Er zijn bepaalde kenmerken waar je op moet letten bij het selecteren van technologie voor temperatuurregeling in de life science sector. Eén van de meest voorkomende is een systeem dat gebruik maakt van het Peltier-effect. Dit biedt belangrijke voordelen voor degenen die laboratoriumwerk verrichten, zoals een hoge temperatuurstabiliteit, een laag geluidsniveau, geringe trillingen en compacte afmetingen.
Door Lisa Zille, Product Management & Industrial Application Center (IAC) SMC Germany
MAART 2022
Wie niet bekend is met de term: het Peltier-effect is het afkoelen van de ene aansluiting en het verwarmen van de andere wanneer elektrische stroom (DC) wordt gehandhaafd in een materiaalcircuit dat bestaat uit afwisselende lagen van ongelijksoortige halfgeleiders. Deze halfgeleiders zijn ingeklemd tussen keramische lagen die fungeren als thermische isolatoren, waardoor een Peltier-cel ontstaat (ook bekend als een thermo-elektrisch apparaat). Laboratoriumtechnici kunnen de richting van de warmtestroom eenvoudig omkeren door de polariteit van de gelijkstroom om te keren. De hoeveelheid warmte/koeling die wordt gegenereerd is recht evenredig met het spanningsverschil tussen de positieve en negatieve voedingsdraden.
Met een thermo-elektrisch apparaat kun je de temperatuur regelen binnen een smalle tolerantieband (±0,01 tot ±0,03°C) dankzij de zeer snelle reactietijd. In koeltoepassingen is er uiteraard een duidelijke behoefte om warmte te verwijderen van de andere kant van de Peltier-cel. Dat betekent dat alle koeloplossingen van dit type koellichamen en ventilatoren vereisen. Het geluid van de ventilatoren in een Peltier-cel is echter lager dan dat van andere bestaande warmteoverdrachtstechnologieën, waardoor ze geschikt zijn voor gebruik in laboratoriumomgevingen. De trillingen van op Peltier gebaseerde koelsystemen zijn ook extreem laag, omdat er geen bewegende delen zijn (behalve de ventilatoren en pompen die worden gebruikt voor de vloeistofoverdracht).
Andere technologieën
Uiteraard zijn er ook andere technologieën voor temperatuurregeling, zoals compressor-/verdampingssystemen die weliswaar een hogere koelcapaciteit hebben, maar een slechtere temperatuurstabiliteit en meer lawaai en trillingen. Passieve lucht/water- of water/watersystemen kunnen ook een hoge koelcapaciteit leveren, maar vereisen een secundaire koelbron (koud water of koude lucht). Als gevolg hiervan kunnen deze systemen een vloeistof niet koelen tot een temperatuur lager dan de omgevingstemperatuur (lucht naar water) of facilitair water (water naar water).
SMC levert alle soorten Peltier-apparaten voor life science toepassingen, inclusief het HEB thermo-elektrisch bad en het HECR thermo-elektrisch apparaat (luchtgekoelde en watergekoelde varianten), dat in een 19-inch rack kan worden gemonteerd.
SMC thermo-elektrisch bad (HEB serie)
SMC Thermo-con, rackmontage (HECR serie)
Als internationaal bedrijf met automatiseringsoplossingen voor diverse industrieën kunnen wij Peltier-producten ontwikkelen voor talrijke hightech-toepassingen, maar vooral voor de life science sector, waarin SMC al meer dan veertig jaar een belangrijke technologiepartner is.