Come gestire correttamente la termoregolazione nei biosensori
La produzione di biosensori richiede un equilibrio preciso: è necessaria una certa quantità di calore per permettere alla struttura del sensore di indurirsi e affinché i materiali biologici presenti al suo interno diventino attivi. Tuttavia, se si esagera con il calore, le proteine presenti nel sensore vengono distrutte e l’intera serie di prodotti risultata danneggiata.
Ecco perché stiamo abbandonando gli antichi forni a convezione: sono lenti e ingombranti. Invece, preferiamo utilizzare sistemi a onde infrarosse a breve lunghezza d’onda. Il vantaggio degli infrarossi è che agiscono direttamente sul materiale, senza dover aspettare che l’aria si riscaldi. In questo modo si riducono notevolmente i tempi di trattamento e si risparmia spazio.
Il trucco per velocizzare e controllare il processo
Se si vuole ottenere una produzione ad alto volume, è necessario disporre di energia sufficiente. Utilizziamo lampade a quarzo ad alta potenza, poiché reagiscono quasi istantaneamente.
In una fabbrica digitale, poiché le lampade si accendono e si spengono molto rapidamente, il PLC può regolare la potenza utilizzando dei controller SCR. In questo modo, la temperatura del substrato viene mantenuta entro uno range stretto, di circa ±2°C. Se la tensione non è corretta o la densità di potenza è troppo bassa, il substrato potrebbe non essere trattato uniformemente. Nessuno vuole che un’intera serie di prodotti venga rovinata a causa di zone troppo fredde.
I dettagli tecnici legati all’hardware
Le lampade vengono realizzate con quarzo di alta purezza. Perché? Perché nelle ambienti sterili il quarzo non subisce alterazioni a causa dei solventi chimici utilizzati per i processi di lavorazione.
Diamo anche grande importanza ai connettori: è necessario che vi sia un collegamento elettrico perfetto, per evitare problemi legati agli scarichi elettrici quando il carico è elevato. Assicuratevi che i cavi siano in grado di gestire la corrente richiesta. I sistemi a onde infrarosse a alta densità generano una grande quantità di calore in un’area molto piccola. Se non si progetta correttamente il sistema di raffreddamento, i componenti elettronici situati vicino alle lampade possono essere distrutti.
Applicazione pratica
L’utilizzo delle onde infrarosse rende tutto più semplice da gestire. È possibile monitorare la temperatura emessa da ogni singola lampada e utilizzare queste informazioni per migliorare il controllo della qualità dei prodotti.
È un cambiamento semplice rispetto ai metodi di riscaldamento tradizionali, ma c’è una cosa su cui bisogna fare attenzione: le onde infrarosse a breve lunghezza d’onda penetrano nei materiali più in profondità di quanto si possa pensare. È quindi necessario dedicare del tempo alla calibrazione dei tempi di trattamento, per evitare che il substrato del sensore venga surriscaldato.