Tecnologia dei superconduttori: lavorare senza contatto nel laboratorio del futuro

Festo SupraMotion 2024: SupraMotion 2024: Aprire, chiudere, riempire e pesare in ambiente sterile. / Festo SupraMotion 2024: SupraMotion 2024: Apertura, chiusura, riempimento e pesatura nella camera bianca.

Festo SupraMotion 2024: Entrata in camera bianca: Il modulo di levitazione senza contatto di SupraMotion sposta il contenitore di congelamento in una camera bianca simbolizzata.

La tecnologia dei superconduttori consente un movimento e una manipolazione senza contatto di oggetti – ideale per settori high-tech come l'automazione di laboratorio o la biotecnologia. Alla Hannover Messe, Festo presenta un concetto per il riempimento e la pesatura completamente automatizzati di contenitori per essiccazione congelata in ambiente sterile. Grazie ai moduli di levitazione SupraMotion e ai prodotti del portfolio di automazione Festo per applicazioni di laboratorio, è possibile rispettare i più elevati requisiti di pulizia e igiene.

“Mantenere i processi di laboratorio privi di contaminazioni non è semplice”, afferma Michael Schöttner, responsabile dei progetti SupraMotion presso Festo. “Particolarmente problematici sono gli strumenti di lavoro utilizzati, come provette o strumenti di misurazione come una bilancia. Vengono introdotti dall’esterno nell’area di lavoro e possono introdurre contaminazioni. Con i nostri moduli SupraMotion possiamo evitarlo in larga misura, poiché trasportiamo e pesiamo senza contatto.” Nel modello espositivo, contenitori monouso per essiccazione congelata vengono riempiti automaticamente e la quantità di riempimento viene controllata con una bilancia senza contatto. Vengono utilizzati sia prodotti del portfolio LifeTech di Festo sia un modulo di levitazione del settore “SupraMotion”. Tutto insieme costituisce una soluzione complessiva sicura per il processo, che soddisfa i più elevati requisiti di pulizia e igiene.

Le forze magnetiche tra il superconduttore e il supporto su cui vengono trasportati i contenitori consentono altezze di levitazione di 10 millimetri o più. Ciò lascia molto spazio per barriere di separazione che circondano gli ambienti di lavoro sterili. Il movimento del supporto è possibile attraverso le pareti, così come il controllo del peso tramite una bilancia da laboratorio commerciale. In questo modo, la maggior parte della tecnologia rimane fuori dall’ambiente sterile; le contaminazioni di ogni tipo si riducono al minimo assoluto. “Con il nostro concetto mostriamo come possiamo combinare la nostra innovativa tecnologia di superconduttori con le nostre soluzioni di automazione per il settore delle scienze della vita, affrontando e risolvendo le sfide più complesse nell’automazione di laboratorio”, afferma Michael Schöttner.

Aprire, Chiudere, Riempire e Pesare in Ambiente Sterile

Il modulo di levitazione senza contatto di SupraMotion porta il contenitore per essiccazione congelata in una camera sterile simbolica. Un modulo di rotazione universale compatto EHMD, appositamente sviluppato per l’automazione di laboratorio, apre il tappo a vite del contenitore indipendentemente dal passo della filettatura. Successivamente, viene trasportato a una stazione successiva, dove due teste di dosaggio VTOE riempiono il contenitore con liquido. Queste teste di dosaggio lavorano con grande precisione, con un coefficiente di variazione inferiore all’1% nel range da 10 a 1000 μl. Durante il processo, la quantità di riempimento può essere controllata con precisione grazie alla bilancia senza contatto integrata nel sistema di trasporto.

“Con i moduli SupraMotion e i nostri prodotti per l’automazione di laboratorio, possiamo creare soluzioni innovative complete per clienti del settore Life Science – precise, affidabili e con un livello di contaminazione minimo grazie alla manipolazione senza contatto. Solo Festo può offrire questo”, afferma Marcus Kroll, responsabile dello sviluppo commerciale di LifeTech presso Festo. I potenziali clienti interessati possono richiedere un’applicazione su misura in base alle proprie esigenze.

La levitazione magnetica basata su superconduttori

I superconduttori sono materiali con proprietà magnetiche uniche. Il superconduttore utilizzato nelle applicazioni SupraMotion può ancorare il campo magnetico di un magnete permanente al suo interno, creando un forte ma invisibile accoppiamento che mantiene il magnete e il superconduttore a una distanza fissa e definita – anche attraverso pareti, in liquidi o nel vuoto. Sono possibili spazi di levitazione di 10 mm o più. Finché rimane sotto la sua temperatura di salto, la memoria magnetica del superconduttore memorizza l’impronta del magnete e la sua posizione, anche se i due vengono separati.

La tecnologia si distingue per un basso consumo energetico, indipendente dall’altezza di levitazione e dal carico – il fabbisogno energetico, con i refrigeratori attuali, varia tra 15 e 80 watt a seconda dell’applicazione. L’effetto di levitazione può durare fino a 15 minuti in caso di blackout, non richiede tecniche di regolazione separate e non provoca riscaldamento di superfici e moduli di levitazione.