Het goed regelen van de thermische beheersing bij de productie van biosensors
Als je biosensors maakt, weet je hoe het werkt: het harden en drogen van de substraatmateriaal is vaak een punt waar problemen ontstaan. Lang geleden werd er gewoon alles in een convectieoven gedaan, in de hoop dat alles goed zou gaan. Maar in moderne productieruimtes doen we dat niet meer zo.
We hebben overgestapt op infraroodsystemen. Waarom? Omdat je de hitte nauwkeurig kunt regelen, tot op het millisecondenniveau. Dit niveau aan precisie zorgt er namelijk voor dat je met de snelheid van een digitale productielijn kan meekomen, zonder dat er problemen optreden.
Het evenwicht tussen vermogen en hitte
Bij het kiezen van een infraroodsysteem komt het erop neer hoe snel je het systeem wilt activeren. Je hebt lampen nodig die veel vermogen hebben, zodat ze de polymeren snel kunnen harden. Maar je moet voorzichtig zijn: als je te veel energie gebruikt, kunnen de biologische reagentia beschadigd raken. Dan heb je alleen maar een erg duur stuk afval over.
Het trucje is om de spectrale uitstraling van de lampen af te stemmen op wat het substraat daadwerkelijk absorbeert. Als de spanning niet goed is, ontstaan er ‘ hete plekken’ of koude zones op het substraat. Eén foutje en al het materiaal is verpest.
De technische details
We gebruiken kwartsomhullingen. Die laten het licht door en reageren niet negatief op sterke chemicaliën.
Voor de verbindingen geldt hetzelfde: of je nu gebruikmaakt van standaard R7s of speciale Sk15-connectoren, het draait uiteindelijk om hoeveel tijd je wilt besparen. Met de juiste connectoren kun je de lampen in seconden vervangen, zonder zorgen te maken over kortsluitingen.
Ik gebruik ook graag gelakte elementen. Die zorgen er namelijk voor dat het licht zich in het kortegolfrange bevindt. Hierdoor dringt de hitte dieper in het materiaal door, in plaats van alleen de oppervlakte te verbranden.
De compromissen
Het gebruik van digitale infraroodsystemen heeft als voordeel dat je in real-time gegevens krijgt. Je kunt het systeem aansluiten op een PLC, zodat het systeem automatisch het vermogen kan aanpassen, op basis van de gegevens die de sensoren leveren. Het is fijn om geen gokken meer te hoeven doen.
Maar er is ook een nadeel: deze lampen genereren veel overtollige warmte. Als je HVAC-systeem en koelsystemen niet goed genoeg zijn, gaat de hele ruimte warmer worden. Zodra de omgevingstemperatuur verandert, wordt de kalibratie van de sensoren verstoord. Vergeet niet om eerst te controleren of het koelsysteem goed werkt, voordat je het apparaat inschakelt.