Technologia nadprzewodników: Praca bezdotykowa w laboratorium przyszłości

Festo SupraMotion 2024: SupraMotion 2024: Otwarcie, zamknięcie, napełnianie i ważenie w czystym pomieszczeniu. / Festo SupraMotion 2024: SupraMotion 2024: Opening, closing, filling and weighing in the cleanroom.

Festo SupraMotion 2024: Wprowadzanie do czystego pomieszczenia: Bezdotykowy moduł unoszący firmy SupraMotion przenosi pojemnik na suszenie zamrażające do symbolicznego czystego pomieszczenia.

Technologia nadprzewodników umożliwia bezdotykowy ruch i obsługę obiektów – idealna dla branż high-tech, takich jak automatyzacja laboratoriów czy biotechnologia. Na targach Hannover Messe Festo prezentuje koncepcję pełnej automatyzacji napełniania i ważenia pojemników do suszenia zamrażalnego w czystym pomieszczeniu. Dzięki modułom unoszenia SupraMotion i produktom z portfolio automatyzacji Festo dla zastosowań laboratoryjnych można spełnić najwyższe wymagania dotyczące czystości i higieny.

„Utrzymanie procesów w laboratorium w stanie wolnym od zanieczyszczeń nie jest łatwe”, mówi Michael Schöttner, kierownik projektów SupraMotion w Festo. „Szczególnie problematyczne są używane narzędzia pracy, na przykład probówki czy urządzenia pomiarowe, takie jak waga. Są one wprowadzane z zewnątrz do przestrzeni roboczej i mogą wprowadzać zanieczyszczenia. Możemy to w dużej mierze wyeliminować za pomocą naszych modułów SupraMotion, ponieważ transportujemy i ważymy bezdotykowo.” Na wystawie specjalne jednorazowe pojemniki do suszenia zamrażalnego są automatycznie napełniane, a ilość wypełnienia kontrolowana za pomocą bezdotykowej wagi. W tym celu wykorzystywane są zarówno produkty z portfolio LifeTech firmy Festo, jak i moduł lewitacji z obszaru „SupraMotion”. Wszystko to tworzy bezpieczne rozwiązanie procesowe, które spełnia najwyższe wymagania dotyczące czystości i higieny.

Siły magnetyczne między nadprzewodnikiem a nośnikiem, na którym transportowane są pojemniki, umożliwiają unoszenie na wysokości 10 milimetrów i więcej. Pozwala to na dużą swobodę w zastosowaniu przegrod, które otaczają sterylne środowiska pracy. Ruch nośnika jest możliwy przez ściany, podobnie jak kontrola wagi za pomocą standardowej wagi laboratoryjnej. W ten sposób większość technologii pozostaje poza czystym pomieszczeniem; zanieczyszczenia wszelkiego rodzaju są zminimalizowane do absolutnego minimum. „Nasza koncepcja pokazuje, jak możemy połączyć naszą innowacyjną technologię nadprzewodników z rozwiązaniami automatyzacji dla branży nauk życiowych, aby sprostać najbardziej wymagającym wyzwaniom w automatyzacji laboratoriów”, mówi Michael Schöttner.

Otwieranie, zamykanie, napełnianie i ważenie w czystym pomieszczeniu

Bezdotykowy moduł unoszenia SupraMotion przenosi pojemnik do suszenia zamrażalnego do symbolicznego czystego pomieszczenia. Uniwersalny, kompaktowy moduł obrotowy EHMD, specjalnie opracowany do automatyzacji laboratoriów, otwiera zakrętkę pojemnika niezależnie od skoku gwintu. Następnie jest on transportowany do kolejnej stacji, gdzie dwa dozujące głowice VTOE napełniają pojemnik cieczą. Głowice te pracują bardzo precyzyjnie, z typowym współczynnikiem zmienności < 1% w zakresie od 10 do 1000 μl. Podczas procesu ilość wypełnienia jest stale dokładnie kontrolowana za pomocą zintegrowanej, bezdotykowej wagi systemu transportowego.

„Dzięki modułom SupraMotion i naszym produktom do automatyzacji laboratoriów możemy tworzyć innowacyjne rozwiązania kompleksowe dla klientów z branży nauk życiowych – precyzyjne, niezawodne i w dużym stopniu wolne od zanieczyszczeń dzięki bezdotykowej obsłudze. Tylko Festo oferuje takie rozwiązania”, mówi Marcus Kroll, kierownik działu rozwoju biznesu LifeTech w Festo. Zainteresowani potencjalni użytkownicy mogą na życzenie otrzymać dostosowaną do swoich potrzeb aplikację.

O nadprzewodnikowej magnetycznej lewitacji

Nadprzewodniki to materiały o unikalnych właściwościach magnetycznych. Nadprzewodnik używany w zastosowaniach SupraMotion może zakotwiczyć pole magnetyczne magnesu trwałego wewnątrz siebie, tworząc silne, ale niewidoczne powiązanie, które utrzymuje magnes i nadprzewodnik w stałej, zdefiniowanej odległości – nawet przez ściany, w cieczach czy w próżni. Możliwe są spady unoszenia o wysokości 10 mm i więcej. Dopóki pozostaje on poniżej temperatury skoku, magnetyczna pamięć nadprzewodnika zapisuje odcisk palca magnesu i jego pozycję, nawet gdy oba są od siebie oddzielone.

Technologia charakteryzuje się niskim zapotrzebowaniem na energię, które jest niezależne od wysokości unoszenia i obciążenia – przy obecnych chłodnicach moc wymagana w zależności od zastosowania wynosi od 15 do 80 watów. Efekt unoszenia utrzymuje się do 15 minut po awarii zasilania, nie wymaga osobnej regulacji i nie powoduje nagrzewania powierzchni ani modułów unoszenia.