Autonoom en herhaalnauwkeurig bij liquid handling

Eigen persluchttoevoer en absoluut nauwkeurige meervoudige dosering

De noodzaak van een externe luchttoevoer leidt tot ruimtelijke beperkingen bij de installatie van liquid-handling-systemen. Meervoudige dosering van vloeistoffen stelt de hoogste eisen aan de herhaalnauwkeurigheid. Voor beide uitdagingen heeft Festo oplossingen gevonden, die wij u in dit artikel presenteren.

Autonome opwekking van druk en vacuüm

Wie persluchtapparaten voor vloeistoffen ontwerpt, moet altijd rekening houden met externe persluchtbronnen. Systemen voor liquid handling vereisen gewoonlijk een constante luchttoevoer. De meest gebruikelijke toevoer is via een wandaansluiting, maar dit beperkt de flexibiliteit van het systeem. Als luchtkanalen moeten worden aangepast, leidt dit tot hogere kosten.

Festo heeft daarom een module voor druk- en vacuümopwekking ontwikkeld die de toevoer van perslucht via voedingskabels overbodig maakt. Deze compacte submodule is een integraal onderdeel van het liquid handling systeem. De generator laadt op tot een bepaalde druk en vacuüm. Wanneer de waarden onder een bepaalde drempel komen, wordt de toevoer geactiveerd om te herladen. Dit gebeurt via verschillende sensoren, een pomp en een verdeler.

Meervoudige dosering met reservoir en schaal

Voor meervoudige dosering met maximale herhaalnauwkeurigheid heeft Festo voor de VTOE-doseerkop een speciale kanaalplaat met reservoir ontworpen. Hiermee kan tot 2 ml vloeistof worden aangezogen. De doseerkop werkt samen met een onder de microtiterplaat geplaatste weegschaal. De weegschaal maakt een gesloten terugkoppelingcircuit voor het doseerproces mogelijk. Door de implementatie van een continue terugkoppeling kan de openingstijd van het ventiel precies worden afgesteld om nauwkeurige doseerhoeveelheden te bereiken.

Nadat het voor de totale dosering vereiste volume is aangezogen, wordt de vloeistof in drie injectiefasen in elk putje gedoseerd. Tijdens de eerste, lange injectie wordt de meeste vloeistof afgegeven. De tweede injectie is korter en benadert het gewenste volume. De laatste injectie is zeer kort om de exacte vulhoeveelheid te bereiken. Exact betekent dat een nauwkeurigheid van beter dan 1% CV kan worden bereikt.

Eenvoudige instelling en bediening

Deze oplossing omvat een grafische gebruikersinterface (GUI). Het stelt laboratoria in staat tests uit te voeren volgens individuele vereisten zonder het systeem telkens opnieuw te moeten instellen. De gebruiker kan de GUI gebruiken om bijvoorbeeld te kiezen uit welk flesje moet worden geaspireerd, hoeveel vloeistof in elk putje van een microtiterplaat moet worden gedoseerd en hoeveel putjes in een bepaalde rij moeten worden gevuld. Tijdens het doseren van de vloeistof geeft de GUI een live indicator van de weegschaal om de hoeveelheid afgegeven vloeistof te tonen. De hoeveelheid vloeistof wordt gebruikt om de gemiddelde massa en de variatiecoëfficiënt (CV) van de afgiften te berekenen.

Via de GUI heeft de gebruiker toegang tot verdere functies zoals het spoelen van de vloeistof in de kanaalplaat tot er alleen nog lucht over is, of het reinigen van de kanaalplaat door een reinigingsoplossing aan te zuigen en te spoelen.

Ervaar innovatieve liquid handling in actie

Het in dit artikel beschreven systeem is het resultaat van de samenwerking tussen Festo TEC Boston, het ontwikkelingscentrum van Festo LifeTech in Noord-Amerika, en het hoofdkantoor van Festo in Duitsland. In de video ziet u alle submodules in actie. Een compact EXCM 2D-portaalmanipulator met parallel kinematisch aandrijfconcept zorgt voor snelle en nauwkeurige bewegingen.

Vooruitzciht

Het team van TEC Boston plant ook al de volgende stap: een module voor druk- en vacuümopwekking die volgens het plug and play principe kan worden ingebouwd en zo de installatietijd aanzienlijk zal verkorten.

januari 2020

Overzicht