Az élettudományi szektort kiszolgáló gépépítőknél (OEM-eknél) lévő tervezőmérnökök kezdik felismerni a hőkezelés jelentőségét a gyorsabb és precízebb laboratóriumi berendezések létrehozásában. Végül is, ne felejtsük el, hogy a kémiai reakció sebessége általában arányos a hőmérséklettel, míg a labor technikusok növelhetik a minták és a reagensek munkaidejét vagy eltarthatóságát is az anyag optimális hőmérsékleti tartományon belül tartásával. Természetesen ennek a képességnek a megbízható és költséghatékony megvalósítása az igazi kihívás, ez az oka annak, hogy a vállalatok egyre gyakrabban hívják a szakértői mérnökcsapatunkat itt az SMC-nél.
Max Lemacon, Team Manager Life Science, SMC France
2022 MÁRCIUS
Több mint 40 éves szakmai tapasztalattal rendelkezünk az élettudományi és orvostechnikai eszközök iparába beszállító OEM-ek számára a termoelektromos eszközök biztosításában. Az ügyfeleink azt mondják nekünk, hogy a vásárlási döntéseik a magas termék megbízhatóságon, a széles portfólión, a testreszabhatóságon, valamint az átfogó értékesítés előtti és utáni támogatáson múlnak.
Az olyan készülékek tervezői, mint például az analizátorok, gyakran biológiai vagy orvosbiológiai mérnöki hátérrel rendelkeznek, nem pedig hőkezelésivel. Ha magára ismer, és szeretné beépíteni a hőmérséklet szabályozást a készüléktervezésbe, akkor először szakértői tervezés-támogatásra lesz szüksége. Másodszor, ideális lenne egy olyan technológiai partnert is szerezni, amely a kiegészítő területeken is rendelkezik szakértelemmel, mint például folyadék szabályozás és automatizálás, mivel ez leegyszerűsítené az olyan üzleti funkciókat, mint a tervezés, a beszerzés és az eladás utáni szolgáltatás. Ezen kívül szüksége lesz értékesítés utáni szerviz támogatásra a berendezések éveken át tartó használata során a világ különböző pontjain.
Spektrométer kihívás
A közelmúltban gázkromatográfiás spektrométerhez biztosítottunk hőmérséklet szabályozó megoldást egy in-vitro diagnosztikára szakosodott európai gépgyártónak. A rendszer szétválasztja a mintakeverék kémiai összetevőit, és detektálja azokat, hogy meghatározza jelenlétüket vagy hiányukat, valamint a jelen lévő mennyiséget.
Ügyfelünk már dolgozott velünk folyadékszabályozási megoldásokon, de nem volt tisztában a hőmérséklet szabályozási portfóliónkkal vagy a hőkezelési jártasságunkkal. Hamar kiderült, hogy kulcsszerepet játszhatunk az alkalmazáshoz legmegfelelőbb termékek meghatározásában.
A legtöbb spektrométernek négy fő összetevője van: bemeneti rendszer, ionforrás, tömegelemző és detektor. A bemeneti szakaszban az ügyfélnek egy hat-kapilláris hálózati kamrát kellett felmelegítenie 55 °C-ra. Itt a hőmérséklet szabályozásnak pontosnak, precíznek és megismételhetőnek kellett lennie.
A készülék felmelegíti és gázfázisúvá alakítja a különböző folyadékokat a távolsági kondenzációhoz, majd ezt követi a szétválasztás és az elemzés. A hőmérséklet stabilitás kritikus fontosságú, hogy biztosítsa az analizátor használói számára szükséges pontosságot. Bármilyen házi készítésű Peltier elemeket használó megoldás egyszerűen nem biztosítaná a kellő pontosságot, és vannak más problémák is. A Peltier alapú hűtőrendszereknek mérnöki szempontból jól kiegyensúlyozottnak kell lenniük. Egy nem megfelelő hűtőborda vagy az alulméretezett Peltier cella magas energiafogyasztáshoz, magas hőelnyeléshez és túlzott zajhoz vezethet.
Követelmények és megoldás: a tökéletes egyezés
Termikus és fluidum vizsgálatot javasoltunk a termikus egyensúly, fűtőteljesítmény és a légáramlás optimális szintjének meghatározására. Az eredményekből sikerült azonosítani egy olyan megoldást, melynek központjában egy kompakt, nagyteljesítményű SMC termoelektromos temperáló készülék áll levegő-víz hőcserélővel. Gondos számítások alapján egy kúpos diffúzort is biztosítottunk, amely optimális légturbina áramlást biztosít.
Végeredmény egy rendkívül sikeres megoldás volt, amely pontosságot, megismételhetőséget, kompakt méreteket és hőmérséklet-növelő programozást biztosít.
A projekt sikerének kulcsa az a képességünk volt, hogy a saját hőkezelési „know-how”-val az ügyfelünk javára váló, teljes körű megoldást szolgáltattunk. Az ügyfél az SMC-t most már sokkal többnek tekinti, mint alkatrész szolgáltatót, inkább a hőmérséklet és a folyadékszabályozás megbízható szakértőjeként látja.
A Peltier-effektus előnyei
Az élettudományi és az orvostechnikai eszközök alkalmazásai számára a Peltier effektuson alapuló hűtőrendszerek óriási előnyökkel járnak a magas hőmérsékleti stabilitásuk, alacsony zajszintjük, alacsony vibrációjuk és kompakt fizikai méreteik miatt.
A SMC legújabb Peltier temperáló készüléke – Nagyszerű tulajdonságok nagyon kompakt méretben
Hogy egy definícióval szolgáljunk, a Peltier effektus az egyik csomópont lehűlése és a másik felmelegedése, amikor elektromos áramot (DC) áramoltatunk egy olyan áramkörben, amely különböző félvezetők váltakozó rétegeit tartalmazó anyagokból áll. Ezeket a félvezetőket kerámiarétegek közé helyezik, amelyek hőszigetelőként működnek, ily módon hozva létre egy Peltier cellát (más néven egy termoelektromos eszközt).
Az analizátorokon túl, a termoelektromos eszközök alapvető alkalmazásai közé tartoznak az echográfiai eszközök, röntgenrendszerek, krioterápiás berendezések és a rák kezelésére használt iongyorsítók. Szélesebb körű alkalmazások közé tartoznak például a laboratóriumi vagy sebészeti eszközök tisztítására szolgáló víz- és gázkezelő rendszerek.
Az SMC minden esetben képes az egyedi alkalmazásokhoz Peltier típusú termékeket tervezni és gyártani. Több mint négy évtizedes bizonyított tapasztalattal, a vállalat bevált technológiai partner az élettudományi és az orvosi eszközök gépépítői számára szerte a világon.
