas pracy z biosensorami nie można ich po prostu ogrzewać intensywnie – wtedy uszkodzimy substrat. Potrzebna jest określona długość fali, aby wiązania chemiczne mogły powstać we właściwy sposób.
Wybraliśmy lampy o krótkiej długości fali. Dlaczego? Ponieważ one przenikają głębiej w materiał i działają znacznie szybciej niż lampy o średniej długości fali. Czas potrzebny na przygotowanie elementu skraca się z kilku minut do zaledwie kilku sekund. To naprawdę szybko. A to oznacza, że nie trzeba cały dzień utrzymywać piecyka w wysokiej temperaturze.
Sprzęt niezbędny do realizacji projektu
Do lamp używamy osłon z kwarcu o wysokiej czystości. W środowisku półprzewodników emisja gazów jest dużym problemem, więc to jest dla nas warunek konieczny.
Aby sprzęt nie zajmował połowy pomieszczenia, używamy filamentów o wysokiej gęstości. One dostarczają skoncentrowane ciepło dokładnie tam, gdzie jest to potrzebne. Ponadto można je podłączyć do istniejących kontrolerów PLC, dzięki czemu czas reakcji wynosi zaledwie kilka milisekund.
Jedną z rzeczy, na które należy uważać, jest to, że te lampy mogą się bardzo nagrzewać. Ponieważ energia jest tak skoncentrowana, konieczne jest aktywne chłodzenie lub solidny radiator na obudowie urządzenia. W przeciwnym razie elektronika wokół może zostać uszkodzona, a to jest problem, którego nikt nie chce mieć.
Jak to wpływa na planetę
Ostatecznie chodzi o koszty energii i stan planety. Gdy przestajemy grzać powietrze, a skupiamy się tylko na elemencie, który wymaga obróbki, zużycie energii na jednostkę produktu znacznie spada. To również obniża obciążenie systemu klimatyzacji w budynku, ponieważ nie musimy wpompowywać dużych ilości ciepła do pomieszczenia.
Dla inżynierów, którzy chcą osiągnąć cel neutralności węglowej, to proste rozwiązanie, które eliminuje nieskuteczność starych metod grzania.