Tecnologia dei superconduttori: lavoro senza contatto nel laboratorio del futuro
La tecnologia dei superconduttori consente il movimento e la manipolazione senza contatto degli oggetti, ideale per settori ad alta tecnologia come l'automazione di laboratorio o la biotecnologia. Alla fiera di Hannover, Festo presenta un concetto per il riempimento e la pesatura completamente automatizzati dei contenitori di liofilizzazione nelle camere bianche. Grazie ai moduli di levitazione SupraMotion e ai prodotti di automazione Festo per applicazioni di laboratorio, è possibile soddisfare i più elevati standard di pulizia e igiene.
"Mantenere i processi nel laboratorio privi di contaminazione non è facile", afferma Michael Schöttner, responsabile dei Progetti SupraMotion presso Festo. "Le attrezzature utilizzate, ad esempio provette o dispositivi di misurazione come bilance, sono particolarmente problematiche. Prese dall'esterno, rischiano di contaminare l'interno pulito. Possiamo in gran parte escludere questo rischio con i nostri moduli SupraMotion, in quanto consentono di trasportare e pesare senza contatto". In fiera vengono mostrati contenitori monouso per la liofilizzazione riempiti automaticamente. La massa aggiunta viene verificata utilizzando una bilancia senza contatto. Vengono utilizzati prodotti LifeTech Festo in combinazione con un modulo di levitazione della gamma "SupraMotion". Ciò porta a una soluzione complessiva affidabile che semplifica e rende efficace la pulizia per soddisfare i requisiti più elevati.
Le forze magnetiche tra il superconduttore e il supporto su cui vengono trasportati i contenitori consentono altezze di levitazione di 10 millimetri e oltre. Attraversando molti materiali, la levitazione lascia ampio spazio a pareti divisorie che racchiudono ambienti di lavoro sterili. Il movimento del supporto è possibile dall'esterno, così come il controllo del peso utilizzando una bilancia da laboratorio standard. Ciò permette di mantenere la maggior parte della tecnologia al di fuori della camera bianca, riducendo al minimo assoluto ogni tipo di contaminazione. "Con il nostro concept, mostriamo come combinare l’innovativa tecnologia dei superconduttori con le nostre soluzioni di automazione per il settore del life science e affrontare così alcune delle sfide più impegnative nell'automazione di laboratorio", afferma Michael Schöttner.
Apertura, chiusura, riempimento e pesatura nella camera bianca.
Il modulo di levitazione senza contatto di SupraMotion sposta il contenitore di liofilizzazione attraverso una camera di isolamento nella camera bianca. Un modulo rotante di presa EHMD compatto e universalmente applicabile, sviluppato per l'automazione di laboratorio, apre il tappo a vite del contenitore indipendentemente dal passo della filettatura. Successivamente, il contenitore viene trasportato alla stazione successiva, dove due teste di dosaggio VTOE riempiono il contenitore con il liquido. Queste teste di dosaggio lavorano in modo molto preciso, con un coefficiente di variazione inferiore all'1%, nell'intervallo da 10 a 1000 μl. Le bilance senza contatto, integrate nel sistema di trasporto, consentono di verificare con precisione il volume di riempimento, in ogni momento durante il processo.
"Con i moduli SupraMotion e i nostri prodotti per l'automazione di laboratorio, siamo in grado di progettare soluzioni complete e innovative per i clienti, nel settore del life science - precise, affidabili e in gran parte prive di contaminazioni, grazie alla manipolazione senza contatto. Solo Festo offre queste soluzioni!" afferma Marcus Kroll, Responsabile dello Sviluppo Aziendale LifeTech presso Festo. Su richiesta, i potenziali utenti interessati riceveranno un'applicazione personalizzata in base alle loro esigenze.
Levitazione magnetica basata su superconduttori
I superconduttori sono materiali con caratteristiche magnetiche uniche. Il superconduttore utilizzato nelle applicazioni SupraMotion può ancorare il campo magnetico di un magnete permanente al suo volume, creando un accoppiamento forte ma invisibile, che mantiene il magnete e il superconduttore ad una distanza fissa l'uno dall'altro, anche attraverso pareti, liquidi o vuoto. Sono possibili spazi di levitazione di 10 mm o più. Finché rimane al di sotto della sua temperatura di transizione, la memoria magnetica del superconduttore conserva l'impronta digitale del magnete e quindi la sua posizione, anche se i due sono separati.
La tecnologia si caratterizza per un basso consumo energetico indipendente dall'altezza di levitazione e dal carico - il consumo di energia con i refrigeranti attuali varia tra i 15 e gli 80 watt, a seconda dell'applicazione. L'effetto di levitazione viene mantenuto per un massimo di 15 minuti in caso di interruzione di corrente, non richiede una tecnologia di controllo separata e non surriscalda le superfici o i moduli di levitazione.
