Wie hält man zukünftig Prozesse im Labor auch dann verschmutzungsfrei, wenn Arbeitsmittel wie z. B. Reagenzgläser oder eine Waage von außen in den Arbeitsraum eingebracht werden? Festo hat auf diese Frage mithilfe der Supraleiter-Technologie eine zukunftsweisende Antwort gefunden: SupraMotion-Module, die berührungslos transportieren und wiegen. Damit lässt sich weitgehend ausschließen, dass Verunreinigungen von außen eingeschleppt werden. Wie das in der Praxis funktioniert, zeigt ein Exponat von Festo: Spezielle Einweg-Gefriertrockenbehälter werden automatisiert befüllt und die Füllmenge mit einer berührungslos arbeitenden Waage kontrolliert. Das Exponat kombiniert Produkte aus dem LifeTech-Portfolio mit einem Levitationsmodul aus dem Bereich „SupraMotion“. Das Ergebnis ist eine prozesssichere Gesamtlösung, die höchste Anforderungen an steriles Arbeiten im Labor der Zukunft erfüllt.
Das Labor der Zukunft ist steril, modular und integriert
Die magnetischen Kräfte zwischen dem Supraleiter und dem Träger, auf dem die Behälter transportiert werden, ermöglichen Schwebehöhen von 10 Millimetern und mehr. Dadurch bleibt viel Platz für Trennwände, die sterile Arbeitsumgebungen umschließen. Die Bewegung des Trägers ist durch die Wände hindurch möglich, ebenso die Gewichtskontrolle mit einer handelsüblichen Laborwaage. So bleibt der größte Teil der Technik außerhalb des Reinraums. Kontaminationen jeglicher Art werden auf ein absolutes Minimum reduziert. Das Konzept der Zukunft zeigt, dass sich die Automatisierungslösungen von Festo für anspruchsvolle Prozesse in der Laborautomation und Biotechnologie perfekt mit der innovativen Supraleiter-Technologie ergänzen.
Sicheres Arbeiten im Reinraum mit berührungsloser Messtechnik
Das berührungslos arbeitende Schwebemodul SupraMotion transportiert den Gefriertrockenbehälter durch eine Schleuse in einen symbolisierten Reinraum eines Labors. Ein kompaktes, universell einsetzbares Drehgreifmodul EHMD, das speziell für die Laborautomation entwickelt wurde, öffnet den Schraubverschluss des Behälters unabhängig von dessen Gewindesteigung. Anschließend wird der Behälter zu einer Station transportiert, wo zwei Dosierköpfe VTOE den Behälter mit Flüssigkeit befüllen. Diese Dosierköpfe arbeiten sehr präzise mit einem typischen Variationskoeffizienten von < 1% im Bereich von 10 bis 1000 μl. Durch die in das Fördersystem integrierte berührungslose Messtechnik kann die Füllmenge während des Prozesses jederzeit exakt kontrolliert werden.
Marcus Kroll, Leiter LifeTech Business Development bei Festo.
„Mit den SupraMotion-Modulen und unseren Produkten für die Laborautomation können wir innovative Gesamtlösungen für Kunden aus dem Life Science-Bereich gestalten – präzise, zuverlässig und weitgehend verschmutzungsfrei durch die berührungslose Handhabung. Diese Vorteile für das Labor der Zukunft bietet nur Festo an“
Supraleiter-basierte magnetische Levitation – energieeffizient und sicher
Supraleiter sind Materialien mit einzigartigen magnetischen Eigenschaften. Der Supraleiter, der in SupraMotion-Anwendungen verwendet wird, kann das Magnetfeld eines Permanentmagneten in seinem Inneren verankern, wodurch eine starke, aber unsichtbare Kopplung entsteht, die Magnet und Supraleiter in einem festen und definierten Abstand zueinander hält - sogar durch Wände hindurch, in Flüssigkeiten oder im Vakuum. Schwebespalte von 10 mm und mehr sind möglich. Solange er unterhalb seiner Sprungtemperatur bleibt, speichert das magnetische Gedächtnis des Supraleiters den Fingerabdruck des Magneten und damit dessen Position, selbst wenn beide voneinander getrennt werden.
Die Technologie zeichnet sich durch einen geringen Energiebedarf aus, der unabhängig von der Schwebehöhe und Traglast ist – der Leistungsbedarf beträgt mit den aktuellen Kühlern je nach Anwendung zwischen 15 und 80 Watt. Der Schwebeeffekt bleibt bis zu 15 Minuten bei Stromausfall bestehen, benötigt keine separate Regelungstechnik und führt zu keinem Aufheizen von Oberflächen und Schwebemodulen.
Aufgrund dieser Vorteile leisten Supraleiter einen wichtigen Beitrag für mehr Effizienz und Sicherheit im smarten Labor der Zukunft.
Über den Autor
Michael Schöttner
SupraMotion Projects
Festo SE & Co. KG
