Met supergeleider technologie zijn objecten contactloos te verplaatsen en te handelen. Ideaal voor hightech industrieën zoals laboratoriumautomatisering of biotechnologie. Op de Hannover Messe presenteert Festo een concept voor het volautomatisch vullen en wegen van vriesdroogcontainers in een cleanroom. Dankzij SupraMotion levitatiemodules en producten uit het Festo automatiseringsportfolio voor laboratoriumtoepassingen kan aan de hoogste normen op het gebied van reiniging en reinheid worden voldaan.
“Het is niet eenvoudig om processen in het laboratorium vrij van contaminatie (vervuiling) te houden”, zegt Michael Schöttner. Hij is hoofd SupraMotion Projects bij Festo en vervolgt: “Vooral de gebruikte arbeidsmiddelen zijn problematisch, bijvoorbeeld reageerbuisjes of meetinstrumenten zoals weegschalen. Ze worden van buitenaf in de werkruimte gebracht en kunnen besmetting veroorzaken. Met onze SupraMotion-modules kunnen we dit grotendeels uitsluiten, omdat we hiermee contactloos kunnen transporteren en wegen.” Op de beurs wordt gedemonstreerd hoe speciale wegwerp vriesdroogcontainers automatisch zijn te vullen en de vulhoeveelheid contactloos te controleren. In deze oplossing zijn producten uit het LifeTech-portfolio van Festo gebruikt, evenals een levitatiemodule (zweefmodule) uit het ‘SupraMotion’-assortiment. Alles bij elkaar resulteert in een betrouwbare totaaloplossing die eenvoudig en effectief is schoon te maken en voldoet aan de hoogste eisen met betrekking tot reinheid.
De magnetische krachten tussen de supergeleider en de drager waarop de containers worden vervoerd, maken zweefhoogten van 10 millimeter en meer mogelijk. En omdat deze krachten door veel materialen heendringen, zijn er voldoende mogelijkheden om wanden te plaatsen die steriele werkomgevingen van elkaar scheiden. Verplaatsing van de drager is van buitenaf mogelijk, evenals gewichtscontrole met behulp van een standaard laboratoriumweegschaal. Hierdoor blijft het grootste deel van de technologie buiten de cleanroom wat mogelijke vervuiling – in welke soort ook – tot een minimum beperkt. “Met ons concept laten we zien hoe we onze innovatieve supergeleider technologie kunnen combineren met onze automatiseringsoplossingen voor de lifescience sector. Een combinatie waarmee we de meest veeleisende uitdagingen op het gebied van laboratoriumautomatisering kunnen aangaan”, zegt Michael Schöttner.
Openen, sluiten, vullen en wegen in de cleanroom
In de demonstratie verplaatst de contactloze zwevende module van SupraMotion de vriesdroogcontainer door een sluis naar een gesymboliseerde cleanroom. De universeel toepasbare en compacte EHMD draaigrijpmodule, die speciaal is ontwikkeld voor laboratoriumautomatisering, opent de schroefdop van de container. Onafhankelijk van de spoed. Vervolgens wordt de vriesdroogcontainer naar een station getransporteerd waar twee VTOE-doseerkoppen de container met vloeistof vullen. Deze doseerkoppen werken zeer nauwkeurig met een typische variatiecoëfficiënt van < 1% in het bereik van 10 tot 1000 μl. De vulhoeveelheid is tijdens het proces altijd nauwkeurig te controleren met behulp van de contactloze weegschaal die in het transportsysteem is geïntegreerd.
“Met de SupraMotion-modules en onze producten voor laboratoriumautomatisering kunnen we innovatieve totaaloplossingen ontwerpen voor klanten in de lifescience sector. Nauwkeurig, betrouwbaar en grotendeels vrij van vervuiling dankzij contactloze bediening. Alleen Festo biedt dit”, zegt Marcus Kroll, hoofd LifeTech Business Development bij Festo. Op verzoek ontvangen geïnteresseerde potentiële gebruikers een applicatie op maat die specifiek is afgestemd op hun behoeften.
Over op supergeleiders gebaseerde magnetische levitatie
Supergeleiders zijn materialen met unieke magnetische eigenschappen. De supergeleider die in SupraMotion-toepassingen wordt gebruikt, kan het magnetische veld van een permanente magneet binnenin verankeren. Hierdoor ontstaat een sterke maar onzichtbare koppeling die de magneet en de supergeleider op een vaste en gedefinieerde afstand van elkaar houdt - zelfs door muren, in vloeistoffen of in een vacuüm. Zwevende spleten van 10 mm en meer zijn mogelijk. Zolang het magnetische geheugen van de supergeleider onder zijn overgangstemperatuur blijft, slaat hij de vingerafdruk van de magneet op en daarmee zijn positie. Ook wanneer de twee van elkaar gescheiden zijn.
De technologie kenmerkt zich door een laag energieverbruik dat bovendien onafhankelijk is van de zweefhoogte en het draagvermogen. Het vermogen bij de huidige koelers ligt – afhankelijk van de toepassing – tussen de 15 en 80 Watt. Het zweefeffect blijft bij stroomuitval maximaal 15 minuten behouden, vereist geen aparte besturingstechniek en leidt niet tot verwarming van oppervlakken of levitatiemodules.