Les ingénieurs concepteurs des fabricants de machines (OEM) du secteur des sciences de la vie commencent à reconnaître l’importance de la gestion thermique dans la création des équipements de laboratoire plus rapides et plus précis. Après tout, n’oublions pas que les taux de réaction chimique sont généralement proportionnels à la température, tandis que les techniciens de laboratoire peuvent également augmenter le temps de travail ou la durée de conservation des échantillons et des réactifs en maintenant la substance dans sa plage de température optimale. Bien sûr, fournir cette capacité de manière fiable et rentable est le véritable défi, c’est pourquoi les entreprises font de plus en plus appel à notre équipe d’ingénieurs experts chez SMC.
Par Max Lemacon, Team Manager Sciences de la vie, SMC France
Nous avons plus de 40 ans d’expertise professionnelle dans la fourniture de dispositifs thermoélectriques aux OEM fournissant les industries des sciences de la vie et des dispositifs médicaux. Nos clients nous disent que leurs décisions d’achat dépendent de la fiabilité élevée des produits, de l’étendue du portefeuille, du potentiel de personnalisation et du support complet avant et après-vente.
Les concepteurs de dispositifs tels que les analyseurs ont souvent une formation en biologie ou en ingénierie biomédicale, et non en gestion thermique. Si c’est votre cas et que vous souhaitez implémenter le contrôle de la température dans vos conceptions d’équipement, la première chose dont vous aurez besoin est un support expert en matière de conception. Deuxièmement, il serait clairement idéal de trouver un partenaire technologique qui possède également une expertise dans des domaines complémentaires, tels que le contrôle fluidique et l’automatisation, car cela simplifierait les fonctions commerciales telles que la conception, les achats et l’après-vente. Vous aurez également besoin d’un service après-vente pendant des années d’utilisation de l’équipement sur des sites du monde entier.
Défi spectromètre
Nous avons récemment fourni à un OEM européen spécialisé dans les équipements de diagnostic in-vitro une solution de contrôle de la température pour un spectromètre de chromatographie en phase gazeuse. Le système sépare les composants chimiques d’un mélange d’échantillons et les détecte pour déterminer leur présence ou leur absence et/ou la quantité présente.
Notre client travaillait déjà avec nous sur des solutions de contrôle des fluides, mais n’était pas au courant de notre portefeuille de contrôle de la température ou de nos compétences en gestion thermique. Il est vite devenu évident que nous pouvions jouer un rôle clé dans la définition des produits les plus adaptés à l’application.
La plupart des spectromètres ont quatre composants principaux : le système d’entrée, la source d’ions, l’analyseur de masse et le détecteur. Au stade de l’entrée, le client devait chauffer une chambre de réseau à six capillaires à 55 ° C. Ici, le contrôle de la température devait être précis, précis et reproductible.
L’appareil chauffe et transforme différents liquides en phase gazeuse pour la condensation à distance, suivie de la séparation et de l’analyse. La stabilité de la température est essentielle pour fournir la précision nécessaire aux utilisateurs d’analyseurs. Toute solution maison utilisant des éléments Peltier ne fournirait tout simplement pas une précision suffisante, et il y a aussi d’autres problèmes. Les systèmes de refroidissement à base de Peltier doivent être bien équilibrés en termes d’ingénierie. Un dissipateur de chaleur insuffisant ou une cellule Peltier sous-dimensionnée pourrait entraîner une consommation d’énergie élevée, un rejet de chaleur élevé et un bruit excessif.
Exigences et solution : la correspondance parfaite
Nous avons proposé une étude thermique et fluidique pour déterminer les niveaux optimaux d’équilibre thermique, de capacité de chauffage et de débit d’air. À partir des résultats, nous avons pu identifier une solution centrée sur un refroidisseur thermoélectrique SMC compact et haute performance avec un échangeur de chaleur air-eau. Sur la base de calculs minutieux, nous avons également fourni un diffuseur conique offrant un débit optimal de la turbine à air.
Le résultat a été une solution très réussie offrant précision, répétabilité, dimensions compactes et programmation de montée en température.
La clé du succès de ce projet a été notre capacité à faire bénéficier au client de notre savoir-faire en matière de gestion thermique et à fournir une solution complète. Le client considère désormais SMC comme bien plus qu’un fournisseur de composants, mais comme un expert de confiance en matière de contrôle de la température et des fluides.
Avantages de l’effet Peltier
Les applications des sciences de la vie et des dispositifs médicaux bénéficient énormément des systèmes de refroidissement basés sur l’effet Peltier en raison de leur stabilité à haute température, de leur faible bruit, de leurs faibles vibrations et de leurs dimensions physiques compactes.
Le dernier refroidisseur Peltier de SMC – D’excellentes fonctionnalités dans des dimensions très compactes
Pour fournir une définition, l’effet Peltier est le refroidissement d’une jonction et le chauffage de l’autre lorsque le courant électrique (DC) est maintenu dans un circuit de matériau comprenant des couches alternatives de semi-conducteurs dissemblables. Ces semi-conducteurs sont pris en sandwich entre des couches de céramique qui agissent comme des isolants thermiques, créant ainsi une cellule Peltier (également connue sous le nom de dispositif thermoélectrique).
Au-delà des analyseurs, les applications principales des appareils thermoélectriques comprennent les appareils d’échographie, les systèmes à rayons X, les équipements de cryothérapie et les accélérateurs d’ions pour le traitement du cancer. Des applications plus larges incluent des systèmes de traitement de l’eau et des gaz pour nettoyer des outils de laboratoire ou chirurgicaux, par exemple.
Dans tous les cas, SMC peut concevoir et produire des produits de type Peltier pour s’adapter à des applications individuelles. Avec plus de quatre décennies d’expérience éprouvée, la société est un partenaire technologique établi pour les équipementiers des sciences de la vie et des dispositifs médicaux du monde entier.
