Perché abbiamo sostituito i forni a convezione con lampade a infrarossi nella fabbrica di biosensori
Nella produzione di biosensori, le fasi di indurimento e essiccazione sono quelle in cui solitamente sorgono problemi. È necessario che la temperatura sia esattamente quella giusta, altrimenti l’intera produzione diventa inutile. Per molto tempo si è utilizzato il metodo tradizionale, ovvero l’uso di grandi forni a convezione. Ma, onestamente, riscaldare un enorme volume d’aria solo per riscaldare un piccolo wafer è uno spreco di tempo ed energia.
Ecco perché abbiamo optato per lampade a infrarossi mirate.
La fisica alla base è piuttosto semplice: invece di aspettare che l’aria calda circoli nell’ambiente, i raggi infrarossi colpiscono direttamente il substrato. È come differenza tra aspettare che una stanza si riscaldi e mettersi sotto i raggi del sole. Il wafer raggiunge la temperatura desiderata in pochi secondi, non in minuti. Abbiamo ottimizzato questi sistemi affinché il calore si distribuisca uniformemente, evitando così che i wafer si deformino o che le strutture bioattive presentino difetti.
Ora, parliamo degli strumenti utilizzati. Di solito utilizziamo elementi a base di quartzo e halogeno. Il quartzo permette ai raggi infrarossi di passare senza problemi, mentre l’halogeno impedisce che il filamento si bruci troppo velocemente. Se già si dispone di un sistema PLC, questi strumenti possono essere integrati facilmente nel sistema esistente. Si ottiene così un controllo preciso della temperatura, in tempi brevissimi.
Tuttavia c’è un problema: queste lampade producono una grande quantità di calore concentrato. Se si trascurano i sistemi di raffreddamento o non si fa attenzione all’areazione dell’ambiente, il calore ambientale può influire negativamente sul processo. In tal caso, la calibrazione del sensore diventa impossibile. È quindi necessario mantenere l’ambiente circostante fresco per garantire precisione nel processo di produzione.
La parte migliore? Il risparmio energetico. I forni tradizionali consumano molta energia, poiché devono funzionare 24/7 per mantenere una temperatura costante. Con le lampade a infrarossi, invece, il sistema rimane spento fino al momento in cui il wafer entra effettivamente nella camera di cottura. Abbiamo notato una riduzione significativa nel consumo energetico per unità prodotta. Non si tratta di un trucco magico o di un termine tecnico complicato: è semplicemente buon senso. Perché riscaldare l’aria, quando si può riscaldare direttamente la parte da trattare?