IR加熱を活用したバイオセンサーの製造における炭素削減
バイオセンサーを作る際には、材料が乾燥し固まるのを待つ時間がかかります。長年、一般的な方法は、すべての材料を大きな対流式オーブンに入れて加熱するというものでした。しかし正直なところ、小さなセンサーを温めるために巨大なオーブンを使うのはエネルギーの無駄遣いです。
そこで、私たちは赤外線ランプを利用するようにしました。
なぜオーブンを使わなくなったのか
分子層を扱う場合、熱が必要ですが、その熱は正確に材料がある場所に届けられる必要があります。赤外線ランプは、放射エネルギーを直接基材に当てることで、この課題を解決します。部屋の壁や周囲の空気を加熱する必要がないため、効率的です。
さらに、温度上昇にかかる時間もほぼ瞬時です。オーブンがゆっくりと温度に達する間、生産ラインを1時間も無駄にする必要はありません。とても速いのです。これにより、ワッフルごとに消費されるエネルギーも削減されます。
それを実現する装置
私たちは短波長のクォーツハロゲンエミッターを使用しています。「短波長」という点が重要で、それによってバイオセンサーの材料の奥深くまで熱が届きます。表面を焼き付けることなく、内部までしっかりと硬化できます。
1ワットたりとも無駄にしないように、金メッキされた反射板を使用しています。これにより、熱が目的の場所に集中し、クリーンルーム全体がサウナ状態になるのを防ぎます。
ただし、注意が必要な点があります。電力密度に気をつけてください。2kW以上の出力でランプを使うと、電気系統に負担がかかります。配線がその電流に耐えられるか確認してください。そうでないと、電圧降下が起こり、結果に影響が出ます。
スペースの節約と実際の効果
最も良い点は、スペースが大幅に節約できることです。巨大でエネルギーを多く消費する乾燥装置の代わりに、このランプをコンベヤーシステムに直接取り付けることができます。
ただし、赤外線は方向性があります。つまり、数ミリずれるだけで、センサーの一部が冷えてしまいます。設置には精密な調整が必要です。正確な焦点を維持するためには、しっかりとした取り付けブラケットが必要です。
一度調整が完了すれば、電気代の削減効果は明確に測定できます。