ChemieXtra 6/2018 by SIGWERB GmbH

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Juni 2018

Offizielles Organ des Schweizerischen Chemie- und Pharmaberufe Verbandes

DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR DIE CHEMIE- UND LABORBRANCHE

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EDITORIAL

Aufklärung versus postfaktisch Man kann alles relativieren. Die Menschheit ist nur eine kurze Episode im Lauf der Erdgeschichte. Menschgemachte Reiche kommen und gehen. Menschen selbst kommen und gehen. Natürlich kann man letztlich auch die Epoche der Auf klärung mit all ihren Errungenschaften in Frage stellen und mit ihr das humanistische Menschen bild, die Säkularisierung und die Parlamentsrechte gegenüber den Monarchen. Das nennt sich heute oft postfaktisch. Als postfaktische Politik wird schlagwortartig ein politisches Denken und Handeln bezeichnet, bei dem Fakten nicht im Mittelpunkt stehen. Die Wahrheit einer Aussage tritt dabei hinter den emotionalen Effekt der Aussage vor allem auf die eigene Interessengruppe zurück. Jeder Schrott ist erlaubt – Anything goes … Ich frage mich allerdings, was geschehen würde, wenn in Labors, bei Herstellungsprozessen der chemischen Industrie, in der Life Science oder bei Neuerungen in der Verfahrenstechnik – um nur einige zu nennen – nicht faktenbasiert gehandelt würde. Das Gezeter wäre riesig und die Konsequenzen fatal. In diesem Sinn erachte ich es als sehr heikel, in der Politik auf der Klaviatur des Postfaktischen zu spielen, denn Politik hat einen Einfluss auf unsere Haltung. Sie prägt unsere Lebensumstände. Sie definiert Handlungsspielräume der Industrie und Handelsbeziehungen. Sie ist die Basis für Vertrauen. Es ist nicht der Kristall neben dem Computer, der uns vor bösen Geistern schützt, sondern die sachliche Diskussion und das gegenseitige Verständnis für unterschiedliche Ansichten. Unser Fokus ist der Umwelt gewidmet. Die Gretchenfrage, ob man den menschengemachten Klimawandel nachweisen kann, wird aus einer möglichen Fachperspektive beantwortet, aber vor allem aus faktischwissenschaftlicher Sicht, wie auch die Frage, wie man die Umweltpolitik verbessern könnte. Persönlich bin ich beeindruckt, wie die Chemie- und Pharmabranche im eigenen Interesse Energieverbrauch, Ressourcenschonung und Produkteverbesserung vorantreibt, auch sie auf Fakten basiert und im Einklang mit neusten wissenschaftlichen Erkenntnissen.

Etel Keller

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07.05.2018 14:05:40

I N H A LT S V E R Z E I C H N I S

FOKUS

Kann man den menschen gemachten Klimawandel nachweisen? Mit welchen Methoden weisen Forschende ursächliche Zusammenhänge des Klimawandels nach.

Biologen entschlüsseln Energiespeicherung

Einer der wichtigsten Sauerstoffproduzenten stellen die Kieselalgen dar. Forschende identifizierten das Enzym ihres Energiespeicherungsmechanismus.

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FOKUS

Forschende fanden einen Weg, klimaschädliches Kohlendioxid in einen Alkohol zu verwandeln, der als Ausgangsstoff für die chemische Industrie dienen könnte.

Die Fachzeitschrift für die Chemie- und Laborbranche

Erscheinungsweise 10 × jährlich Jahrgang 8. Jahrgang (2018) Druckauflage 11 800 Exemplare WEMF / SW-Beglaubigung 2017 11 505 Exemplare Total verbreitete Auflage 2 375 Exemplare davon verkauft

Internet www.chemiextra.com Geschäftsleiter Andreas A. Keller

LABOR Effiziente Vorbereitung für die Partikelanalyse

Kohlendioxid als Rohstoff

ISSN-Nummer 1664-6770

Enzyme sind an der Beschleunigung chemischer Prozesse beteiligt, deshalb ist es sehr interessant, ihre molekularen Mechanismen zu entschlüsseln.

CHEMIE

IMPRESSUM

BIOWISSENSCHAFTEN Die Enzymdesigner mit neuen Optionen

Nanopartikel im Pflanzenschutz

Inwieweit kann die Nanotechnologie die Hoffnung, durch Nanopartikel in Düngern und Pflanzenschutzmitteln mehr Effizienz und höhere Erträge zu erzielen, erfüllen?

BIOWISSENSCHAFTEN

Herausgeber/Verlag SIGWERB GmbH Unter Altstadt 10, CH-6301 Zug Telefon +41 41 711 61 11 info@sigwerb.com www.sigwerb.com Anzeigenverkaufsleitung Thomas Füglistaler Anzeigenverkauf SIGImedia AG Jörg Signer Pfaffacherweg 189, Postfach 19 CH-5246 Scherz Telefon +41 56 619 52 52 info@sigimedia.ch

Ein Methodenvergleich zur Desagglomeration von partikulären Materialien bei der Partikelanalyse.

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Redaktion Etel Keller Unter Altstadt 10 CH-6301 Zug Telefon +41 41 711 61 11 redaktion@sigwerb.com

Copyright Zur Veröffentlichung angenommene Originalartikel gehen in das ausschliessliche Verlagsrecht der SIGWERB GmbH über. Nachdruck, fotomechanische Vervielfältigung, Einspeicherung in Datenverarbeitungsanlagen und Wiedergabe durch elektronische Medien, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlags. Für unverlangt eingesandte Manuskripte wird keine Haftung übernommen.

Redaktionelle Mitarbeit Dr. Kurt Hermann

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I N H A LT S V E R Z E I C H N I S

VERANSTALTUNGEN

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Die Ilmac Lausanne bietet den Besuchenden Einblick in aktuelle Zukunftsvisionen und eine Übersicht über die aktuellen Neuerungen in der Branche.

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VERFAHRENSTECHNIK

Standardinstrumentierungen stossen an ihre Grenzen, deshalb wächst die Nachfrage nach Individuallösungen, wie zum Beispiel bei der Füllstandsüberwachung.

TERMINE

VERFAHRENSTECHNIK Anlagenstillstand – effizient und clever geplant

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Die Verfügbarkeit einer Anlage beeinflusst Produktivität und Rentabilität. Dies erhöht das Interesse von Anlagenbetreibenden, Stillstandszeiten so gering wie möglich zu halten.

Hochskalierbare Messwerterfassungssysteme und webbasierte Messtechniksoftware werden neu in einem Komplettpaket mit standortunabhängiger Datenvisualisierungen verknüpft.

SCV SCV-Informationen

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Hydrierreaktoren lernen neue Tricks

Wer vieles bringt …

Anstelle einer Abschreibung, entschloss sich ein Pharmahersteller sein chemisches Entwicklungslabor zu modernisieren.

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Offizielles Organ des Schweizerischen Chemie- und Pharmaberufe Verbandes

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PRODUKTE

24.05.18 11:29

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FOKUS

Wie beeinflusst der menschengemachte Klimawandel aktuelle und vergangene Klimaphänomene?

Klimawandel

Kann man den Einfluss des Menschen nachweisen? Verändern sich beobachtete Klimagrössen wie Temperatur oder Niederschlag über längere Zeit, drängt sich die Frage auf, ob menschlicher Einfluss eine Rolle spielt. Um das zu untersuchen, wenden Wissenschaftler eine Methode an, mit der sich ursächliche Zusammenhänge abschätzen lassen.

Lukas Gudmundsson, ETH Zürich Dass die Treibhausgase des Menschen das globale Klimasystem verändern, ist wissenschaftlich unbestritten. 1 Klimaforschende blicken mit ihren Modellen daher oft in die Zukunft und versuchen zu berechnen, wie sich die steigende CO 2 -Konzentration in

der Atmosphäre künftig auf verschiedene Klimavariablen wie Temperatur oder Niederschlag auswirken wird. Wetter und Klima erleben wir aber in der Gegenwart. So ist es beispielsweise in der Schweiz im Verlauf des letzten Jahrhunderts immer wärmer geworden. 2 Wenn sich aussergewöhnlich warme Sommer häufen, taucht schnell auch die Frage auf, inwiefern menschliches Handeln das aktuelle und vergangene Klima beeinflusst. Doch wie lässt sich untersuchen, ob eine beobachtete Klimaveränderung auf den menschengemachten Klimawandel zurückzuführen ist – oder lediglich auf natürlich vorkommende Schwankungen?

Bilder: ETH Zürich

Wir haben nur eine Welt

Illustration der «Detection & Attribution»-Methode: Erst in der zweiten Hälfte des analysierten Zeitraums hebt sich die Beobachtung von den Simulationen ohne menschlichen Einfluss ab und gleicht jenen mit menschlichem Einfluss.

Diese Frage können wir Klimawissenschaftler leider nicht experimentell überprüfen. Der Grund ist so banal wie schwerwiegend: Wir haben nur eine Welt. Wir können keine klassischen Experimente machen, in denen wir das Klima mit menschlichem Einfluss einem Klima ohne menschlichen Einfluss gegenüberstellen.

Beobachtete Veränderung in Europas Süsswasserressourcen.

Was uns aber zur Verfügung steht, sind lange Beobachtungsreihen von Niederschlag, Wasserstand, Temperatur, Anzahl Stürmen und vielen Messgrössen mehr. Um zu überprüfen, ob diese Klimavariablen durch die ansteigenden Treibhausgasemissionen aus menschlichen Aktivitäten beeinflusst werden, haben Wissenschaftler die sogenannte «Detection-and-Attribution»-Methode entwickelt. 3 64 / 2 0 1 8

FOKUS

Prüfen von Ursache und Wirkung im Modell Es handelt sich dabei um eine kombinierte Analyse von langen Beobachtungsreihen und Simulationsexperimenten. Dabei werden Klimamodelle sowohl ohne als auch mit menschlichem Einfluss berechnet, um sie anschliessend mit den tatsächlichen Beobachtungen zu vergleichen. Werden letztere nur durch die Simulationen mit Emissionen reproduziert, kann man daraus schliessen, dass der menschengemachte Klimawandel in den Beobachtungen nachweisbar ist. Man muss aber auch natürliche Schwankungen berücksichtigen, die einer beobachteten Veränderung zugrunde liegen können. So ist nicht jeder Sommer gleich warm, und nicht jeder Winter schneereich. Das lässt sich auszuschliessen, indem man Klimamodelle wiederholt anwendet, um die Bandbreite dieser Schwankungen zu simulieren. Je mehr sich die Beobachtung von der Bandbreite natürlicher Klimaschwankungen unterscheidet, desto zuverlässiger ist der Schluss, dass menschengemachter Klimawandel die Beobachtung beeinflusst. Die «Detection-and-Attribution»-Methode ist ein wichtiges Instrument, das etwa im letzten UN-Klimabericht im Kapitel über den Nachweis des menschengemachten Klimawandels 2 zur Anwendung kam. Die Methode hat aber auch Schwächen. So ist nicht immer klar, ob Klimamodelle die Bandbreite natürlicher Schwankungen richtig einschätzen. Zudem lässt sich nie vollständig ausschliessen, dass eine beobachtete Veränderung durch einen Prozess verursacht wurde, der nicht in den Klimamodellen berücksichtigt ist. Dennoch: Die Methode kann gewichtige Indizien liefern.

Spuren des Klimawandels in Wasserressourcen Ein Beispiel: In einer kürzlich im Fachmagazin «Nature Climate Change» veröffentlichten Studie 4 konnten wir mit der «Detection-and-Attribution»-Methode zeigen, dass der beobachtete Rückgang der Süsswasservorkommen in Südeuropa sehr wahrscheinlich mit den zunehmenden Treibhausgasemissionen zusammenhängt. Dazu haben wir Beobachtungsreihen über 46 / 2 0 1 8

den Abfluss von mehreren hundert kleinen Flüssen von 1956 bis 2005 analysiert und mit Klimamodellen verglichen. Die Beobachtungen zeigen, dass es in den letzten Jahrzehnten im Süden Europas eine Neigung zu mehr Trockenheit gab, während es im Norden tendenziell feuchter wurde. Klimamodelle wiederspiegeln dieses Muster nur, wenn menschliche Treibhausgasemissionen in den Modellen berücksichtigt werden. Faktoren wie natürliche Klimavariabilität oder menschliche Wassernutzung, wie zum Beispiel für Bewässerung, spielen ebenfalls eine Rolle. Insgesamt zeigen die Resultate aber deutlich auf, dass der Klimawandel Europas Wasserressourcen schon heute beeinflusst; und dass künftig eine zunehmende Wasserknappheit im Süden Europas eine wahrscheinliche Folge ist. Publikationen 1 «IPCC, Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, in Summary for Policymakers», T. F. Stocker et al., Editors. 2013. p. 1535. 2 Siehe Klimabulletin Meteoschweiz (Seite 6). 3 Bindoff N.L. et al., «Detection and Attribution of Climate Change: from Global to Regional, in Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change», T.F. Stocker et al., Editors. Cambridge University Press. (2013), p. 867-952. 4 Gudmundsson L., S.I. Seneviratne & X. Zhang, «Anthropogenic climate change detected in European renewable freshwater resources». Nature Clim. Change (2017).

Kontakt Dr. Lukas Gudmundsson Institut für Atmosphäre und Klima Dep. of Environmental Systems Science ETH Zürich Universitätstrasse 16 CH-8092 Zürich +41 44 632 77 09 lukas.gudmundsson@env.ethz.ch www.iac.ethz.ch

LAB

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FOKUS

Die Magie des Kreises

Wirtschaftsmodell für die chemische Industrie? Die steigende Ressourcenknappheit macht deutlich: Die heutige Wegwerfgesellschaft wird nicht mehr lange funktionieren. Was wäre, wenn alle eingesetzten Stoffe über den Lebenszyklus der Waren hinaus in einem geschlossenen Kreis der Nutzung blieben? Das neue Konzept der zirkulären Wirtschaft (Circular Economy) geht weit über das klassische Recycling hinaus, bei dem meist das Produkt an Qualität verliert. Fraunhofer Umsicht erstellte im Auftrag des VCI NRW eine Studie zur zirkulären Nutzung anhand von drei Stoffströmen.

Bild: Fraunhofer Umsicht

bei Autoreifen benötigte Fahreigenschaften oder gewünschte Verbrauchseigenschaften eine zirkuläre Verwendung erschweren. Bei Windrädern, die gross, leicht und sehr belastbar sein müssen, machen diese Eigenschaften eine zirkuläre Verwendung ebenfalls nicht leichter. «Die Studie zeigt die Notwendigkeit und die Chancen einer Transformation unseres Wirtschaftssystems zu einer Circular Economy auf, aber auch die heute bestehenden Herausforderungen und Grenzen. Es liegt ein langer Weg vor uns, aber es können sich spannende neue Produktentwicklungen und Geschäftsmodelle (unter anderem im Leasing- oder Sharing-Bereich) ergeben», sagt Markus Hiebel, Projektleiter der Studie und Abteilungsleiter Nachhaltigkeits- und Ressourcenmanagement bei Fraunhofer Umsicht. In der Studie werden die Stoffströme für die Produktion von Reifen, Rotorblättern aus Windkraftanlagen und LCD-Bildschirmen untersucht.

In einer Circular Economy verbleiben die eingesetzten Stoffe über den Lebenszyklus von Waren hinaus in einem Stoffkreislauf. Abfälle und Emissionen sollten soweit wie möglich verringert werden. Zentral ist dabei, dass Waren wieder- und weiterzuverwenden sind, ohne dass die Qualität der Produkte nachlässt. Der Energieverbrauch sollte aus erneuerbaren Ressourcen gedeckt, Stoffe, die nicht im Kreis zu führen sind, energetisch verwertet werden. Ob dies möglich ist und wo die Chancen und Grenzen einer solchen zirkulären Wirtschaft für die chemische Industrie liegen, hat das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik Umsicht im Auftrag des VCI NRW in einer Studie anhand von Produkten beispielhaft untersucht. Dazu analysierten die Forschenden 26

drei Stoffströme: Reifen, Rotorblätter aus Windkraftanlagen und LCD-Bildschirme.

Chancen für die chemische Industrie «Die Studie hat gezeigt, dass eine Circular Economy gerade für die chemische Industrie als ‹Enabler› von Lösungen Chancen bietet. Bei der Umsetzung treten allerdings oft Zielkonflikte auf, die beachtet werden müssen. Zudem wird es darum gehen, in Zusammenarbeit mit der gesamten jeweiligen Wertschöpfungskette ökonomisch sinnvolle Wege zu entwickeln», so HansJürgen Mittelstaedt, Geschäftsführer VCI NRW. Zielkonflikte liegen beispielsweise in benötigten Produkteigenschaften. So können

Studie steht zum Download bereit Die Studie soll aufzeigen, wo Chancen und Potenziale liegen, ohne die Grenzen einer zirkulären Wirtschaft ausser Acht zu lassen. Unter www.vci.de/nrw/presse-services/ presse/die-magie-des-kreises.jsp kann die Studie eingesehen und heruntergeladen werden.

Kontakt Dr.-Ing. Markus Hiebel M.Sc. Fraunhofer Umsicht Sustainability Manager Osterfelder Strasse 3 D-46047 Oberhausen +49 208 8598 1181 www.umsicht.fraunhofer.de

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FOKUS

Erbsen zählen

Klimapolitik unterschätzt Verursachermoral Aspekte der Verhaltensökonomie werden in der Umwelt- und Klimapolitik meist unterschätzt: Tatsächlich legen Menschen nicht nur Wert auf eine effiziente Zielerreichung, sondern auch auf ihr Verantwortungsgefühl. Das zeigt eine neue Studie von Forschenden des Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC) und des Wissenschaftszentrums Berlin für Sozialforschung (WZB): Individuelle Verantwortungsgefühle spielen für die Umweltpolitik eine grössere Rolle als bislang gedacht.

In einem Experiment der Wissenschaftler wollten die meisten Teilnehmenden eine von ihnen verursachte Verschmutzung lieber selbst beseitigen, anstatt diese Aufgabe von einem Partner umsetzen zu lassen – selbst, wenn dies für beide deutlich gewinnbringender gewesen wäre. Die hinter solchen Effekten liegende Verhaltensökonomie gewinnt zunehmend an Bedeutung: Erst kürzlich wurde Richard H. Thaler mit dem Wirtschaftsnobelpreis dafür gewürdigt,

dass er die ökonomische Theorie durch psychologische Ansätze ergänzte, die das menschliche Verhalten beschreiben.

Ablass- oder Emissionshandel Die Ergebnisse von MCC und WZB sind für das Design von klimapolitischen Politikinstrumenten von Relevanz, so etwa für eine mögliche Reform des Europäischen Emissionshandels (EU ETS). Das EU ETS

sieht vor, dass CO2 -Emissionen durch die Vergabe einer festen Menge handelbarer Zertifikate begrenzt werden. Der Emissionshandel bewirkt, dass Emissionen dort eingespart werden, wo dies am kostengünstigsten möglich ist. Gleichzeitig können Unternehmen mit hohen Minderungskosten sich Zertifikate kaufen und damit ihre Emissionen kompensieren anstatt ihr Verhalten in Richtung Emissionsminderung anzupassen.

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FOKUS

Dass Emissionshandel mitunter als Ablasshandel verunglimpft wird, weist auf ein Spannungsfeld zwischen ökonomischer Effizienz und Moralvorstellungen hin.

Prozent dafür, diese selbst aufzuräumen. Der statistisch signifikante Unterschied zu den 60 Prozent der Teilnehmenden, welche die Kichererbsen verursacht hatten, lässt sich somit auf den Einfluss individuelle Verantwortung zurückführen.

Moral versus Ökonomie Die Forschenden warnen indes davor, Moral und Ökonomie gegeneinander auszuspielen. «Die Lehre aus diesem Experiment kann sicher nicht sein, dass wir unsere Moralvorstellungen über Bord werfen, weil sie wirtschaftlich nicht effizient sind», sagt Jan Steckel vom MCC. «Die Politik sollte vielmehr die moralischen Vorstellungen bei der Wahl ihrer Politikinstru-

Originalpublikation Jakob Michael, Kübler Dorothea, Steckel Jan Christoph, van Veldhuizen Roel, «Clean up your own mess: An experimental study of moral responsibility and efficiency», Journal of Public Economics (2017), DOI:10.1016/j.jpubeco.2017.09.010 www.mcc-berlin.net

Bild: Fotolia

Die Möglichkeit, sich durch Zahlungen aus der Verpflichtung zur CO2 -Minderung freizukaufen, wird mitunter von Wissenschaftlern, Politikern und der Katholischen Kirche als moralisch verwerflich kritisiert. «Der Emissionshandel wird mitunter als Ablasshandel verunglimpft», sagt WZB-Forscher Roel van Veldhuizen. «Das weist auf ein Spannungsfeld zwischen ökonomischer Effizienz und Moralvorstellungen hin.» Um die dahinterliegenden Fragen zu beantworten, teilten die Wissenschaftler vom MCC und WZB eine Gruppe von 60 Studenten der Technischen Universität Berlin zunächst in Zweierteams auf. Die erste Person sollte Kichererbsen in eine Schale werfen, wobei die meisten daneben flogen und die Umgebung «verschmutzten». Anschliessend musste sie dafür Verantwortung übernehmen und aufräumen. Sie konnte dies jedoch auch ihrem Teampartner überlassen. Dann wurden beide gemeinsam doppelt so hoch entlohnt, als wenn der Verursacher selbst aufräumte. Obwohl beide dabei stärker profitiert hätten, entschieden sich 60 Prozent der Kichererbsenwerfer dagegen. Bei einer anschliessenden Befragung stimmt sie zudem viele von ihnen dem Satz zu: «Individuelle Verantwortung spielt beim Kampf gegen den Klimawandel eine besonders wichtige Rolle.» Um den Einfluss individueller Verantwortung zu isolieren, untersuchten die Forschenden ebenfalls eine Kontrollgruppe. Während alle anderen Faktoren identisch waren, lagen in dieser die Kichererbsen bereits zu Beginn des Experiments auf dem Boden verstreut, es gab also keinen Verursacher. Hier entschieden sich nur 30

mente miteinbeziehen. Das könnte dann unter Umständen heissen, dass eine CO2 Steuer leichter vermittelbar ist als Emissionshandel.» Vor diesem Hintergrund plädieren die Wissenschaftler dafür, bei der Ausgestaltung der Klimapolitik das Verhältnis zwischen individuellen Verantwortung einerseits und der kollektiven Verantwortung andererseits stärker in den Blick zu nehmen. «Angesichts langfristiger und äusserst komplexer Probleme wie dem Klimawandel übertragen wir offenbar auf der individuellen Ebene erlernte Moralvorstellungen», sagt WZBForscherin Dorothea Kübler. Michael Jakob vom MCC ergänzt: «Doch es gibt ethische Normen, welche die Umsetzung ökonomisch effizienter Lösungen sogar behindern, anstatt sie zu beflügeln. Hier bräuchten wir eine Erweiterung der adäquaten Begriffe von ethischem Verantwortungsbewusstsein für globale, inter-generationale Probleme, wie beispielsweise den Klimawandel.»

Beim Umweltschutz legen Menschen nicht nur Wert auf eine effiziente Zielerreichung, sondern auch auf ihr Verantwortungsgefühl.

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FOKUS

Durch Nanopartikel in Düngern und Pflanzenschutzmitteln sollen der effizientere Einsatz der aktiven Wirkstoffe und höhere Erträge erreicht werden.

Studie zeigt Wissensstand und Forschungslücken auf

Nanopartikel im Pflanzenschutz und in Düngern Durch Nanopartikel in Düngern und Pflanzenschutzmittel erhofft man sich mehr Effizienz und höhere Erträge. Doch inwieweit kann die Nanotechnologie diese Hoffnungen erfüllen? Eine internationale Forschungsgruppe unter der Leitung von Mélanie Kah vom Department für Umweltgeowissenschaften an der Universität Wien fasst in einer umfassenden Literaturstudie den aktuellen Wissensstand zur Wirkung von Düngern und Pflanzenschutz mitteln mit Nanopartikeln zusammen. Demnach weisen die bisherigen Laborstudien auf eine Effizienzsteigerung hin, es fehlen jedoch Studien unter Feldbedingungen. Viele Studien würden zudem nanospezifische Qualitätssi cherungen beziehungsweise adäquate Kontrollen vermissen lassen.

Durch Nanopartikel in Düngern und Pflanzenschutzmitteln sollen der effizientere Einsatz der aktiven Wirkstoffe und höhere

Erträge erreicht werden – Befürworter erhoffen sich dadurch auch eine geringere Umweltbelastung. Doch inwieweit unter-

Nanotechnologie – die Erforschung und Konstruktion von kleinsten Partikeln mit Strukturgrössen von bis zu 100 Nanometern – stösst auf Interesse und gleichzeitig auch auf Skepsis. Weltweit wird geforscht, um die Auswirkungen von Nanopartikeln auf den Menschen und die Umwelt besser zu verstehen. Die Einsatzmöglichkeiten von Nanopartikeln sind vielfältig: beispielsweise in der Elektro- und Energietechnik, bei Verbrauchsprodukten wie Textilien, aber auch in der Medizin, dem Lebensmittelsektor und der Landwirtschaft. National und international untersuchen Forschende Fragestellungen zur Nanotechnologie und erarbeiten Grundlagen, um die Chancen wie auch die Risiken abschätzen zu können.

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scheiden sich Dünger und Pflanzenschutzmittel mit Nanomaterialien und deren konventionelle Formen tatsächlich in ihrer Wirkung? Eine internationale Forschungsgruppe unter der Leitung von Mélanie Kah vom Department für Umweltgeowissenschaften an der Universität Wien wertete in einer Metaanalyse bereits veröffentlichte Publikationen zu dieser Thematik aus. Die Literaturstudie bietet einerseits einen Überblick über den aktuellen Wissensstand. Andererseits zeigt sie Wissenslücken auf, legt methodische Schwierigkeiten dar und 39

FOKUS

stellt Grundlagen für den Vollzug und die Zulassung bereit.

Mehr Forschungsarbeit notwendig Die Auswertung von 78 durchgeführten Studien zeigt, dass gemäss den erhobenen Daten die Wirksamkeit von Nanoformulierungen im Vergleich zu konventionellen Produkten höher sein kann. Demnach weisen die bisherigen Laborstudien auf eine Effizienzsteigerung hin, wobei der Medianwert bei 20 bis 30 Prozent liegt. Auch wenn durch die höhere Effizienz weniger Dünger beziehungsweise Pestizide ausgebracht werden müssten, bedeutet dies jedoch nicht automatisch auch eine Reduktion der Umweltbelastung, so die Studienautoren. Zudem ist oft nicht klar, wie die beabsichtig-

te Formulierungseigenschaft mit der Partikelgrösse oder -oberfläche einhergeht. Diese Information wäre sehr wertvoll, um auf einer mechanistischen Ebene zu verstehen, wie Formulierungen durch Nanomaterialien verbessert werden können. Zudem wurden die bisherigen Studien in der Mehrzahl im Labor durchgeführt: «Um die Wirkung von Nanopartikeln einschätzen zu können, bräuchte es nun weitere Studien – insbesondere unter Feldbedingungen», sagt Studienautorin Mélanie Kah. Aktuell gibt es keine wissenschaftlich fundierte Studie, welche die Effektivität von Nanoformulierungen und deren Wirkung auf die Umwelt unter Feldbedingungen untersucht hat. Dies stellt eine entscheidende Wissenslücke dar und verunmöglicht gegenwärtig eine fundierte und generelle Bewertung.

Originalpublikation Melanie Kah et al., «A critical evaluation of nanopesticides and nanofertilizers against their conventional analogues», Nature Nanotechnology (2018); DOI: 10.1038/ s41565-018-0131-1

Kontakt Mélanie Kah, Privatdoz. PhD Department für Umweltgeowissenschaften Universität Wien Althanstrasse 14 (UZA II) A-1090 Wien +43 61 833 038467 melanie.kah@univie.ac.at www.univie.ac.at

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CHEMIE

Um dem Klimawandel entgegenzuwirken, versuchen Chemiker, von Menschen produziertes CO 2 als Rohstoff nutzbar zu machen.

Chemische Reaktion entdeckt

Kohlendioxid als Rohstoff Forschende der Ruhr-Universität Bochum haben einen Weg gefunden, klimaschädliches CO2 in einen Alkohol zu verwandeln, der als Ausgangsstoff für die chemische Industrie dienen könnte. Und zwar, ohne dass grosse Mengen an Salzabfällen entstehen, wie üblicherweise der Fall. Den Reaktionsmechanismus hat das Team um Timo Wendling und Lukas Goossen kürzlich beschrieben.

Um Kohlendioxid in einen Alkohol zu überführen, ohne dass dabei unerwünschte Abfallprodukte entstehen, ist eine zweischrittige Reaktion erforderlich. Das Problem: Die beiden Teilreaktionen sind aus energetischen Gründen quasi nicht unter einen Hut zu bringen. Um die Prozesse aus thermodynamischer Sicht vereinbar zu machen, braucht es geeignete Katalysatoren, welche die Teilreaktionen erleichtern.

Katalysator und Lösungsmittel entscheidend Das Team testete zahlreiche Substanzen und fand schliesslich zwei Katalysatoren, welche die erforderlichen Eigenschaften besitzen: eine Kupferverbindung für den ersten Reaktionsschritt und eine Verbindung aus Rhodium und Molybdän für den zweiten Schritt. Entscheidend war auch die genaue Zusammensetzung und Menge des Lösungsmittels, in dem die Reaktion stattfand. In der ersten Teilreaktion, Carboxylierung genannt, koppelten die Forschenden CO2 an eine Kohlenwasserstoffverbindung. Dazu wird ein Proton (H +) von der Kohlenwasserstoffverbindung abgespalten; an 6/2018

der frei werdenden Stelle dockt das CO2 -Molekül an, und es entsteht eine Säure. Das überschüssige Proton wird von einer Base aufgenommen. Im zweiten Schritt, der Hydrogenierung, wird die Säure durch Übertragen von Protonen in einen Alkohol umgewandelt. Dabei gibt die Base das zuvor aufgenommene Proton wieder ab und wird so recycelt. Dass diese Reaktion machbar ist, zeigte das Team anhand der Kohlenwasserstoffverbindung Phenylacetylen. In weiteren Studien muss sich zeigen, ob das Prinzip auf andere organische Verbindungen ausgeweitet werden kann.

Wirtschaftlich und ökologisch von Vorteil Mit dem vorliegenden Katalysatorsystem erzielten die Forschenden für die Base eine Recyclingrate von 40 Prozent. «Das zeigt, dass die Base nicht während der Reaktion zerstört wird, aber dass das Verfahren noch deutlich verbessert werden muss, um industriell anwendbar zu werden», sagt Lukas Goossen, Mitglied im Exzellenzcluster Ruhr Explores Solvation, kurz

Resolv. «Wir haben einen ersten wichtigen Schritt gemacht, um CO 2 für die chemische Industrie nutzbar zu machen, was wirtschaftlich und ökologisch ein grosser Vorteil wäre.» Originalpublikation Timo Wendling, Eugen Risto, Thilo Krause, Lukas J. Goossen, «Salt-Free Strategy for the Insertion of CO2 into C-H Bonds: Catalytic Hydroxymethylation of Alkynes», Chemistry – A European Journal (2018); DOI: 10.1002/chem.201800526

Kontakt Prof. Dr. Lukas Goossen Lehrstuhl für Organische Chemie I Fakultät für Chemie und Biochemie Ruhr-Universität Bochum Universitätsstrasse 150 D-44801 Bochum +49 234 32 19075 lukas.goossen@rub.de www.rub.de

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CHEMIE

Schlüsselenzym des Citratzyklus funktioniert auch «rückwärts»

Citratsynthase kann Citrat auch spalten Vermutlich kennt fast jeder diesen Stoffwechselweg aus dem Biologieunterricht: den Citratzyklus. Er liefert zahlreichen Organismen durch den Abbau organischer Stoffe Energie und ermöglicht ihnen so das Leben. Organismen von Bakterien bis hin zu Menschen nutzen diesen Reaktionskreislauf und verbrauchen dabei Sauerstoff. Manche Mikroorganismen nutzen den Citratzyklus auch bei Abwesenheit von Sauerstoff, also unter anaeroben Bedingungen – zum Teil sogar in umgekehrter Richtung: Sie bauen Biomasse durch den «reduktiven» Citratzyklus aus Kohlenstoffdioxid auf. Sie fixieren also anorganischen Kohlenstoff, wie Pflanzen es bei der Fotosynthese tun. Ein Forscherteam um den Biologen Ivan Berg der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) hat nun überraschend herausgefunden, dass ein zentrales Enzym des Citratzyklus «vorwärts» und «rückwärts» funktioniert.

Jahrzehnten als gesichert galt.» Neben dem münsterschen Team waren Forschende der Universität Freiburg, der Technischen Universität München und vom Technologiezentrum Wasser in Karlsruhe an der Studie beteiligt. Die neu entdeckte Variante des reduktiven Citratzyklus ist der energetisch günstigste Weg der Kohlenstofffi xierung. Im Gegensatz zu den bisher bekannten Varianten wird keine Energie in Form des Energieträgers Adenosintriphosphat (ATP) aufgewendet, um das Citrat in seine Bestandteile Acetyl-CoA und Oxalacetat zu spalten. Das Enzym, das normalerweise die Citratspaltung im reduktiven Citratzyklus ermöglicht, ist eine sogenannte ATP-abhängige Citratlyase. Dieses Enzym galt als das Schlüsselenzym des «Rückwärts»-Wegs. Experten bezeichnen Organismen, die sich von vorhandenen organischen Verbindun-

Bild: W WU/Laura Schenk

Die Citratsynthase sorgt für den ersten, namensgebenden Schritt im Citratzyklus – den Aufbau von Citrat. Dass dieser Schritt in lebenden Zellen auch umgekehrt funktioniert, galt als undenkbar – bis jetzt. Die neue Erkenntnis: Bei bestimmten anaeroben Bakterien, die in der Lage sind, anorganischen Kohlenstoff durch den reduktiven Citratzyklus zu fixieren, funktioniert die Citratsynthase rückwärts und spaltet Citrat, statt es aufzubauen. «Den Studierenden in meiner Vorlesung habe ich noch kurz vor unserer Entdeckung beigebracht, dass die Citratsynthasereaktion unter physiologische Bedingungen, also in lebenden Zellen, nur in einer Richtung ablaufen kann», erinnert sich Ivan Berg, Wissenschaftler am Institut für Molekulare Mikrobiologie und Biotechnologie der WWU. «Unsere neuen Erkenntnisse widerlegen jetzt Lehrbuchwissen, das seit

Ivan Berg widerlegt mit seinem Team Lehrbuchwissen, das seit Jahrzehnten als gesichert galt.

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CHEMIE

gen ernähren, als «heterotrophe» Organismen. Jene, die Biomasse mithilfe von Lichtenergie oder chemischer Energie aufbauen, sind «autotroph». Die neuen Studienergebnisse haben Implikationen für ihre Evolution: «Mit der Möglichkeit, die Enzyme des ‹vorwärts gerichteten› oxidativen Citratzyklus auch für einen autotrophen Stoffwechsel zu nutzen, kann sich aus einem heterotrophen sehr einfach ein autotropher Organismus entwickeln», sagt Ivan Berg. «Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass sich die Fähigkeit zur Autotrophie in der Evolution mehrmals unabhängig entwickelt hat.» Viele anaerobe Mikroorganismen haben nach Ansicht der Forschenden das Potenzial für eine autotrophe Lebensweise. Die Entdeckung der Wissenschaftler war ein Zufallsfund. «Bei der Suche nach dem autotrophen Kohlenstofffixierungsweg in dem Bakterium Desulfurella acetivorans haben wir überraschenderweise eine ATP-unabhängige Citratspaltung gesehen», sagt Achim Mall aus der Arbeitsgruppe von Ivan Berg. Per Kernspinresonanzspektroskopie, also einer Untersuchung auf atomarer Ebene, wiesen die Forschenden nach, dass die Citratsynthase diese Reaktion ermöglicht. «Unsere Ergebnisse zeigen, dass unerwartete Entdeckungen auch bei der Untersuchung von besonders gut erforschten Stoffwechselwegen möglich sind. Wahrscheinlich warten in der Stoffwechselbiochemie noch weitere Überraschungen auf uns», resümiert Ivan Berg. Das Bakterium Desulfurella acetivorans wurde Ende der 1980er-Jahre in über 50

Grad Celsius heissen Quellen auf der nordostasiatischen Kamtschatka-Halbinsel entdeckt. Es ist ein sogenannter Schwefelatmer, der unter sauerstofffreien Bedin gungen lebt. Es kann alternativ heterotroph leben und sich von Acetat ernähren oder autotroph anorganischen Kohlenstoff fi xieren.

Originalpublikation Mall A. et al., «Reversibility of citrate synthase allows autotrophic growth of a ther-

mophilic bacterium», Science (2018); DOI: 10.1126/science.aao2410

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CHEMIE

Neue Studie mit altem Farbstoff

Methylenblau bremst Verbreitung von Malaria Dreifachkombination moderner Malariamedikamente mit Methylenblau wirkt schnell, ist gut verträglich und beugt Resistenzen vor. Dies zeigt eine internationale Studie unter der Federführung der Medizinischen Fakultät der Universität Heidelberg.

bis es wenige Jahrzehnte später von neueren Medikamenten, wie zum Beispiel Chloroquin, abgelöst wurde. Nachdem sich gegen Ende des 20. Jahrhunderts Resistenzen gegen einen Grossteil der verfügbaren Malariamittel entwickelt hatten, rückte Methylenblau wieder in den Fokus der Forschenden. Die in China entwickelten Artemisinin-Kombinationspräparate haben sich zwar seitdem als hochwirksame Standardtherapie etabliert, es gibt aber bereits eine bedrohliche Resistenzentwicklung gegen Artemisinine in Süd-Ost-Asien.

Übertragung der Erreger zu 100 Prozent gestoppt Die aktuell veröffentlichte Studie wurde auf Heidelberger Initiative hin am Malaria Research and Training Centre der Universität von Bamako, Mali, durchgeführt. Eingeschlossen wurden 80 männliche Malariapatienten im Alter zwischen fünf und 50 Jahren ohne schwere Symptome. Sie wur-

Foto: Becker

Ein Medikament von vorvorgestern bietet vielversprechende Perspektiven für die Malariatherapie von morgen: Das älteste synthetische Malariamittel, der Farbstoff Methylenblau, eliminiert in Kombination mit modernen Präparaten innerhalb kürzester Zeit sämtliche Erreger der Malaria tropica im Körper infizierter Patienten. Es wirkt dabei insbesondere gegen die Parasitenformen, die von Stechmücken nach einer Blutmahlzeit bei Erkrankten weiterverbreitet werden. Zu diesen Ergebnissen kommen Arbeiten unter Federführung von Wissenschaftlern des Instituts für Public Health der Universität Heidelberg. Darüber hinaus scheint Methylenblau der gefürchteten Resistenzentwicklung bei den Malariaparasiten vorzubeugen. Der Farbstoff Methylenblau wurde erstmals 1876 von Heinrich Caro in der BASF synthetisiert und wenige Jahre darauf von Nobelpreisträger Paul Ehrlich in der Behandlung von Malariapatienten getestet und im weiteren Verlauf dann neben Chinin intensiv in Malariagebieten eingesetzt,

Anopheles-Mücken können Malaria-Erreger übertragen.

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Methylenblau.

den zufällig in vier Gruppen eingeteilt. Zwei Gruppen erhielten drei Tage lang je eine gängige Zweifach-Medikamentenkombination, eine Gruppe zusätzlich das für die Malariatherapie zugelassene Mittel Primaquin, die vierte Gruppe den bisher nur in Studien zugänglichen Farbstoff Methylenblau. Am Tag Zwei und Tag Sieben der Behandlung liessen sie sich von im Labor geschlüpften und daher Malaria-freien Moskitos stechen. «Dieser Praxistest wurde für die jeweiligen Wirkstoffkombinationen bisher noch nicht durchgeführt», erklärt Olaf Müller, Professor und Projektleiter im Institut für Public Health Heidelberg. Das Ergebnis: Weder die mit Primaquin noch die mit Methylenblau behandelten Patienten übertrugen infektiöse Malariaerreger, so genannte Gametozyten, auf die Mücken. Anders als bei den Gruppen mit Zweifachtherapie welche die Gametozyten nicht vollständig abtötet. Alle Wirkstoffkombinationen wurden insgesamt gut vertragen, schwere oder gehäufte Nebenwirkungen traten nicht auf. Gametozyten sind der Schlüssel zur Ausbreitung der Malaria. Gelangen diese Erregerformen bei einem Stich vom Patienten zurück in den Moskito, entwickeln sie sich dort zu infektiösen Stadien weiter und werden dann wieder auf Menschen übertragen. Nur wenn es gelingt, die Gametozyten schnell im Blut der Betroffenen abzutöten, kann der Kreislauf unterbrochen werden. 65 / 2 0 1 8

CHEMIE

Methylenblau als verträgliche Alternative «Sowohl Primaquin als auch Methylenblau erwiesen sich in den jeweils getesteten Dreifachkombinationen als hochwirksam, um eine Übertragung von Malariaerregern zu verhindern. Mit Methylenblau haben wir daher eine zuverlässige Ausweichmöglichkeit, wenn beispielsweise Primaquin nicht vertragen wird. Zum anderen schützt eine Dreifachkombination durch seine schnelle und zuverlässige Wirkung vor Resistenzentwicklung und kann wesentlich zu der langfristig von der internationalen Roll Back Malariainitiative angestrebten Ausrottung beitragen», ist der Experte überzeugt. Primaquin birgt das Risiko schwerer Nebenwirkungen bei einem bestimmten, in Malariagebieten häufigen Gendefekt (G6PD-Mangel), für diese Patienten könnte daher Methylenblau eine bessere Alternative darstellen. Da Methylenblau von der Heidelberger Arbeitsgruppe bereits seit Jahren im Rahmen von Studien in Westafrika eingesetzt wurde, ist es klinisch gut getestet. «Nun wäre die Zeit gekommen, die noch ausstehende Zulassungsstudie durchzuführen. Wir hoffen in absehbarer Zeit eine entsprechende Förderung einwerben zu können», so Müller. Malaria ist nach wie vor die bedeutendste von Parasiten ausgelöste Tropenkrankheit. Zwar ist die Anzahl der Betroffenen dank internationaler Massnahmen zur Malariabekämpfung seit Beginn

des 21. Jahrhunderts deutlich gesunken. 2016 erkrankten aber weltweit immer noch 216 Millionen Menschen, rund eine halbe Million starben daran. Betroffen sind vor allem Kinder im Afrika südlich der Sahara. Originalpublikation Dicko A. et al., «Phase 2, single-blind randomised controlled trial of the efficacy and safety of primaquine and methylene blue for preventing Plasmodium falciparum transmission in Mali», The Lancet Infec-

tious Diseases (2018); DOI: dx.doi.org/ 10.1016/S1473-3099(18)30044-6 Kontakt Prof. Dr. med. Olaf Müller Institut für Public Health Universitätsklinikum Heidelberg Im Neuenheimer Feld 672 D-69120 Heidelberg +49 6221 56 5035 olaf.mueller@urz.uni-heidelberg.de www.urz.uni-heidelberg.de

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Methylenblau ist, da es von der Heidelberger Arbeitsgruppe bereits seit Jahren im Rahmen von Studien in Westafrika eingesetzt wurde, klinisch gut getestet.

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BIOWISSENSCHAFTEN

Kieselalgen speichern Energie «auf Umwegen»

Biologen entschlüsseln Energiespeicherung Kieselalgen (Diatomeen) gehören zu den wichtigsten Sauerstoffproduzenten sowie zu den besten Architekten unter den Algen und Pflanzen. Doch nicht nur ihre Fähigkeit, hochfiligrane Zellwände zu produzieren, fasziniert Forschende. Biologen um Peter Kroth, Professor für Ökophysiologie der Pflanzen an der Universität Konstanz, verfolgen nun den Weg der Energiespeicherung im Inneren der Algen von den Chloroplasten bis hinein in die Vakuolen. Die Konstanzer Wissenschaftler identifizieren das dafür notwendige Enzym – und zeigen auf, welch weitreichende Auswirkungen eine Hemmung der Speicherung von Kohlenhydraten (Zuckern) auf die Photosynthese jener Algen hat.

Kieselalgen stellen wie alle Pflanzen durch Photosynthese Kohlenhydrate zu ihrer Energieversorgung her. In höheren Pflanzen werden diese am Ort der Herstellung, in den Chloroplasten, in Form von Stärke gespeichert. Kieselalgen hingegen transportieren die Kohlenhydrate zunächst in die Vakuolen (Zellorganelle der Pflanze), wo sie bis zur Nutzung als sogenanntes Chrysolaminarin zwischengelagert werden. Der genaue Ablauf dieser Energiespeicherung wurde nun von der Arbeitsgruppe von Peter Kroth entschlüsselt. Die Biologen wiesen nach, dass sich in der Kieselalge Phaeodactylum tricornutum das Enzym Glucansynthase in der Vakuolenmembran befindet. Diese Membran

Ein Guter Tipp

pumpt laufend einzelne, einfache Kohlenhydratmoleküle in Speicherorte, die Vakuolen, und verbindet sie dabei zu Ketten dieser Moleküle. Diese werden wiederum durch weitere spezielle Enzyme mit Kohlenhydrat-Seitenketten versehen, so dass ein komplexes Speicherkohlenhydrat, das Chrysolaminarin, entsteht.

Energiespeicherung hemmen Die Forschenden testeten nun, welche Folgen es für die Alge hat, wenn ihr das genannte Enzym Glucansynthase entzogen wird. Die Ergebnisse zeigen nicht nur eine verringerte Bildung des Speicherungsstoffes Chrysolaminarin. Durch den Rückstau von Kohlenhydraten werden auch Effekte bis in die Chloroplasten hinein beobachtet. So sinken die Photosyntheseleistung und das Wachstum der Algen, während die

Pflanzen gleichzeitig biologische Mechanismen zur Lichtstressvermeidung hochfahren – sogar bei geringen Lichtmengen, die unter normalen Umständen unschädlich sind. Selbst die innere Membrangrundstruktur der Chloroplasten, die sogenannten Thylakoide, die in Diatomeen sehr stabil ist, wird durch die fehlende Speichermöglichkeit des Zuckers in der Vakuole verändert. Die Ergebnisse zeigen ferner, dass eine Erhöhung der Photosyntheseleistung, zum Beispiel bei erhöhter CO2 -Konzentration, nicht automatisch zu höherer Produktivität der Algen führt.

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Kieselalgen faszinieren Forschende nicht nur wegen mit ihrer Vielfalt und ihrer Fähigkeit, hochfiligrane Zellwände zu produzieren. Ihre Energiespeicherung weckte auch ihr Interesse.

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BIOWISSENSCHAFTEN

weltweit in den verschiedensten aquatischen Habitaten.

Bild: Universität Konstanz

Originalpublikation Weichao Huang et al., «Reduced vacuolar β-1,3-glucan synthesis affects carbohydrate metabolism, plastid homeostasis and structure in Phaeodactylum tricornutum», Proc. Natl. Acad. Sci. USA (2018); DOI: 10.1073/pnas.1719274115

Links (A): Eine AlgenZelle im Lichtmikroskop. Rechts (B): Eine entsprechende Zelle im Fluo reszenzmikroskop (3DModell). Der Chloroplast ist rot gefärbt. Die grün markierte, soge nannte GlucanSynthase in der Vakuolenmembran synthetisiert das Chrysolaminarin, das in der Vakuole gespeichert wird.

machen, verantwortlich. Diese Algen gelten ferner als aussichtsreiche Grundlage für zahlreiche Bereiche der Biotechnologie. Ihre Fähigkeit, aus Silikat hoch-filigrane Zellwände zu produzieren, ist Gegenstand

zahlreicher Untersuchungen im Bereich der Nanotechnologie. Darüber hinaus sind Kieselalgen aufgrund ihres hohen Fettanteils auch für Biotreibstoffe interessant. Kieselalgen sind sehr artenreich und wachsen

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BIOWISSENSCHAFTEN

Simulation des Enzyms AsqJ

Die Enzymdesigner mit neuen Optionen An nahezu allen biochemischen Prozessen sind Enzyme beteiligt, die chemische Reaktionen beschleunigen. Ein Forschungsteam der Technischen Universität München (TUM) hat jetzt erstmals den molekularen Mechanismus des Enzyms AsqJ entschlüsselt. Einsatzmöglichkeiten sehen die Forschenden beispielsweise in der Herstellung pharmazeutischer Wirkstoffe.

naue Funktion von Enzymen zu verstehen ist eine der grössten Herausforderungen der modernen Biochemie», sagt Ville Kaila, Professor für Computergestützte Biokatalyse an der TU München.

Bild: A. Battenberg / TUM

Ohne Enzyme käme die Natur zum Stillstand. Die winzigen Moleküle beschleunigen biochemische Reaktionen oder machen sie überhaupt erst möglich. Doch was geschieht dabei im Detail? «Die ge-

Sophie Mader und Ville Kaila; auf den Bildschirmen die Simulation der beiden AsqJ-Modelle.

Ein Forschungsteam um Kaila und Michael Groll, Professor für Biochemie an der TU München, entschlüsselte jetzt erstmals den Mechanismus des Enzyms AsqJ (Aspoquinolone J), einer Dioxygenase, die Sauerstoff für die Aktivierung von Kohlenstoffbindungen benutzt. Das Enzym AsqJ ist ein besonders spannender Kandidat für die Wissenschaft, weil es eine Kaskade chemischer Reaktionen katalysiert, die schliesslich zur Bildung antibakterieller Wirkstoffe führt. Erst vor wenigen Jahren wurde es im Schimmelpilz Aspergillus nidulans entdeckt. Um das Geheimnis des Enzyms zu lüften, kombinierten die Forschenden verschiedene Methoden: Im ersten Schritt ermittelten Alois Bräuer und Michael Groll mit Hilfe der Röntgenkristallographie die dreidimensionale atomare Struktur des Moleküls. Diese nutzten Sophie Mader und Ville Kaila im nächsten Schritt für die quantenmechanische Simulation der biochemischen Prozesse. «Unsere Berechnungen zeigen, wie das Enzym die Bildung antibakterieller Wirkstoffe, der Chinolon-Alkaloiden, katalysiert», be-

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BIOWISSENSCHAFTEN

ein enormes Potenzial. Ein Ziel künftiger Forschung werde es sein, Enzyme am Computer zu entwerfen, beispielsweise für die Produktion von Medikamenten.

Bild: S. Mader / TUM

Originalpublikation S. L. Mader, et al. «Catalytic mechanism and molecular engineering of quinolone biosynthesis in dioxygenase AsqJ», Nature Communications (2018); DOI: 10.1038/ s41467-018-03442-2

Kontakt Prof. Dr. Ville R. I. Kaila Professur für Computergestützte Biokatalyse Technische Universität München Arcisstrasse 21 D-80333 München +49 89 289 13612 ville.kaila@ch.tum.de www.tum.de

Natürliches (oben) und modifiziertes AsqJ. Die beiden Enzyme unterscheiden sich lediglich dadurch, dass an Position 72 im natürlichen ein Valin eingebaut ist (blau) und in der modifizierten Form ein Isoleucin (rot). Das Substrat im aktiven Zentrum ist grün gefärbt, alpha-Ketoglutarat gelb, das Eisenatom grau und zwei Histidinketten cyan und blau.

richtet Kaila. «Erstaunlich ist dabei, welche Rolle winzige Details spielen: Eine geringfügige Veränderung des Substrats, nämlich die Entfernung einer kleinen Atomgruppe, bringt die Reaktion bereits zum Erliegen.» Als nächstes simulierten das Team am Computer eine neue Variante des Enzyms, die auch mit dem veränderten Substrat die Bildung der Chinolon-Alkaloide katalysiert. Dieses neue Enzym wurde mit Hilfe von Bakterienkulturen hergestellt und auf seine Funktion getestet. «Das Ergebnis war beeindruckend: Schon nach wenigen Sekunden setzte die erwartete Reaktion ein», erinnert sich Bräuer.

Computerdesign für neue Wirkstoffe «Das Experiment zeigt, dass unsere Methode funktioniert und geeignet ist, auch die Funktion anderer Enzyme auf molekularem Niveau darzustellen», so der Wissenschaftler. Noch sei das Enzymdesign Grundlagenforschung – diese habe jedoch 6/2018

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LABOR

Desagglomeration mit Ultraschallhomogenisatoren

Effiziente Vorbereitung für die Partikelanalyse Die vollständige Desagglomeration von partikulären Materialien ist eine essentielle Voraussetzung für sichere Ergebnisse bei der Analyse der Partikelgrössen. Die geräteintern vorhandene Ultraschallbehandlung (Prinzip Ultraschallbad, nicht Ultraschallsonotrode) ist vielfach nicht ausreichend. Für die Desagglomeration wurden mehrere Methoden verglichen. Die Behandlung mittels Ultraschallhomogenisator (Sonopuls) erwies sich als besonders effektiv und gut anwendbar. Vorteile der Ultraschallhomogenisierung sind neben den guten Desagglomerationseffekten selbst die leichte Handhabung und die schnelle Reinigung der Ultraschallsonotrode (Arbeitsspitze). Für zwei Matrices (Nahrungsergänzungsmittel und Katalysatoroxide) wurden beispielhaft die Erfahrungen im Detail beschrieben.

Die Partikelgrössenverteilung von festen oder flüssigen Proben ist in vielen Anwendungsbereichen eine wichtige Kenngrösse. Da die Partikel in der Regel als Agglomerate vorliegen, ist es essentiell notwendig, geeignete Homogenisierungsverfahren anzuwenden, die eine vollständige Dispersion der Partikel ermöglichen und somit die zugrunde liegenden kleinsten Einheiten (Aggregate und gegebenenfalls Primärpartikel) gemessen werden können. Dieser Probenvorbereitung muss eine besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden, da sie einen erheblichen Einfluss auf das Analysenergebnis hat. Ultraschall wird in Wissenschaft und Technik für die vielfältigsten Anwendungen eingesetzt. Neben den bereits sehr verbreiteten Ultraschallbädern können mit Ultraschallhomogenisatoren besonders hohe Energiedichten in das Medium übertragen werden (bis zu 1500 W/cm2 gegenüber 1–5 W/cm2). Die Abbildung zeigt ein solches Gerät. Durch den Einsatz des glatten Stabes ist die Anwendung sehr einfach, es ist kein Montieren und Demontieren für jede einzelne Probe notwendig, die Reinigung ist sehr einfach, Verschleppungen sind sehr leicht zu verhindern. Umicore AG & Co. KG, Automotive Catalyst 2 Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit, Chemikaliensicherheit und Toxikologie 3 TDCLAB Dr. Siebertz GmbH

Bild: TDCL AB Dr. Sieber tz GmbH

Morten Schonert 1, Richard Winterhalter 2 und Kirsten Siebertz 3

Beschleunigen chemischer Reaktionen oder das Aufschliessen von Zellen im Bereich der Probenvorbereitung und -aufbereitung erprobte Einsatzgebiete. Die Homogenisierung erfolgte mit dem Ultraschallgerät Sonopuls HD 3100 der Firma Bandelin electronic GmbH & Co. KG. Als Sonotroden dienten die Mikrospitze MS 73 und Kegelspitze KE 76. Amplitude 50–100 Prozent, Beschallungszeit 1–15 Minuten, ohne Pulsierung. Teilweise wurden die Proben während der Behandlung gekühlt.

Sonopuls-Ultraschallhomogenisator der Firma Bandelin Electronic GmbH & Co. KG.

SiO2-haltige Nahrungsergänzungsmittel

Neben dem Desagglomerieren sind auch das Homogenisieren, Emulgieren, Suspendieren verschiedenster Substanzen, das

Die Messung der Partikelgrössenverteilung von Kieselsäure (SiO2)-haltigen Nahrungsergänzungsmitteln zur Bestimmung des

Einfluss der Dispersionsmethode auf die Grössenverteilung von in Wasser dispergierter pyrogener Kieselsäure (SiO 2 ). Dauer der Anwendung jeweils 5 Minuten.

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LABOR

Nanopartikelanteils spielt eine wichtige Rolle bei der Charakterisierung der Materialien. Bei der Methodenentwicklung zur vorbereitenden wichtigen Desagglomeration der Partikel wurden drei unterschiedliche Verfahren (mechanischer Dispergierstab, Ultraschallbad und Ultraschallsonotrode) zur Homogenisierung von Pulvern in wässriger Lösung getestet und miteinander verglichen. Die drei unterschiedlichen Homogenisierungsverfahren wurden zunächst mit pyrogener Kieselsäure (SiO 2) getestet. Dazu wurden jeweils 0,15 mg SiO2 in 2 ml Wasser dispergiert, wobei die Zeiten und etwaige Intensitäten der Homogenisierung variiert wurden. Zur Abtrennung grösserer Aggregate und Agglomerate durch Sedimentation wurden die Dispersionen einige Stunden stehen gelassen. Danach erfolgte die Messung der Parti-

kelgrössenverteilung mit asymmetrischer Fluss-Feldfluss-Fraktionierung (AF4) in Verbindung mit UV- und Lichtstreu-Detektoren. Bei der Methodenentwicklung mit pyrogener Kieselsäure zeigte sich, dass eine effektive Homogenisierung, das heisst ein möglichst kleiner Partikeldurchmesser in der Dispersion, mit der Ultraschallsonotrode erreicht werden kann (Tabelle und Abbildungen), bei Verwendung eines Dispergierstabs oder eines Ultraschallbades sind noch grössere Partikelagglomerate vorhanden. Mit einem festen Nahrungsergänzungsmittel wurde die notwendige Dauer der Beschallung mit der Ultraschallsonotrode ermittelt, um eine ausreichende Homogenisierung zu erzielen. Dabei zeigte sich, dass 15 Minuten ausreichend sind, da eine Verdopplung der Anwendungszeit keinen weiteren Einfluss auf die Partikelgrösse und die Menge der dispergierten Partikel hatte.

Einfluss der Anwendungsdauer der Sonotrode auf die Grössenverteilung eines SiO2-haltigen Nahrungsergänzungsmittels. Die hellblauen Balken stellen den relativen Anteil dispergierter Nanopartikel dar (linke Achse). Die roten Quadrate repräsentieren das Maximum der Grössenverteilung, die roten Linien den gesamten Bereich der jeweiligen Grössenverteilung (rechte Achse).

Dispersionsmethode

Mittlerer anzahlgewichteter Partikelradius (nm)

mechanischer Dispergierstab 5 min, 50 % der maximalen Geschwindigkeit

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mechanischer Dispergierstab 5 min, maximale Geschwindigkeit

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5 min Ultraschallbad

110

5 min Sonotrode, Intensität 50 %

5 min Sonotrode, Intensität 90 %

Einfluss der Dispersionsmethode auf die mittlere Partikelgrösse von pyrogener Kieselsäure (SiO 2 )

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Ultraschallsonotrode am effektivsten Von den drei getesteten Verfahren zur Homogenisierung erwies sich die Homogenisierung mit der Ultraschallsonotrode am effektivsten. Je nach Beschallungsdauer ist eine Kühlung empfehlenswert. Die Sonopuls-Mikrospitze MS 73 ist regelmässig auf Erosion (Metallteilchenabtrag) zu prüfen und gegebenenfalls zu ersetzen.

Oxidische Katalysatoren Integraler Bestandteile von Fahrzeugkatalysatoren sind oxidische Materialien. Sie dienen als Träger der katalytisch aktiven Komponente und sind aber auch durch ihre eigene Funktionalität für die Robustheit und Effektivität der Abgasreinigung mit verantwortlich. Da die Ausgangspartikelgrösse der Oxide für die Verwendung angepasst werden muss, ist die sichere Bestimmung der Partikelgrössenverteilung von grosser Wichtigkeit. Die Messung der Partikelgrösse oder einer Partikelgrössenverteilung erfolgt mittels der Methode der statischen Lichtstreuung (SLS = static light scattering). Die angesprochene wichtige Desagglomeration der Partikel kann nach unseren Erfahrungen mit der geräteinternen Ultraschallbehandlung oftmals nicht sicherstellen, dass auch alle Agglomerate der Probe vereinzelt werden, zumal diese Ultraschallbehandlung immer in der bereits in hoher Verdünnung vorliegenden Probe durchgeführt wird. Es empfiehlt sich daher der Einsatz eines externen Ultraschallhomogenisators (USH). Es ist zu erkennen, dass mittels der Ultraschallbehandlung die beiden zusätzlichen Peaks auf der rechten Seite der Verteilungskurve verschwinden. Was in der volumenbasierten Verteilungskurve erstmal als wenig relevant erscheint, ändert die d99Werte jedoch deutlich (siehe Tabelle). Im gezeigten Beispiel wird bezüglich der Partikelgrösse der d99 als Cut-Off betrachtet. Es ist erkennbar, welche unterschiedliche Aussage bei einem Cut-off von 7 µm bei den mit und ohne US-Behandlung erhaltenen Ergebnissen getroffen wird. Eine weitere interessante Möglichkeit ist es, mittels eines Ultraschallhomogenisators ein Messwert für die Härte von parti2 31

LABOR

Probenbehandlung d50 / µm d99 / µm ohne USH

1,5

9,9

mit USH

1,5

5,6

Einfluss der Vorbehandlung mittels Ultraschallhomogenisator (USH) auf die d50und d99-Werte aus der Partikelanalyse.

kulären Rohstoffen zu erhalten. Die Proben müssen dafür jedoch immer mit der gleichen Vorgehensweise hinsichtlich Feststoffgehalt, Volumen, Probengefäss, Sonotrodentyp und Beschallungszeit beziehungsweise -intensität erfolgen. Exemplarisch ist in der folgenden Abbildung ein mögliches Ergebnis gezeigt. Es handelt sich um zwei verschiedene Oxide mit unterschiedlichen Korngrössen und auch unterschiedlichen Verhalten gegenüber der Behandlung im Ultraschallhomogenisator. Das gröbere Oxid zeigt keine Änderung der Partikelgrössenverteilung durch die Ultraschallbehandlung; das feinere Oxid zeigt in diesen Fall eine deutliche Abnahme seiner Partikelgrösse. Die mögliche Relevanz ist immer von der Verwendung oder vom Prozess abhängig: Wird beispielsweise hier eine Mahlung angeschlossen, so ist zu vermuten, das Oxid #2 als «weicheres» Material schneller in seiner Partikelgrösse verkleinert wird als Oxid #1.

Praktische Vorgehensweise bei der Probenvorbereitung Um reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten, empfiehlt es sich, die zu dispergierende Menge an Probe immer abzuwiegen und diese in einer sogenannten Rosettenzelle mit Ultraschall zu behandeln. Die Feststoffkonzentration sollte nicht zu hoch sein, so dass die Beweglichkeit der Partikel nicht eingeschränkt wird. Es hat sich gezeigt, dass bei Oxiden eine Sonotrode mit grösserer Querschnittsfläche zu besseren Ergebnissen hinsichtlich der Dauer der Dispergierung führt. Die Beschallung selbst findet dabei kontinuierlich statt. Bei wärmeempfindlichen Produkten kann die Zelle in ein Wasserbad platziert werden. Die Dispergierung sollte dann auch gepulst stattfinden, um eine Wärmeabfuhr zu begünstigen. 42 2

Einfluss der Vorbehandlung mittels Ultraschallhomogenisator (USH) auf die Partikelverteilung von partikulären Rohstoffen in Abhängigkeit von der Härte der Materialien.

Einfluss der Vorbehandlung mittels Ultraschallhomogenisator (USH) auf die Desagglomeration/Partikelgrössenverteilung von oxidischen Katalysatormaterialien.

Die Sonotrode wird so platziert, dass sich die Spitze im oberen Drittel des Füllstands befindet. Der Füllstand selbst sollte so hoch sein, dass die «Arme» der Rosettenzelle gerade überdeckt sind. Es hat sich gezeigt, dass hierbei die durch Ultraschall hervorgerufene Zirkulation gut ausgebildet ist. Je nach ihrer Dichte und Partikelgrösse neigen Partikel oftmals zu einer Sedimentation. Die Probennahmen für die Partikelgrössenbestimmung sollten daher möglichst umgehend nach Beendigung der Dispergierung erfolgen, um einer möglichen Entmischung vorzubeugen. Bei der Probenvorbehandlung mit dem Ultraschallhomogenisator Sonopuls ist es uns nachweislich möglich, reproduzierbarere Messergebnisse zu erhalten, welche die tatsächliche Partikelstruktur der Proben abbilden.

Bei unbekannten Proben sollte die Messung vorerst immer mit und ohne vorangestellte Ultraschallbehandlung erfolgen, um den Einfluss und die generelle Notwendigkeit des Verfahrens zu überprüfen. Die Entwicklung einer durchdachten Probenvorbereitung ist essentiell, um die Reproduzierbarkeit von Partikelmessungen sicherzustellen und Messergebnisse sinnvoll interpretieren zu können. Kontakt Dr. rer. nat. Kirsten Siebertz TDCLAB Dr. Siebertz GmbH Bahnhofstr. 106 b D-61130 Nidderau +49 6187 4189 111 k.siebertz@tdclab.de www.tdclab.de

6/2018

NEWS

E RZE – IN KÜRZ Ü K N I – E Z R Ü K IN KÜRZE – IN

■ Der Jahresauftakt 2018 ist für die chemisch-pharmazeutische Industrie erfolgreich verlaufen. Das geht aus dem aktuellen Quartalsbericht hervor, den der Verband der Chemischen Industrie (VCI) veröffentlicht hat. Deutschlands drittgrösste Branche konnte demnach im ersten Quartal an die positive Entwicklung des Vorjahres anknüpfen. www.vci.de ■ Fünf Schweizer Startups nahmen den mit je CHF 100 000.– dotierten W.A. de Vigier Preis entgegen, unter ihnen auch zwei ETH-Spin-offs: Während Myoswiss das Leben von Menschen mit Bewegungseinschränkungen erleichtert, bringt Nanoleq unübertroffen langlebige Kabel auf den Markt. www.devigier.ch und www.ethz.ch ■ Das Durchschnittsalter in der Chemiebranche in Deutschland liegt mittlerweile bei 42,9 Jah-

ren. Noch im Jahr 2000 betrug dieser Wert 40,1 Jahre. Wie stark sich die Altersverteilung bereits gewandelt hat, zeigt sich insbesondere in der Relation der Altersklassen «25 bis 39 Jahre» und «50 bis 59 Jahre». Mit 30,8 bzw. 29,4 Prozent liegen beide Altersgruppen heute nahezu gleichauf. Zum Vergleich: Im Jahr 2000 war der Anteil der «jüngeren» gegenüber den «älteren» Beschäftigten mit 41,5 zu 19,7 Prozent noch mehr als doppelt so hoch. www.bavc.de ■ Der Grossteil der Forschung an Fachhochschulen ist anwendungsorientiert. Deshalb hat der Schweizerische Nationalfonds (SNF) Forschungsförderung so weit wie möglich an die Besonderheiten von Fachhochschulen angepasst und die Kriterien erweitert, mit denen er die Gesuche beurteilt. Bei anwendungsorientierter Forschung fliesst die ausserwissenschaftliche Bedeutung in die Bewertung ein. Wichtig:

Der SNF finanziert keine Forschung mit unmittelbar kommerziellen Zwecken. www.snf.ch ■ Früher tätig als Sandvik Process Systems ist IPOC neu ein unabhängiges Unternehmen innerhalb der schwedischen Wallenberg Gruppe mit 600 Beschäftigten, mehr als 35 Vertriebs- und Serviceniederlassungen und einem geschätzten Jahresumsatz von 200 Millionen Euro. Damit führt Ipco seinen neuen Namen in der chemischen Prozessindustrie ein. www.ipco.com ■ Schadstoffe in der Atmosphäre belasten die Umwelt und bergen gesundheitliche Risiken für den Menschen. Das Empa-Spin-off «MIRO Analytical Technologies» hat eine Technologie entwickelt, um neun Treibhausgase und Schadstoffe gleichzeitig mit nur einem Gerät und beispielloser Geschwindigkeit und

Präzision zu analysieren. Der neu entwickelte Sensor kann Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO2), Ammoniak (NH3), Stickoxide (NO und NO2), Lachgas (N2O) und Ozon (O3) sowie Schwefeldioxid (SO2) und Methan (CH4) hochpräzis messen. www.empa.ch ■ Der Spezialchemie-Konzern Lanxess errichtet an seinem Standort Porto Feliz, Brasilien, eine neue State-of-the Art-Anlage für die Produktion von Präpolymeren. Mit der Investition in Höhe eines einstelligen Millionen-Euro-Betrags erhöht der Geschäftsbereich Urethane Systems seine Produktionskapazität für Präpolymere. Die Anlage soll Jahr 2019 starten. Die derzeitige Produktion am etwa 200 Kilometer entfernten Standort Rio Claro wird beendet. Damit steuert Lanxess künftig sein gesamtes Polyurethangeschäft für Südamerika aus Porto Feliz. www.lanxess.com

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6/2018

NEWS

Weibliche Verstärkung auf der Führungsebene

Seit einem Vierteljahr ist die 38-jährige Dr. Clara Caminada Vice President der Business Unit Process Analytics bei der Hamilton Bonaduz AG. In ihrer vorherigen Position verantwortete Caminada fünf Jahre das Marketing innerhalb der Process Analytics bei Hamilton.

«Ich bin die erste Frau in der Hamilton-Chefetage und das ist von allen Kollegen und Kolleginnen sehr begrüsst worden. Es freut mich besonders, dass wir den eingeschlagenen Weg weiterführen können», erklärt Clara Caminada und ergänzt, dass ihr Fokus weiterhin auf der

Entwicklung und der Kontinuität der Business Unit liegt. Schon in ihrer bisherigen Position arbeitete sie eng mit dem ehemaligen Leiter zusammen und entwickelte gemeinsam eine Richtung, die weiter ausgebaut werden soll. Damit korrespondierend liegt es ihr

besonderes am Herzen, die Vision mit dem Team zu teilen, so dass jeder in Eigenverantwortung die richtigen Entscheidungen im Tagesgeschäft treffen kann. Unterstützung erfährt sie dabei von den vier weiteren Führungspersonen im Bereich Sales, Innovation, Technical Support und Production. Von politisch vorgegebenen Quoten hält die Vizepräsidentin nichts. «Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen sollen aufgrund ihrer Fähigkeiten und nicht wegen Quoten eingestellt und befördert werden. Gleichzeitig ist Diversität ein wichtiger Treiber von Team-Performanz. Aus diesem Grund ist auch mein Team hinsichtlich Persönlichkeit, Geschlecht, Alter und Kultur sehr gemischt», erklärt Caminada abschliessend.

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6/2018

NEWS

Turbopumpen für Teilchenbeschleuniger

Bild: Pfeif fer Vacuum GmbH

Pfeiffer Vacuum hat erneut einen bedeutenden Auftrag vom CERN über Turbopumpen und Turbopumpstände

Pfeiffer Vacuum HiPace Turbopumpen

erhalten. Das CERN liegt an der Grenze zwischen Frankreich und der Schweiz bei Genf und ist das weltgrösste Forschungszentrum für Teilchenphysik. Die Hauptaufgabe des CERN besteht in der Erforschung der Materie, aus der das Universum besteht. Im Teilchenbeschleuniger LHC (Large Hadron Collider) mit einem Umfang von rund 27 Kilometern werden Protonen und Ionen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aufeinandergestossen. Der LHC besteht aus Strahlrohren, in denen ein Ultrahochvakuum herrschen muss. Diese Strahlrohre werden mit Turbopumpständen

vorevakuiert. Anschliessend sind Turbopumpen mit hoher Kompression für leichte Gase dafür verantwortlich, das Isolationsvakuum zu erzeugen. Das Isolationsvakuum ist für den Betrieb der supraleitenden Magnete bei einer Temperatur von –271 °C wichtig. Andreas Schopphoff, Head of Market Segment R&D erklärt: «Die Kooperation zwischen CERN und Pfeiffer Vacuum basiert auf einer jahrelangen vertrauensvollen Zusammenarbeit. Wir sind stolz, dass das CERN auch für zukünftige Projekte auf Produkte unserer Firma setzt. Da es sich hierbei um Anwendungen handelt, die nie zuvor umgesetzt wur-

den, sind die technischen Herausforderungen besonders anspruchsvoll. Bei dem neuen Auftrag handelt es sich um HiPace-Turbopumpen und HiCube-Turbopumpstände, die genau diese hohen Anforderungen erfüllen.» Das CERN war einer der ersten Kunden für dieses innovative Produkt und ist bis heute ein wichtiger Anwender. Für die Erzeugung des Vakuums, die Vakuummessung und die Analyse des Partialdrucks am CERN wird eine umfassende Vakuumausrüstung benötigt, von der ein grosser Teil von Pfeiffer Vacuum geliefert wird. www.pfeiffer-vacuum.com

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VER ANSTALTUNGEN

Labor 4.0 – Zukunftsvisionen und aktuell greifbare Chancen

Wenn der Lösungsmittelschrank nachbestellt

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Jede Fachperson hat eine eigene Vorstellung davon, was unter dem schillernden Begriff «Labor 4.0» eigentlich zu verstehen sei. Mal geht es primär um vorausschauende Wartung, mal um Automatisierung, mal um Labor-Informations- und Management-Systeme (LIMS). Im Grunde beginnt Labor 4.0 beim Autosampler. Er automatisiert und standardisiert mit der Probenzufuhr einen wichtigen Schritt innerhalb der chemischen Analytik. Raman-Spektrometer heute: klein und zugleich mit der grossen Leistung und hohen messIn der nächsten Ausbaustufe integriert man technischen Reproduzierbarkeit eines Benchtop-Geräts. die Probenaufbereitung. Dazu erweitern aktuell Robotersysteme mit mehreren vonein- Dank der Vollautomatisierung lassen sich neten Auswertungssoftware flächendeander unabhängig bewegten Gelenken den alle Vorgänge zurückverfolgen. Idealerwei- ckend im Einsatz sein. Arbeitsbereich klassischer Autosampler in se stehen dafür elektronische Laborjourna- Auch das Schnittstellenmanagement bleibt der Vertikalen und der Horizontalen. Die le, intelligente Datenstrukturierung und ein heisses Eisen. Denn Laborgeräte werProben können dem «Kollegen Roboter» -filtersysteme zum Extrahieren der rele- den zwar immer kommunikativer und ansogar über Schienensysteme von entfernten vanten Informationen bereit. Diese sind passungsfähiger, doch so selbstverständBereichen des Labors zugeführt einen lokalen Leitstand (z.B. lich, wie die Ansteuerung eines Druckers TOSOH_Ins_58x90_4c_Layout 1 werden. 20.12.12 07:47dann Seiteüber 1 zentraler PC), über ein Tablet oder ein durch den PC, funktioniert es allenfalls im Smartphone abrufbar. visionären Labor 4.0. Für die real existierende Umsetzung erhofft man sich auf Branchenevents wie der diesjährigen MesOffene Fragen – Antworten se «Ilmac Lausanne» Fortschritte. Einer beim Branchenevent davon könnte in einer standardisierten Aber nicht alles Machbare ist heute schon Laborschnittstelle bestehen. Routine. So ist es beispielsweise immer noch gängige Praxis, die koloniebildenden Intelligente Schränke Einheiten auf Agarplatten von Auge auszuzählen. Dabei sollten dafür doch, nach und Multianalyse-Systeme Labor-4.0-Massgabe, längst bildgebende Jenseits der Frage nach einheitlichen KomSysteme in Kombination mit einer geeig- munikationsstandards zeigen aktuelle In-

Geissbrunnenweg 14 · CH-4452 Itingen BL Tel. 061 971 83 44 · Fax 061 971 83 45 E-Mail: info@sebio.ch · www.sebio.ch

Ilmac Lausanne 2018 Dauer Mittwoch, 3. und Donnerstag, 4. Oktober 2018 Öffnungszeiten 9.00 bis 17.00 Uhr Ort Expo Beaulieu Lausanne, Halle 7 Veranstalter MCH Messe Schweiz (Basel) AG E-Mail info@ilmac.ch Internet www.ilmac.ch/lausanne

6/2018

Bilder: Anton Paar

Seit dem 1. April dieses Jahres gilt in Europa: Automobilhersteller müssen erstmals zugelassene Modelle mit einem automatischen Notrufsystem ausrüsten. Dieses setzt bei einem Unfall die Satellitenortung des Wagens und einen automatischen Alarm an die Notrufzentrale ab. Nach diesem Prinzip schickt der Autosampler bei einem Probenstau eine SMS an die Laborleitung oder es meldet sich die Klimakammer bei Überschreitung der Toleranzwerte für Temperatur und Feuchte. Das Labor 4.0 ist aber noch viel mehr!

VER ANSTALTUNGEN

Bilder: Skan

len, wo es um grosse Datenmengen geht. Beflügelnd wirkt dabei der Trend zur Multianalytik. Zum Beispiel kann ein einziges Gerät aus dem Infrarotspektrum von Benzin, Diesel oder Flugzeugkraftstoff über 40 Treibstoffparameter ermitteln (u.a. Ethanol- und Benzolgehalt). Und ein integriertes Biegeschwinger-Dichtemessgerät bestimmt auch noch die Dichte des Treibstoffs nach ASTM D7777 und ISO 15212. Über die digitale Einbindung ins LIMS können die Ergebnisse mit anderen Daten zusammengeführt werden.

Leise und effizient: mikrobiologische Sicherheitswerkbank mit Personen-, Produkt- und Verschleppungsschutz.

Hier gestaltet sich die Arbeit an der Sicherheitswerkbank noch einfacher und intuitiver als bisher – inklusive einem adaptierten Abfalleinschweissgerät für eine sichere Aufnahme und ein aerosol-dichtes Verschweissen von Abfällen.

novationen, welch handfeste Vorteilen bereits greifbar sind. Da wird zum Beispiel der Schrank mit den Lösungsmittelabfällen zur intelligenten Entsorgungslösung: Ein Füllstandssensor erkennt sicher den richtigen Zeitpunkt zum Leeren. Genauso verhält es sich mit der Versorgung. Ist ein Behälter mit einem benötigten Medium leergelaufen, registriert der Füllstandssensor: «Achtung, ich brau-

che Nachschub!» Durch die Einbindung in ein Warenwirtschaftssystem entsteht ein Smart Lab mit optimierter Ressourcenplanung. Der Schrank kann sogar selbst die Nachbestellung initiieren. Das Prinzip lässt sich darüber hinaus auf grössere Geschäftseinheiten oder gar auf ein gesamtes Unternehmen ausweiten. Generell sollte das Labor 4.0 seine Stärken überall dort besonders erfolgreich ausspie-

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Stark reguliert und komplex – Herausforderung Labor 4.0 Zuweilen ist eine gewisse Nähe von Smart Lab und Smart Home unverkennbar: hier der Kühlschrank, der selbständig die Milch nachbestellt, dort der intelligente Laborschrank. Andererseits machen regulatorische Anforderungen sowie die Komplexität heutiger Laborsysteme den Weg zum Labor 4.0 zu einer besonderen Herausforderung. Sie wird sogar noch grösser, wenn man an weitere Themenfelder der Zukunft denkt, wie etwa an Konnektivität und Datenintegrität, an selbstlernende Laborsysteme oder die computergestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung («Augmented Reality»).

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Bild: Fotolia

VER ANSTALTUNGEN

MUT: Parallel zur ILMAC 2019

Willkommen an der MUT in Basel Die Schweizer Industrie läuft auf Hochtouren, der Frankenschock scheint überwunden. Die Auftragsbücher füllen sich. Die gute Nachricht: Trotz der positiven Konjunktur, die vor einem halben Jahrhundert noch mit «rauchenden Schloten» gleichgesetzt wurde, wird die Umwelt in der Schweiz als sehr sauber empfunden.

Die Abfälle werden sachgerecht gesammelt und behandelt, Altlasten im Boden beseitigt, das Wasser in den Seen und Flüssen ist sauber, und auch die Industrie kontrolliert ihre Emissionen. Dahinter stehen viele innovative Technologien, ein gut funktionierender Informations- und Wissensaustausch und gemäss neuesten Statistiken über 150 000 Vollzeitbeschäftigte. Die Dynamik im Umweltsektor überflügelt die Gesamtwirtschaft bei Weitem, und die Wertschöpfung in den letzten zehn Jahren beträgt über 30 Prozent. Für alle, die sich als Anbieter oder Anwender im Bereich der Umwelt und Ökologie bewegen, wird wieder ein würdiger Rahmen in Form eines Schweizer Branchentreffpunktes geschaffen. 28

Die Umwelttechnikmesse MUT bietet parallel zur ILMAC vom 24. bis 27. September 2019 in Basel eine erstklassige Netzwerk- und Präsentationsplattform für Anbieter moderner Umwelttechnologien. Neuste Produkte und Dienstleistungen zu den Themenschwerpunkten betrieblicher Umweltschutz und Umweltmanagement, Wasser- und Abwasserbehandlung, Abfallwirtschaft, Luftreinhaltung sowie Energie MUT Basel 2019 Dauer Öffnungszeiten Ort Veranstalter E-Mail

und Energieeffizienz treffen hier auf ein professionelles Fachpublikum aus der Industrie, dem Gewerbe und der öffentlichen Hand. Sicher Sie sich Ihre Aufmerksamkeit mit einem eigenen Auftritt an der Umwelttechnikmesse MUT, initiieren Sie neue Geschäftsbeziehungen und überzeugen Sie potenzielle Abnehmer und Vertriebspartner von Ihren technischen Lösungen.

Dienstag, 24. bis Freitag, 27. September 2019 9.00 bis 17.00 Uhr Halle 1, Messe Basel MCH Messe Schweiz (Basel) AG michael.bonenberger@messe.ch

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TERMINE

Kurse, Seminare, Workshops und Messen AUGUST 2018 20.08. – 18.12.

20.08. – 18.01.

23.08.

30.08.

Fernlehrgang: Validierungsbeauftragter für analytische Methoden Ortsunabhängiger Fernlehrgang Veranstalter: Provadis-Novia – Chromatographieund Messverfahren GmbH Industriepark Höchst, Gebäude B845, E. 06, D-65926 Frankfurt am Main +49 69 305 439 43 info@provadis-novia.de, www.provadis-novia.de Fernlehrgang: Laborexperte für Chromatographie Ortsunabhängiger Fernlehrgang Veranstalter: Provadis-Novia – Chromatographieund Messverfahren GmbH Industriepark Höchst, Gebäude B845, E. 06, D-65926 Frankfurt am Main +49 69 305 439 43 info@provadis-novia.de, www.provadis-novia.de NIR User Meeting – Plattform um Informationen zu den neusten NIR Applikationen aus unterschiedlichen Segmenten auszutauschen. Ort: CH-Flawil Veranstalter: Büchi Labortechnik AG Meierseggstrasse 40, Postfach, CH-9230 Flawil 1 schoenenberger.g@buchi.com, www.buchi.ch HPLC-MS in der Spurenanalytik Ort: CH-Dübendorf Veranstalter: Schweizerische Chemische Gesellschaft (SCG) Haus der Akademien, Division of Analytical Science DAS, Laupenstrasse 7, Postfach, CH-3001 Bern +41 58 765 52 00 infodas@eawag.ch, kurse.scg.ch

11.09.

Abwasser als Ressource – zukunftsweisende Technologien zur Rückgewinnung von Wertstoffen Ort: CH-Dübendorf Veranstalter: Eawag-Empa +41 58 765 54 90 ilse.hildbrand@eawag.ch, www.eawag.ch

11.09. – 13.09.

Praktikum Titration, ohne/mit Übernachtung Ort: CH-Zofingen Veranstalter: Metrohm Schweiz AG Industriestrasse 13, CH-4800 Zofingen +41 62 745 28 28 info@metrohm.ch, www.metrohm.ch

11.09. – 14.09.

Basel Life Ort: CH-Basel Veranstalter: Congrex Switzerland Ltd. Peter Merian-Strasse 80, CH-4002 Basel +41 61 686 77 77 basellife.secretariat@congrex.com, www.basellife.org

14.09.

Präparative HPLC und Scale-up (Aufbaukurs) Ort: D-Frankfurt am Main Veranstalter: Provadis Novia – Chromatographieund Messverfahren GmbH Industriepark Höchst, Gebäude B845, E. 06, D-65926 Frankfurt am Main +49 69 305 439 43 info@provadis-novia.de, www.provadis-novia.de

18.09.

OMNIS Anwendertraining Ort: CH-Zofingen Veranstalter: Metrohm Schweiz AG Industriestrasse 13, CH-4800 Zofingen +41 62 745 28 28 info@metrohm.ch, www.metrohm.ch

18.09. – 19.09.

Fehlerbehebung GC/GCMS Ort: CH-Schlieren Veranstalter: Brechbühler AG Steinwiesenstrasse 3, CH-8952 Schlieren +41 44 732 31 31 kurse@brechbuehler.ch, www.brechbuehler.ch

19.09.

Betriebshygiene Schaumreinigung (Workshop) Ort: CH-Aadorf TG Veranstalter: Halag Chemie AG Weiernstrasse 30, CH-8355 Aadorf +41 58 433 68 68 info@halagchemie.ch, www.halagchemie.ch

19.09.

ICH-GCP-Grundkurs Ort: D-Frankfurt am Main Veranstalter: Gesellschaft Deutscher Chemiker Postfach 90 04 40, D-60444 Frankfurt am Main +49 69 7917 665 fb@gdch.de, www.gdch.de/fortbildung

20.09.

Chirale SFC – die Zukunft der chiralen HPLC? Ort: CH-Olten Veranstalter: Provadis Novia – Chromatographieund Messverfahren GmbH Industriepark Höchst, Gebäude B845, E. 06, D-65926 Frankfurt am Main +49 69 305 439 43 info@provadis-novia.de, www.provadis-novia.de

SEPTEMBER 2018 03.09.

East and North – Büchi Road Truck Tour bringt die neusten Food & Feed-Lösungen zum gewünschten Standort Veranstalter: Büchi Labortechnik AG Meierseggstrasse 40, Postfach, CH-9230 Flawil 1 schoenenberger.g@buchi.com, www.buchi.ch

03.09. – 05.09.

Grundlagen der praktischen NMR-Spektroskopie für technische Mitarbeitende Ort: D-Mainz Veranstalter: Gesellschaft Deutscher Chemiker Postfach 90 04 40, D-60444 Frankfurt am Main +49 69 7917 665 fb@gdch.de, www.gdch.de/fortbildung

05.09.

Umweltqualitätskriterien / Critères de qualité environnementale Ort: CH-Dübendorf Veranstalter: Eawag +41 58 765 55 62 brigitte.bracken@oekotoxzentrum.ch, www.eawag.ch

05.09. – 06.09.

6/2018

RheoSeminar-Grundlagen Ort: CH-Buchs (AG) Veranstalter: Anton Paar Schweiz Pulverhausweg 13, CH-5033 Buchs +41 62 745 16 80 Info.ch@anton-paar.com, www.anton-paar.com

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FIRMEN BERICHTEN

Messwerterfassung mit webbasierter Messtechniksoftware

Messtechnik-Cloud at the Edge im Pocketformat Mit dem hochskalierbaren Messwerterfassungssystem Loggito und der webbasierten Messtechniksoftware ProfiSignal Web präsentiert Delphin Technology ein neues Komplettpaket, das die dezentrale Messdatenerfassung mit der weltweiten standortunabhängigen Datenvisualisierung verknüpft.

Dietmar Scheider, Vertriebsleiter bei Delphin Technology AG In Zeiten globaler Vernetzung ändern sich auch in der Messtechnik die Anforderungen. Die herkömmliche Übertragung der Daten vom Sensor an der Maschine zum Messrechner im Leitstand ist nicht länger der Hauptanwendungsfall. Es entstehen neue Use Cases, bei denen die Messdaten teilweise weltweit verteilt erfasst und betriebssystem- und standortunabhängig auf mobilen Endgeräten dargestellt werden sollen. Für diese Anwendungsfälle sind neue Konzepte erforderlich, die deutlich von den bisherigen Methoden abweichen.

Um eine höchstmögliche Modularität zu gewährleisten, haben alle Geräte dasselbe Format. So können sowohl in den Logger-, als auch in den USB- und Wireless-Geräten dieselben I/O-Module genutzt werden. Derzeit sind bereits Module mit vier, beziehungsweise acht universellen Analogeingängen verfügbar, die sich individuell für den Anschluss von mV-, mA-, Widerstand-, Thermoelement- und Pt100-Sensoren konfigurieren lassen. Alle analogen Eingänge

besitzen eine Auflösung von 24 Bit. Eine Summenabtastrate von 1 kHz ermöglicht zudem schnelle Messungen. Die analogen Eingangsmodule verfügen über einen Analogausgang und über zwei kombinierte digitale Ein- beziehungsweise Ausgänge. Optional ist eine Zusatzplatine erhältlich, die eine aktive Speisung sowie einen internen Shunt zum Anschluss passiver Stromsensoren bereitstellt. Neben den Analogeingangsmodulen sind auch

Die Loggito-Serie ist sowohl für Anwendungen mit verteilten Messstellen, als auch für zentrale Messaufgaben gerüstet. Als zentraler Datensammler fungiert ein Logger, der die Koordination eines Messnetzes und die Zwischenspeicherung der Messdaten übernimmt und dabei die Schnittstelle zum PC oder in die Cloud ist. Als «Messtechnik-Cloud at the Edge» kann er aber auch selbst die komplette Cloudfunktionalität übernehmen. Die Erhöhung der Kanalzahlen und der Aufbau eines Messnetzes sind wahlweise kabelgebunden mit den USB-Geräten oder kabellos mit den Wireless-Geräten möglich.

Bilder: A-Systemtechnik GmbH

Kompakte Messwerterfassung

Bei der Loggito-Serie fungiert ein Logger, der die Koordination eines Messnetzes und die Zwischenspeicherung der Messdaten übernimmt und dabei die Schnittstelle zum PC oder in die Cloud ist, als zentraler Datensammler. Damit ist sie sowohl für Anwendungen mit verteilten Messstellen als auch für zentrale Messaufgaben gerüstet.

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FIRMEN BERICHTEN

reine Digitalmodule mit zwei beziehungsweise sechs Ein- und Ausgängen verfügbar. Die Logger-Geräte sind mit einem internen Datenspeicher von bis zu 16 Gigabyte ausgestattet. Ausserdem verfügen sie über geräteinterne Intelligenz in Form von Softwarekanälen, die eine Vorverarbeitung und Verrechnung von Messkanälen erlauben.

Individuelle Dashboards Nach der Erfassung der Daten, können diese in individuell gestaltbaren Dashboards dank der webbasierten Client-Server-Software «ProfiSignal Web» visualisiert werden. Für alle Anwendungen, bei denen eine Begutachtung der Daten direkt vor Ort erforderlich ist, kann die Software auch direkt im Messdatenerfassungsgerät ausgeführt werden. Die Anzeige der Daten ist auf jedem mobilen Endgerät möglich. Eine Softwareinstallation ist nicht erforderlich, es wird ein beliebiger Browser benötigt. Für Anwendungen, bei denen ein weltweiter Zugriff auf die Messdaten erforderlich ist, wird die Software auf einem zentralen Server in einer privaten oder öffentlichen Cloud installiert. Alle zugriffsberechtigten Personen haben anschliessend von beliebigen Standorten aus die Möglichkeit, auf die Daten zuzugreifen und diese im Browser ihres mobilen Endgeräts zu visualisieren. Mit der

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Mit der Messtechniksoftware ProfiSignal Web können nicht nur einzelne Messstellen dargestellt, sondern auch komplexe Prozesse abgebildet werden.

Software können nicht nur einzelne Messstellen dargestellt, sondern auch komplexe Prozesse abgebildet werden. Dazu stehen verschiedene Analog- und Digitalanzeigen, LEDs und geometrische Zeichenobjekte zur Verfügung. Zur Interaktion mit dem Prozess können auch Taster, Schiebeschalter und Texteingabefelder eingebunden werden. Eine besondere Stärke ist die Trenddarstellung von aktuellen und historischen Messdaten in y(t)-Diagrammen. Hierbei kann von der Millisekunden- bis zur Monatsübersicht gewechselt werden. Dies wird durch intelligente Datenbanken im Erfassungsgerät

realisiert. Es stehen mehrere voneinander unabhängige y-Achsen zur Verfügung, welche die Darstellung von Daten aus unterschiedlichen Quellen im selben Diagramm vereinfachen.

Kontakt A-Systemtechnik GmbH Oberebenstrasse 67 CH-5620 Bremgarten +41 56 631 91 31 info@a-systemtechnik.ch www.a-systemtechnik.ch

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FIRMEN BERICHTEN

Coolworld Rentals

Lüftungsgerät ist ein kompakter Alleskönner Coolworld Rentals, das Vermietungsunternehmen für Kühl- und Heizgeräte, hat seinen Vermietungspark um ein kompaktes, energiesparendes Lüftungsgerät zum Kühlen und Heizen mittelgrosser Räume erweitert. Mit diesem Alleskönner stellt Coolworld sich optimal auf die Nachfrage nach flexibel einsetzbaren Temperaturmanagementlösungen ein.

Coolworld hat sich in den letzten Jahren zu einem der führenden Vermietungsunternehmen für Kühl- und Heizgeräte entwickelt. Viele Kühllösungen werden speziell für das Unternehmen entwickelt, das inzwischen in sieben europäischen Ländern aktiv ist. Dafür ist das LV50 ein gutes Beispiel. «Wir merken, dass immer stärkere Nachfrage nach leistungsstarken, kompakten, energiesparenden Geräten besteht, die sowohl kühlen als auch heizen können», sagt Reto Brütsch, Verantwortlicher für Coolworld Schweiz. «In jeder Umgebung, in der temperaturempfindliche Produkte vorhanden sind und in der Temperaturmanagement den Unterschied ausmacht, möchte man sich auf ein Gerät verlassen können, das nicht viel Platz braucht, aber trotzdem Hervorragendes leistet. Unser LV50 ist so ein Gerät.»

50 kW (80/60 °C) kann das LV50 auf eine Temperatur von 15 bis 40 Grad Celsius eingestellt werden. Durch die grossen Räder und die Hebeösen lässt sich das Gerät einfach bewegen und aufhängen. Das Gerät hat einen Einbauventilator mit einem externen statischen Druck von 300 Pascal, wodurch es an einen Luftschlauch oder ein Leitungssystem angeschlossen werden kann. Das Ausblasen ist sowohl waagerecht als auch senkrecht möglich. Der Luftdurchsatz des LV50 kann auf bis zu 4000 Kubikmeter geregelt werden. Aufgrund des eingebauten Thermostats kann das LV50 autonom betrieben werden. Auch eine Temperaturregelung mit Fernbedienung ist möglich. Mit dem LV50 vermietet Coolworld auch ein besonders energieeffizientes System. Das Gerät verbraucht mit einem 230-Volt-Anschluss nur 3,3 Ampere.

Kompakt und leistungsstark

Einfach aufstellen, sofort betriebsbereit

Für jeden, der ein kompaktes, leistungsstarkes Lüftungsgerät mieten will, ist das LV50 von Coolworld Rentals hervorragend geeignet. Mit einer Kühlleistung von 25 kW (12/6 °C) und einer Heizleistung von

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Mit diesem hybriden Lüftungsgerät breitet Coolworld seine Möglichkeiten auf dem Gebiet mobiler Klimatisierung und Klimageräte noch weiter aus. Derzeit vermietet Coolworld bereits ein umfangreiches Sortiment zur Klimatisierung, wie mobile Klimageräte, punktuelle Klimaanlagen, Klimaschränke, Low-Temp-Lüftungsgeräte und wassergekühlte Kühlmaschinen. Das LV50 ist hierzu eine perfekte Ergänzung. Es ist ein flexibler Alleskönner, der für die unterschiedlichsten Szenarien eingesetzt werden kann. Brütsch ergänzt: «Das LV50 hat einen breiten Anwendungsbereich, eignet sich aber insbesondere zur Temperaturregelung mittelgrosser Räume mit temperaturempfindlichen Produkten. Logistik, der Lebensmittel- und Getränkesektor, Pharmazeutik …

Mobiles Lüftungsgerät zum Kühlen und Heizen mittelgrosser Räume.

das LV50 eignet sich hervorragend für all diese Branchen. In Kombination mit unseren Dienstleistungen – Aufstellen, Überwachung, Kundendienst – ist es die perfekte Lösung bei Kapazitätsmangel, Umbau oder in Situationen, in denen die vorhandenen Anlagen vorübergehend nicht eingesetzt werden können. Auch bei Havarien bietet dieses kompakte Gerät Abhilfe, da es sich problemlos transportieren und einfach aufstellen lässt und sofort betriebsbereit ist.»

Kontakt Coolworld Rentals AG Erlengasse 3 CH-8240 Thayngen +41 800 002 720 sales@coolworld-rentals.ch www.coolworld-rentals.ch

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FIRMEN BERICHTEN

Kundenspezifische Lösung

Hydrierreaktoren lernen neue Tricks Das Hydrierlabor eines Schweizer Pharmaherstellers war durch die Möglichkeiten seiner bestehenden Reaktoren eingeschränkt. Die komplexen, langwierigen Experimente und Testversuche, die notwendig waren, um optimale und sichere Prozessparameter für neue Produktionsprozesse zu bestimmen, konnten mit dem bestehenden Reaktoraufbau, hauptsächlich aufgrund der fehlenden Prozessautomatisierung, nicht mehr effizient erreicht werden. Statt die gesamten Investitionen der bestehenden Reaktoren abzuschreiben, entschloss man sich, die bestehenden Reaktoren mit einer flexiblen und programmierbaren Rezeptursteuerung und integrierter Protokollfunktion, auf der eines neuen Konzepts für das chemische Entwicklungslabor, dem Systag FlexyConcept, zu modernisieren.

Mike Mandlehr Ein Schweizer Pharmahersteller war mit Anforderungen konfrontiert, die mit den vorhandenen – ansonsten durchaus befriedigenden – Hydrierreaktoren wirtschaftlich nicht zu bewältigen waren. Die Erprobung neuer Prozesse erforderte einen längeren, andauernden Betrieb von vier Reaktoren rund um die Uhr, mit permanenter Regelung des Reaktionsdrucks mittels Wasserstoffzugabe, des Rührens, sowie der Überprüfung der Wärmezufuhr. Ebenso ein Augenmerk galt der Sicherheit, um stets in sicheren Grenzen zu bleiben. Da die Anwesenheitszeit und die manuelle Protokollierung zu jeder Zeit unerschwinglich waren, schien es, als ob die einzige Lösung darin bestünde, die bestehenden Reaktoren durch eine vollautomatische Konfiguration mit umfassender Datenprotokollierung zu ersetzen. Der Gruppenleiter «Hydrierung» fragte den Schweizer Labor-Systemintegrator Systag, ob es eine äquivalente, aber günstigere Lösung gäbe, welche die Verschrottung der vier Reaktoren vermeiden konnte. Die Firma nahm sich erfolgreich des Problems an.

die automatisierte Dokumentation bietet umfangreiche Informationen für eine verbesserte und einfachere Analyse und Prozessgestaltung. Angesichts des nachgewiesenen Erfolgs im Hydrierlabor, untersucht der Kunde nun weitere Möglichkeiten für den Einsatz von automatisierten Laborreaktoren von Systag in weiteren Entwicklungslaboratorien. Produkte, Märkte, Rohstoffe, Ausrüstung und Vorschriften verändern sich ständig und führen oft zu neuen oder veränderten Produktionsprozessen. Die Laboratorien stehen unter ständigem Druck, neue Prozesse und Rezepturen zu validieren, opti-

mieren und der Produktionsanlage zuverlässige und gründlich erprobte Parameter für einen sicheren Betrieb zur Verfügung zu stellen, um ein qualitativ hochwertiges Produkt zu produzieren.

Funktionserweiterung durch Upgrade Systag schlug vor, jeden der vier Reaktoren mit Prozess Automation Technology zu erweitern, in diesem Fall mit einer FlexyPATSteuerung. Der Projektleiter Erwin Telser erinnert sich: «Nebst der Installation unserer Steuerungen und der Nachrüstung der

Auch anderthalb Jahre nach der Modernisierung erfüllt die Automationslösung weiterhin die Erwartungen des Hydrierungslabors. Die Sicherheit, Flexibilität und Produktivität ist erheblich verbessert, und 56 / 2 0 1 8

Bilder: Systag

Mehr Leistung und erhöhte Sicherheit

Bedieninterface einer typischen Hydrieranlage.

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Hydrierreaktoren im Technikums-Massstab.

Reaktoren mit geeigneten Sensoren und Messgeräten gab es zusätzliche Anforderungen. Wir mussten einige kundenspezifische Softwarealgorithmen entwickeln, und zudem wollte der Kunde auch zwei verschiedene Messtechniken für den Wasserstoffverbrauch, basierend auf der Druckdifferenz- und der thermischen Massendurchflussmethode integriert haben. Darüber hinaus wurde die Installation eines Backup-Controllers gefordert, um im Falle eines Hardwareausfalls schnell, ohne grosse Stillstandzeiten, umschalten zu können. Trotz des begrenzten, zur Verfügung gestellten Platzes haben wir es geschafft, das alles zu lösen.» Da die Reaktoren fast ununterbrochen im Einsatz standen, war auch die Zeit zur Durchführung des Upgrades stark limitiert. Erwin Telser ergänzt: «Dank der guter Vorbereitung und Planung durch unser Team konnten wir das Upgrade innerhalb von Reaktorsystem • 2 × 2 Liter Stahlreaktor bis 100 bar • 2 × 500 ml Stahlreaktor bis 100 bar • Reaktor mit elektrischem Heizmantel und Kühlspiralen, zusätzliche Kühlspiralen im Reaktor • Rührmotor und Begasungsrührer • Automatisches Probenahmesystem • Flüssigkeitsdosierung mittels HPLC-Pumpe (geteilte Infrastruktur) Temperaturregelung • Temperaturregelmodi nach TR und TJ • Elektrisch beheizter Reaktor • Zusätzliche Kühlspirale im Reaktorraum für schnelle Kühlung Gasdosierung / Druckregelsystem • Hydrierung mittels Mass-FlowController • Druckregelung mittels Wasserstoff • Konstanter Gasfluss

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On-Line-Trend einer Hydrierung mit aktuell Gasverbrauch (blau).

nur zwei Wochen installieren, testen und dem Betrieb übergeben.» Alle Hydrierreaktoren und Peripherien, wie zum Beispiel Pumpen, Ventile, Rührwerke, werden nun direkt über das benutzerfreundliche Software-Interface mit konfigurierbarer Rezeptsteuerung geregelt. Gerätezustände und Prozessparameter werden grafisch visualisiert, und alle Prozessparameter sind kontinuierlich vom e-Lab-Journal protokolliert. Der Betrieb ist vor kritischen Situationen geschützt; Notkühlung und sicheres Herunterfahren werden au• Aufzeichnung von Wasserstoffverbrauch durch MFC- oder Druck-Differenz-Methode • Automatischer Gasaustausch mittels Inert- oder Aktivgas Software Interface • Software-Plattform zur Steuerung von 4 individuellen Reaktoren mit unterschiedlicher Funktionalität • Rezeptsteuerung • On-line-Trend, MS-Word basiertes e-lab-Journal • E-Mail-Alarmierung • Konfigurierbares Alarmkonzept • Automatischer Datentransfer zum e-Lab-Notebook • Exothermieüberwachte Flüssigkeitsdosierung mittels HPLC-Pumpe (geteilte Infrastruktur)

tomatisch aktiviert, und die zuständige Person automatisch per E-Mail benachrichtigt. Für eine verbesserte Reaktionsverfolgung ermöglicht das kontaminationsfreie Probenahmesystem zudem ein automatisiertes Sampling unter Druck, von bis zu vier Proben pro Reaktor.

Parallele SyntheseReaktoren für F&E FlexyCUBE ist ein neues Konzept für das chemische Entwicklungslabor, um sämtliche Bedürfnisse hinsichtlich Prozessoptimierung zu erfüllen. Es ermöglicht als Parallel Synthese Reaktor die Entwicklung von allgemeinen chemischen Prozessen, sogenannte API (Active Pharmaceutical Ingredients) oder Zwischenprodukten schneller, kostengünstiger und robuster zu erledigen. Bis zu sechs Reaktoren werden über einen PC kontrolliert und überwacht.

Kontakt Systag, System Technik AG Bahnhofstrasse 76 CH-8803 Rüschlikon +41 44 704 54 42 Mike.Mandlehr@systag.ch www.systag.ch/lab-reactor-systems

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Schauglasleuchten für Prozessanlagen

Auswahlkriterien zur optimalen Ausleuchtung Seit 1958 stellt die im Bereich Beleuchtungstechnik und Schauglasarmaturen tätige Firma Max Müller AG Produkte für die visuelle Prozessüberwachung her und zwar sowohl für Anwendungen im Ex-Bereich wie auch für «Safe areas». Sie kennt sich deshalb bestens mit Auswahlkriterien für die Beleuchtung von Produktionprozessen aus.

Bilder: Max Müller AG

Trotz fortschreitender Automatisierung von Prozessen in der Verfahrenstechnik wird allgemein anerkannt, dass das geschulte Auge eines Mitarbeiters durch keine technischen Überwachungsmethoden zu ersetzen ist. Deshalb kommt der richtigen Ausleuchtung einer Apparatur grosse Bedeutung zu. Nachstehend sollen daher einige Kriterien kurz dargestellt werden, welche die Auswahl und Anordnung einer geeigneten Schauglasleuchte erleichtern:

Zwar ist die Ein-Flansch-Montage kostengünstiger, da nur eine Armatur montiert werden muss, dafür steht jedoch nie die volle Sichtfläche zur Verfügung und Blendwirkungen sind nicht auszuschliessen. Idealer ist eine Zwei-Flansch-Anordung.

Eine Ein-Flansch-Montage ist kostengünstiger, da nur eine Armatur eingeschweisst oder aufgeschraubt werden muss. Der Nachteil ist jedoch, dass nie die volle Sichtfläche zur Verfügung steht und eventuell unerwünschte Blendwirkungen auftreten können. Idealer ist deshalb eine Zwei-Flansch-Anordung, sofern die Platzverhältnisse es zulassen.

Betreiber bestimmt Anschlussspannung Zusätzlich stellt sich die Frage der Anschlussspannung. Diese Frage muss der Betreiber der Anlage entscheiden. Standard ist meist 230 V AC, oft besteht aber für Steuerungen und die Beleuchtung ein Kleinspannungsnetz von 24 V AC oder DC, dies nicht zuletzt auch aus Sicherheitsgründen. Bei der Wahl des Gehäusewerkstoffs stehen sowohl korrosionsbeständige Aluminiumlegierungen wie auch Edelstahl zur Verfügung. Letzterer überzeugt durch seine Oberflächenqualität und wird daher oft für Anwendungen in der Steril- und Reinraumtechnik in der Pharmaindustrie eingesetzt.

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Bei Apparaturen mit engen Platzverhältnissen und daher sehr kleinen Schauglasdurchmessern können Fiberoptik-Schauglasleuchten eingesetzt werden.

In der kunststoffverarbeitenden Industrie wird auch oft völlige Silikonfreiheit verlangt. Dieser Forderung kann mit Leuchten entsprochen werden, die alternative Klebstof-

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fe und Dichtungsmaterialen aufweisen. Für extrem korrosive Umgebungen, wie zum Beispiel in Meeresluft, können die Aluminiumgehäuse mit einer Zweikomponenten-Einbrennlackierung auf Acrylbasis geschützt werden. Im Hafen von Rotterdam wurden so zur Anstrahlung von Beschriftungstafeln Leuchten mit dieser Gehäusebehandlung des Unternehmens Max Müller AG ebenso mit Erfolg eingesetzt wie auch bei Raffinerien in Meeresnähe. Bei der Betriebsart werden Dauer-, Momentan- oder Timerbetrieb unterschieden. Da es oft unnötig ist, Schauglasleuchten durchgehend in Betrieb zu lassen, empfiehlt sich der Einbau eines Timers in der Schauglasleuchte. Optional kann diese, falls die Leuchte für das Betriebspersonal schwer zugänglich ist, mit einem Timer für Fernansteuerung versehen sein. Bei EinFlansch-Montagen ist ein Momentandrucktaster zu empfehlen, der gleichzeitig mit dem Einblick in die Apparatur bedient wird. Beim Einsatz in (Ex-)gefährdeten Bereichen ist die sogenannte Temperaturklasse entscheidend, die der Anlagenbetreiber je nach verarbeiteten Medien festlegen muss. Die entsprechende Skala reicht von T1 bis T6. Ebenfalls berücksichtigt werden muss die Zoneneinteilung. Für Gasgemische sind die Schauglasleuchten zugelassen für die Zonen 1 und 2, für Staub für die Zonen 21 und 22. Des Weiteren kann

es notwendig sein, Filter einzubauen, damit ein Teil der Wellenlängen des sichtbaren Spektrums des Lichts verhindert und keine chemische Reaktion ausgelöst wird. Gleichzeitig können Filter auch genutzt werden, um Trennschichten in einem Zweiphasengemisch sichtbar zu machen.

Halogen versus LED Gut zu überlegen ist der Entscheid, ob Halogen oder LED zur Anwendung kommt. LED-Schauglasleuchten überzeugen durch hohe Lichtleistung bei geringer Leistungsaufnahme und lange Lebensdauer des Leuchtmittels. Als Nachteil muss ein höherer Preis gegenüber den Halogenversionen akzeptiert werden. Da die LED-Einsätze elektronische Bauteile sind, wird deren maximale Temperatur bei zirka 80 Grad Celsius erreicht. Bei beheizten Kesseln mit hohen Flanschtemperaturen und zusätzlicher Wärmeabstrahlung besteht daher die Gefahr eines Ausfalls der LED-Einsätze. Abhilfe kann durch eine Montageart mit genügendem Abstand zum Schauglas erreicht werden.

Ausleuchtung durch kleine Schaugläser Bei Apparaturen mit engen Platzverhältnissen und daher sehr kleinen Schauglasdurchmessern können Fiberoptik-Schau-

glasleuchten eingesetzt werden. Auch diese sind in modernster, hocheffizienter LED-Technik lieferbar. Für sehr gefährliche Prozesse oder Reinraumanlagen können nebst der Schauglasleuchte Kamerasysteme zur Fernüberwachung aus einem Kontrollraum installiert werden. Die Systeme ermöglichen eine analoge oder digitale Bildverarbeitung, sind in Alu- oder Edelstahlgehäusen, mit Fixoder variablem Fokus und entsprechendem Zubehör wie Monitor oder Videoserver oder (Ex)-Touchscreen-Bedienpult erhältlich. Solche «Packages» machen das mühsame Ein- und Ausschleusen von entsprechend gekleidetem Personal überflüssig und wurden schon bei grossen Pharmafirmen installiert.

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Bild: Fotolia

VERFAHRENSTECHNIK

Füllstandsensoren mit Glasschwimmern kommen für eine Trennschichtmessung in Frage, wo sich bei Füllprozessen die Medien in Schichten übereinander lagern.

Widerständig und leicht zugleich

Füllstandsmessung mit Glasschwimmern Bei den Produktionsprozessen in der Industrie werden Sicherheit und Effektivität stetig optimiert. Um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, müssen die Steuerungs- und Kontrollmechanismen der Verfahren entsprechend angepasst werden. Standardinstrumentierungen können da rasch an ihre Grenzen stossen. Deshalb wächst die Nachfrage nach Individuallösungen, die unter zum Teil sehr hohem Aufwand auf eine bestimmte Applikation zugeschnitten sind. Ein Beispiel dafür ist eine Füllstandsüberwachung mit Glasschwimmern, die sich auch zur Trennschichtmessung eignet.

Andreas Krüger 1 Für Chemieunternehmen verbietet sich angesichts der in der Produktion eingesetzten Substanzen ein Laissez-faire im Umgang, sei es aus Gründen der Qualität, des Wertes oder der Sicherheit oder aller drei Faktoren zusammen. Anlagenbetreibende benötigen exakte Informationen über jedes Verfahrensstadium, zum Beispiel über das Inhaltsniveau in Tanks oder Fermentern. Wo unterschiedliche Medien gemischt werden, treten heterogene Dichteverhältnisse auf, und es können sich relativ feste Schäume bilden. In anderen Füllprozessen lagern sich Medien in Schichten übereinProject Manager und Sales Contractor, KSR Kuebler Niveau-Messtechnik AG / Wika

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ander. In solchen Situationen eignen sich berührungslos arbeitende Messgeräte zur Füllstandserfassung nur bedingt. Die hydrostatische Methode mit Pegelsonden scheidet wegen der unterschiedlichen Dichten aus. Bei Messgeräten mit Radarprinzip kann eine Reaktion auf Schaum nicht ausgeschlossen werden, sodass der tatsächliche Füllstand im Behälter nicht erfasst wird. Im Fall unterschiedlicher Schichten zeigen solche Messgeräte lediglich das Niveau des oben schwimmenden Mediums an.

Schaumbildung hat keinen Einfluss auf Schwimmer Messgeräte mit Schwimmer werden weder von einer Schaumbildung noch von elektrischer Leitfähigkeit und Dielektrizitätskonstanten beeinflusst. Zudem eignen sie sich

besonders für Messaufgaben in weniger voluminösen Behältern. Der Schwimmkörper mit Innenrohr und Magnet wird durch die Berechnung der Nenndichte und die daraus folgende Ballastierung so dimensioniert, dass er auf der tatsächlichen Oberfläche der Flüssigkeit bleibt. Die untere Hälfte ragt ins Medium hinein. Der Schwimmer bewegt sich analog zum Füllstand auf einem Gleitrohr. Über seinen Magneten wirkt er als Signalgeber. Sein Impuls wird von einem Transmitter in ein Ausgangssignal umgewandelt, in der Regel 4 . . . 20 mA. Die Schwimmkörper werden üblicherweise aus Metall oder Kunststoff gefertigt. Sie müssen, ihrer Aufgabe entsprechend, leicht sein und weisen daher eine Wandstärke von lediglich 0,15 mm auf. Diese Eigenschaft kann in Prozessen mit aggressiven Medien, die in der chemischen Industrie 3 37

VERFAHRENSTECHNIK

meist ebenfalls eine geringe Dichte aufweisen, wäre ein adäquater Auftrieb für Schwimmer zum Beispiel aus widerständigem Edelstahl (7900 kg/m³) oder Sonderwerkstoffen wie Hastelloy (8890 kg/m³) kaum zu realisieren.

Bilder: Wika

Trennschichtmessungen sind möglich

Glasschwimmer für chemische Prozesse: Magnetostriktive Füllstandmessgeräte kommen in korrosiven Medien zum Einsatz und können auch Trennschichten kontinuierlich erfassen.

häufig der Fall sind, zu einer unerwünschten Wechselwirkung des Schwimmermaterials mit dem Messstoff führen. Wo einer Beeinträchtigung von Medium und Prozess durch den Werkstoff vorgebeugt werden muss, empfehlen sich Schwimmer aus Duran-Glas. Sie haben eine chemische Beständigkeit und sind immun gegen Säuren, Laugen und Salzlösungen, aber auch gegen

Wasser, organische Substanzen und Halogene wie Brom und Chlor. Gegen antikorrosiv wirkende Metallwerkstoffe in solchen Applikationen spricht deren Dichte. Glasschwimmer erfüllen sogar trotz Wandstärken von 2,3 bis 2,6 mm das Kriterium «Leichtgewicht»: Duran-Glas hat eine Dichte von nur 2560 kg/m³. Da die in solchen Prozessen verwendeten Medien

Prinzipdarstellung

Glasschwimmer entstehen in Handarbeit

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Legende 1 Draht 2 Sensorgehäuse 3 Magnetfeld 4 Permanentmagnet 5 Torsionswelle

Prinzip des magnetostriktiven Sensors: Ein Stromimpuls erzeugt im Messdraht ein kreisförmiges Magnetfeld. Trifft dieses auf die Permanentmagneten des Schwimmers, entsteht eine mechanische Welle, deren Laufzeit gemessen wird.

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Füllstandsensoren mit Glasschwimmern kommen auch für eine Trennschichtmessung in Frage. Wika zum Beispiel hat für einen Chemiekonzern Verfahren mit einem Mix aus Laugen und Säuren instrumentiert. Die Medien lagern sich nach der Abfüllung in die Tanks in zwei Schichten ab. Um die Prozesse so effektiv wie möglich zu fahren, wird das Niveau jedes Messstoffs einzeln via Trennschichtmessung erfasst. Bei dieser Methode werden auf dem Gleitrohr zwei Schwimmer angebracht, die dem jeweiligen Medium entsprechend dimensioniert sind. Der erste Schwimmer gleitet durch das obere Medium hindurch, bis er auf «seiner» Schicht sicher aufschwimmt. Er ist zugleich schwer genug ballastiert, um der Auftriebskraft der oberen Lage zu widerstehen. Da jeder Schwimmer auf seine Zieldichte eingestellt ist, liefert der Sensor bei einer eindeutigen Trennlinie einen präzisen Niveauwert für jede Lage. Sollten es an der Trennlinie zu Emulsionen kommen, würde das Messergebnis zwar ungenauer ausfallen, aber keinesfalls signifikant verfälscht. Es liesse noch immer einen belastbaren Rückschluss auf den Schichtpegel zu.

Das Aufwändige an einer Füllstandsmessung mit Glasschwimmern ist deren Herstellung. Ihr Korpus entsteht zu einem entscheidenden Teil in Handarbeit, ist also individuell und damit nicht reproduzierbar. Zuvor werden Form, Volumen und Gewicht des Schwimmers in Abhängigkeit von den Prozessparametern und der Einbausituation, zum Beispiel mit Blick auf den Durchmesser des Prozessanschlusses, annähernd mathematisch berechnet. Deshalb nur annähernd, weil Radien aufgrund der händischen Fertigung leicht differieren können. 65 / 2 0 1 8

Jeder Glasschwimmer muss wegen seiner Nichtreproduzierbarkeit dieses Verfahren durchlaufen. Eventuelle Fehler während der Herstellung lassen sich nur selten in kurzer Frist beheben. Wegen der ohnehin langen Lieferzeit von etwa vier bis fünf Wochen für eine solche Messlösung bestehen manche Auftraggeber bei Auslegung und Produktkontrolle auf dem Vier-Augen-Prinzip, um weitere Zeitverluste auszuklammern. Da die Glaskörper fragil sind, bedarf es einer Spezialverpackung, die den Schwimmer zentriert hält und während des Transports wirksam schützt.

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Ausrüstung mit gläsernen Signalgebern

Niveau-Messwertgeber Typ FFG-T mit Flanschanschluss und metallischem Schwimmer.

In nahezu allen Prozessen, für die Glasschwimmer in Frage kommen, herrschen unkritische Druckverhältnisse. Demzufolge haben die Schwimmer einen zylindrischen Korpus. Dessen Innen- und Aussenrohr werden vorgefertigt geliefert. Der Glasbläser bringt auf dem Innenrohr zwei Ränder auf, zwischen denen der Magnetring eingepasst wird. Zwischen Magnet und Innenrohr bleibt ein Spiel von etwa 0,1 bis 0,2 mm, um thermische Einflüsse zu überbrücken. Im nächsten Schritt verbindet der Glasbläser das Innen- und das Aussenrohr zu dem gewünschten Hohlkörper.

Kalibrierung beim Glasbläser Dieser «Rohling» wird anschliessend einem ausführlichen Live-Test unterzogen, um mittels Wasserverdrängung (fünfmaliges Eintauchen hintereinander) bei Raumtemperatur das tatsächliche Volumen zu bestimmen. Danach wird das anwendungsspezifische Gewicht festgelegt. Der Korpus geht nun zurück an den Glasbläser, der ihn über einen Glasstutzen gemäss Zielgewicht mit Quarzsand oder Blei befüllt. Die Füllöffnung wird anschliessend wieder verschweisst. Vor der Auslieferung überprüft der Hersteller noch einmal, ob der Schwimmer dem Auftrag entsprechend korrekt ausgelegt ist. Darüber hinaus wird ein individuelles Kalibrierprotokoll erstellt und mitversandt. 56 / 2 0 1 8

Alle schwimmerbasierten Füllstandsmessgeräte können mit gläsernen Signalgebern ausgerüstet werden, sowohl zur kontinuierlichen Erfassung (Magnetostriktion, Reedkette oder mechanische Bypass-Messung) als auch zur punktuellen Überwachung (Schalter). In dem zuvor genannten Anwendungsbeispiel für eine Trennschichtmessung wird ein magnetostriktiver Messwertgeber verwendet. In dessen Gleitrohr, das über eine Tantal-Ummantelung als Korrosionsschutz verfügt, ist ein magnetostriktiver Draht eingespannt. Durch einen Stromimpuls wird ein zirkulares Magnetfeld erzeugt, das den Draht tordiert. Der Schwimmer mit seinem Permanentmagneten markiert das Niveau des Mediums. Bei der Überlagerung beider Magnetfelder wird im Draht eine mechanische Welle ausgelöst, die an dessen Ende im Sensorgehäuse von einem piezokeramischen Umformer in ein elektrisches Ausgangssignal umgewandelt wird. Solchen Sensoren arbeiten mit einer Genauigkeit bis zu 0,1 Prozent und ermöglichen eine hohe Auflösung von ≤ 1 Millimeter. Daher kommen sie vor allem für Applikationen in Frage, bei den jede Veränderung des Füllstands unmittelbar detektiert werden muss. Kontakt Wika Schweiz AG Industriestrasse 11 CH-6285 Hitzkirch +41 41 919 72 72 info@wika.ch www.wika.ch

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Zustandsüberwachung von Armaturen

Anlagenstillstand – effizient und clever geplant

Anlagenstillstände werden aus diesem Grund immer kürzer geplant, wobei die Armaturen einen erheblichen Anteil am Überholungsaufwand beanspruchen. Insbesondere die Regelarmaturen, welche für eine effiziente Prozesssteuerung verantwortlich sind. Insofern ist eine prozessbasierte Auslegung und Auswahl der Regelarmaturen von höchster Bedeutung für einen zuverlässigen und verschleissarmen Betrieb sowie für die Prozesssicherheit. Genau hier setzt das Werkstattkonzept der Firma Askia und die Erweiterung des Angebots um die Traditionsmarke Masoneilan Regelventile an. Mit über 130 Jahre Erfahrung auf diesem Gebiet gehört Masoneilan weltweit zu den führenden Herstellern von Regelarmaturen. Die hochentwickelten Regelarmaturen kommen zur Anwendung in allen Anlagenbereichen wie Öl- und Gasindustrie, sämtlichen Dampfanwendungen, in der Energieerzeugung, der Chemie- und Petrochemie sowie weiteren verarbeitenden Branchen. Dem Einsatzbereich sind hinsichtlich Druck und Temperatur kaum Grenzen gesetzt. Die Produktpalette deckt sowohl einfache Standardanwendungen wie auch die kritischsten Einsatzfälle mit mehrstufiger Druckentspannung ab. Der im nordrhein-westfälischen Willich ansässige Armaturen- und Sicherheits-Experte hat mit den Masoneilan Regelventilen nicht nur eine neue starke Marke im Lieferprogramm – die Askia GmbH bietet als autorisierter Masoneilan Partner gleichzeitig auch den kompletten Support an. Prozessangepasste Auslegung und Werkstoffauswahl, Beratung hinsichtlich Instrumentierung sowie Ersatzteilbevorratung, Zustandsdiagnose, professionelle Wartung und letztendlich auch Instandsetzung. Der Kunde erhält, angefangen von der kundenspezifischen Auslegung über die Lieferung bis hin zum umfassenden After-Sa24 0

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Die Verfügbarkeit einer Anlage hat einen wesentlichen Einfluss auf die Produktivität und Rentabilität, weshalb jeder Anlagenbetreiber äusserst bemüht ist, die Stillstandzeiten so gering wie möglich zu halten.

Die Firma Askia in Willich erweitert ihr Angebot um Masoneilan-Regelventile der Firma General Electric.

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Intelligenter Check-up Für den Maschinen- und Anlagenbau gilt grundsätzlich, dass eher in bestehende Anlagen als in neue Anlagen investiert wird. Da wundert es nicht, dass der Instandhaltungssektor auch in schwierigen Zeiten ein gesundes Wachstum aufweist. Die Instandhaltungsfirmen profitieren von der Tatsache, dass alle Regelarmaturen einer Anlage einer Revision unterzogen werden, ungeachtet ihrer Beanspruchung und Belastung durch den Prozess. Durch unterschiedliche Betriebsbedingungen ergeben sich jedoch zwangsläufig unter-

schiedliche Verschleisserscheinungen. Es verhält sich hier wie mit dem Verschleiss von Fahrzeugen, jedoch werden diese nur nach einer bestimmten Kilometerleistung, also einer definierten Beanspruchung, einer Revision beziehungsweise Inspektion unterzogen. Diese gibt der Hersteller vor. Bei Armaturen lässt man diese Vorgehensweise völlig ausser Acht und unterzieht alle Armaturen einer Begutachtung während eines geplanten Stillstandes. Dabei spielt es keine Rolle, wie hoch der Beanspruchungsgrad und somit der Verschleiss der Armatur tatsächlich ist. Dies verursacht unnötige Kosten und kann die Dauer des Stillstandes unnötig verlängern. Das Unternehmen Askia GmbH setzt in Zusammenarbeit mit Masoneilan neue Massstäbe auf dem Gebiet der Instandhaltung. Eine kontinuierliche Zustandsüberwachung während des Betriebs gibt Aufschluss über den Grad des Verschleisses der Armatur wieder. Es wird die tatsächliche Beanspruchung der Armatur überwacht. Daraus resultierend erfolgt die Beurteilung, ob eine Revision erforderlich ist. Durch die Einschätzung kann man auf die Revision wenig beanspruchter Armaturen verzichten und sich stattdessen auf die höher beanspruchten konzentrieren.

Software für die Zustandsüberwachung Realisiert wird die Zustandsüberwachung über eine eigens für diesen Zweck entwickelte Software, die auf alle gängigen Prozessleitsysteme aufgesetzt wird. Dabei werden nur Daten gesammelt, ohne in den Prozess einzugreifen. Es können Daten aller pneumatisch angetriebenen Regelarmaturen ausgewertet werden, die mit digitalen Stellungsreglern nach HART oder Foundation Fieldbus angesteuert werden. Armaturen mit einem herkömmlichen Stel6/2018

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lungsregler können begrenzt ausgewertet werden. Der Zustand einer Armatur wird anschaulich mittels Ampelanzeige in grün, gelb und rot dargestellt. Somit können kritische Armaturen schon während des Betriebes frühzeitig erkannt werden. Dies ermöglicht die Einleitung von Massnahmen, bevor die Armatur ausfällt und zu einem ungeplanten Anlagenstillstand führt. Des Weiteren werden die Daten automatisch gesammelt und analysiert, sodass anhand des dargestellten Trends eine Entscheidung getroffen werden kann, die Armatur während des nächsten Stillstandes zu öffnen oder nicht. Viele Anlagenbetreiber haben die Steuerung der Regelarmaturen bereits auf digitale Stellungsregler umgerüstet. Jedoch wird das Potenzial durch diese Modernisierung bei weitem nicht genutzt. Der vorbeugen-

den Instandhaltung gehört die Zukunft. Hier muss ein Umdenken stattfinden, um sich die neue Technologie und die daraus ergebenden Möglichkeiten zu Nutze zu machen. Minimierte, ungeplante Anlagenstopps und reduzierte, geplante Anlagenstillstandzeiten bergen ein enormes Potenzial an Kostenersparnissen. Zudem wird die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit der Anlage signifikant erhöht.

Herstellerunabhängige Automatisierung Absperrklappen und Kugelhähne diverser Anbieter werden in der eigenen Servicewerkstatt auch herstellerunabhängig automatisiert und mit pneumatischen oder elektrischen Antrieben ausgestattet. Mit der kürzlich erfolgten Sortimentserweiterung hat Askia nun auch Steuer- und Regel-

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organe für «Auf-Zu-Anwendungen» und den Steuer- und Regelbetrieb im Programm. Dadurch bedingt, dass Askia unabhängig agiert, können alle gängigen Spezifi kationen bedient werden. Kurzum wurde die Reichweite des Programms derart angepasst, dass entsprechende Produkte für sämtliche anspruchsvolle Prozesse zur Verfügung stehen.

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Komplettlösung in Indien installiert

Pulververarbeitung im Isolator Für ein führendes globales Pharmaunternehmen in Indien, das sich auf qualitativ hochwertige Medikamente spezialisiert hat, stellte Dietrich Engineering Consultants SA (DEC) kürzlich eine gut durchdachte Komplettlösung für die sichere Handhabung und Eindämmung von hochwirksamen pharmazeutischen Substanzen (HPAPIs) bereit.

Bilder: DEC SA

Die von Dietrich Engineering Consultants SA für ein global tätiges Pharmaunternehmen in Indien bereitgestellte Komplettlösung basiert auf dem Powder Transfer System (PTS) in Kombination mit zwei Isolatoren. Der eine wurde spezifisch zur Filtertrocknerentleerung mit integriertem Abfüll- oder Mahlvorgang konzipiert. Der zweite Isolator dient zur Dosierung und Abfüllung der Pulver in Fässer. Die Ausführung der gelieferten Anlagen entspricht den strikten Anforderungen zur Herstellung pharmazeutischer Wirkstoffe entsprechend den cGMP Vorgaben. Sie erlauben eine sichere Prozessführung unter Einhaltung der vorgeschriebenen Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) der Stoffkonzentration in der Luft von 0,3 µg/m3 (zeitgewichteter Durchschnitt bei 8-stündiger Exposition).

Patienten- und Anlagenbetreiberschutz

High Containment Lösung: links Pack-Off Einheit mit PTS/DosiValve und rechts die Einheit für die Filtertrockner-Entleerung

Neue Medikamente sind bei sehr niedrigen Dosen wirksam. Sie sind daher nicht nur für den Patienten, sondern auch für den potentiell exponierten Anlagenbetreiber während des pharmazeutischen Produktionsprozesses höchst aktiv.

In Übereinstimmung mit den geltenden Sicherheitsvorschriften ist es daher wichtig, alle Massnahmen zu ergreifen, um die Ausbreitung hochaktiver Substanzen zu begrenzen. Die Höhe des erforderlichen Containments wird durch die pharmakologische Wirksamkeit des zu behandelnden Produkts bestimmt. In der pharmazeutischen Industrie werden die AGW auf der Grundlage des No Observable Effect Level (NOEL), also der höchsten Dosis eines Stoffes, die keine erkennbare toxische Wirkung hat, sowie zusätzlicher spezifischer Faktoren für die Dauer der Exposition oder die Schwere der negativen Auswirkungen berechnet. Diese Werte sind in den weit verbreiteten Occupational Exposure Bands (OEB) kategorisiert. Stoffe mit

Sichere Pulververarbeitung in Indien.

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hohen und sehr hohen pharmakologischen und toxischen Wirkungen fallen in die Kategorien OEB 4 (< 10 µg/m3) und OEB 5 (< 1 µg/m3), für die die Industrie zunehmend Isolatoren als geeignete Schutzsysteme einsetzt.

Lösung mit hohem Containment Das Anwendungsbeispiel in Indien weist einen Filtertrockner-Entleerungsisolator mit integrierter Probenahme, Abpackfunktion, Mahlkammer und anschliessender PTS-Förderung zu einem Pack-Off-Isolator auf. Das vom Filtertrockner entleerte Produkt mit einer Mindestzündenergie (MZE) von weniger als 10 mJ (ATEX, Zone 1) gelangt direkt in die obere Mahlkammer des 6/2018

VERFAHRENSTECHNIK

mit Unterdruck betriebenen Isolators. Dieser bietet hohes Containment und somit optimale Sicherheit bei der Aufnahme der aktiven Wirkstoffe. Das meiste Pulver wird durch das Rührwerk des Filtertrockners entleert. Verbleibendes Pulver kann manuell mit einem Rechenwerkzeug aus dem Filtertrocknerauslass entfernt werden. Die vordere Zugangstür kann zur Wartung und Reinigung des Filtertrockner-Auslassstutzens hochgeklappt werden und ist mit vier Handschuhöffnungen versehen. Ein mit dem Filtertrockner gekoppeltes Handschuh-Schutzsystem gewährleistet, dass der Zugang nur dann möglich ist, wenn sich Druck und Rührwerk in einem sicheren Zustand befinden. In diesem Isolator wird das Produkt gemahlen und gelangt danach in einen Saugschuh, von wo es über eine Transferdistanz von 10 m via PTS in den zweiten Isolator zwecks Fassbefüllung überführt wird. Alternativ kann das Material direkt mittels eines Endlosliner-Befüllkopfs in Säcke abgefüllt werden. Diese Befüllvorrichtung ist in der unteren Kammer angeordnet und mit der oberen Kammer verbunden.

Sicherer Pulvertransfer und Dosierung Das PTS, das sowohl Vakuum als auch Druck nutzt, eignet sich für den Einsatz in ATEX-Bereichen. Es wird direkt auf dem zu beschickenden Gerät installiert. Ausgestattet mit einer austauschbaren CIP-Abdeckung mit integriertem Flüssigkeitsabscheider kann das Gerät einschliesslich der Filtermembran ohne Demontage von Komponenten an Ort und Stelle gereinigt oder sterilisiert werden. Das PTS funktioniert für alle Pulver, unabhängig von deren Eigenschaften, sogar solchen, die extrem fein, klumpig oder lösungsmittelfeucht sind. Das System schliesst Zündquellen aufgrund der geerdeten, leitenden Komponenten und des Fehlens beweglicher Teile, die mechanische Zündfunken erzeugen könnten, aus. Sein pneumatischer Betrieb erfordert keine Stromquelle oder Motoren, wodurch elektrische Funken und heisse Oberflächen, oftmals auch Ursachen von Zündquellen, vermieden werden. Die elektrostatische Entladung, die einzige verbleibende potentielle Zündquelle, wird 6/2018

Die von der Firma Dietrich Engineering Consultants SA in Indien installierte Kompaktanlage weist einen Filtertrockner-Entleerungsisolator mit integrierter Probenahme, Abpackfunktion, Mahlkammer und anschliessender PTS-Förderung zu einem Pack-Off-Isolator auf.

aufgrund der hohen Pulverbeladung durch Dichtstrom vermieden. Das übliche Verhältnis von Pulver zu Luft ist mehr als 100 : 1, was deutlich über der oberen Explosionsgrenze der meisten Pulver liegt. Aufgrund der geringen Fördergeschwindigkeit wurde berechnet, dass nicht genügend Energie zur Bildung einer elektrostatischen Entladung erzeugt wird und Pulver mit einer MZE unter 1 mJ sicher gefördert werden können. Mit dem integrierten Dosierorgan DosiValve kann eine präzise Dosierung bis in den Grammbereich erreicht werden. Typische Fliess- und Präzisionsprobleme bei der Verwendung von Dreh- oder Vibrationsventilen im Einsatz von sehr feinen oder klebrigen Pulvern können mit DosiValve gemeistert werden. Viele Pulver werden aus Puffertanks abgewogen. Ein weiterer Vorteil der Kombination PTS / DosiValve besteht darin, dass der Körper selbst als Speicher dient.

Fassbefüllung im Isolator Für den Arbeitsschritt der Fassbefüllung wurde dieser Isolator mit einer kontinuierlich arbeitenden Fassbefüllstation und einer Rollenbahn auf Wägezellen versehen.

Ein selbstreinigendes Belüftungsfiltersystem mit Liner-Kollaps-Funktion entlüftet die Füllstation bei der Pulverfüllung. Hohes Containment wird durch die Verwendung einer Luftschleuse für den Materialein- und -auslass aufrechterhalten. Beide Isolatoren wurden in Übereinstimmung mit cGMP-Standards hergestellt. Sie weisen eine vollständig geschweisste Konstruktion mit abgerundeten Ecken im Inneren der Kammern auf, um glatte Oberflächen für eine einfache Reinigung bereitzustellen. Beide Isolatoren verfügen über ein Wash-InPlace-System (WIP), welches aus handbetriebenen Sprühpistolen und zusätzlichen Sprühkugeln in der oberen Kammer besteht. Die Luftqualität wird durch HEPA-Filter (High Efficiency Particulate Air) aufrechterhalten.

Kontakt Dietrich Engineering Consultants SA Z. I. Larges Pièces A P. O. Box 9 CH-1024 Ecublens +41 21 694 20 40 info@dec-group.ch www.dec-group.net

VERFAHRENSTECHNIK

FT-NIR Spektrometer

Analytische Fragestellungen konfigurieren

Im MPA II werden nur modernste optische Bauteile verwendet, die eine herausragende Leistung und Präzision garantieren. Das Herz des Spektrometers besteht aus einem durch einen Festkörperlaser permanent justiertes RockSolid-Interferometer, das mit goldbeschichteten Retroreflektoren für gleichbleibend hohe Qualität, weniger Ausfallzeiten und höchste Stabilität steht. Die dauerhafte Justierung ermöglicht gleichbleibend gute Resultate – eine wichtige Voraussetzung für den erfolgreichen Kalibrationstransfer und für kleinste Nachweisgrenzen. Hochempfindliche InGaAs-Detektoren sorgen mit ihrem linearem Ansprechverhalten über den gesamten Wellenlängenbereich für höchste Genauigkeit und Reproduzierbarkeit. Eine langlebige Lichtquelle sorgt für eine verbesserte Robustheit und reduziert die Wartungskosten. Die Wahl der optimalen Messmethode ist entscheidend bei der Lösung Ihrer analytischen Fragestellung. Das MPA II ist die Komplettlösung für Ihre täglichen QA/ QC-Aufgaben, aber auch für die anspruchsvolle Methodenentwicklung. Die Möglichkeiten sind nahezu unbegrenzt und mit der Wahl der richtigen Messmethode ist jedes analytische Problem innert kürzester Zeit gelöst. Flüssigkeiten können im Probenraum in Transmission mit Einwegvials oder Küvetten, aber auch direkt im Behälter mit faseroptischen Sonden vermessen werden. Die

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Bild: Bruker Optics GmbH

Das MPA II ist ein leistungsstarkes FT-NIR Spektrometer, das für die Entwicklung anspruchsvoller Kalibrierungen für Labor- oder Prozessanforderungen konzipiert wurde, gleichzeitig aber auch als ein einfach zu verwendendes QA/QC-Instrument für Routinearbeiten genutzt werden kann. Mit seiner modularen Technologie kann es je nach analytischer Fragestellung individuell konfiguriert werden.

Das leistungsstarke FT-NIR Spektrometer MPA II wurde für die Entwicklung anspruchsvoller Kalibrierungen für Labor- oder Prozessanforderungen konzipiert. Es kann individuell konfiguriert werden.

Zusammensetzung pharmazeutischer oder chemischer Bulkwaren kann mit Hilfe faseroptischer Sonden analysiert werden. Je nach Bedarf können diese für die Messung auch in Vials abgefüllt und auf der Integrationskugel gemessen werden. Hergestellte Tabletten können mit Hilfe einer externen Transmissionseinheit und dem automatischen gesteuerten Probenrad analysiert werden. Feste oder pastöse Lebensmittelprodukte können mit der Integrationskugel oder mit Hilfe der externen Transmissionseinheit geprüft werden. OPUS ist eine einfach zu bedienende, aber leistungsstarke All-in-One-Spektroskopie-Software, die das MPA II in jeder Hinsicht unterstützt. Es enthält die umfassende Sammlung von Mess-, Verarbei-

tungs- und Auswertfunktionen und kann vollständig an die Anforderungen eines jeden Benutzers angepasst werden. Innert kürzester Zeit lassen sich Methoden erstellen und nach erfolgter Messung werden die Analyseergebnisse der Auswertmethode unmittelbar dargestellt.

Kontakt Bruker Optics GmbH Industriestrasse 26 CH-8117 Fällanden +41 44 825 98 37 optics.ch@bruker.com www.bruker.com

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VERFAHRENSTECHNIK

Tensidlösungen

Instrument zur Analyse oszillierender Tropfen Krüss präsentiert ein neu entwickeltes Messinstrument für die Grenzflächenrheologie, den Drop Shape Analyzer – DSA30R. Das Gerät erfasst die Änderung der Ober- oder Grenzflächenspannung (OFS/GFS) im Zuge der Deformation einer der Phasengrenze.

In der Praxis kommt es zu Deformationen immer dann, wenn tensidhaltige, mehrphasige Stoffgemische wie Schäume oder Emulsionen hergestellt, verarbeitet oder befördert werden – mit unterschiedlichen Auswirkungen auf deren Stabilität. Das von der Firma Krüss entwickelte Messinstrument DSA30R gibt wissenschaftliche Parameter an die Hand, um dynamische Grenzflächenvorgänge zu beschreiben und das Stabilitätsverhalten zu optimieren. Interessant ist der Einsatz etwa für die Lebensmittel- oder Kosmetikindustrie sowie für die tertiäre Erdölförderung.

Elastizität und Viskosität der Grenzfläche

Bild: Krüss GmbH

Das grundlegende Messprinzip des DSA30R, die Bildauswertung eines an einer Nadel hängenden Tropfens (Pendant Drop), ist eine schon länger von Krüss genutzte, elegante Messmethode für die GFS/OFS. Die

Ein neuentwickeltes Messinstrument für die Grenzflächenrheologie, der Drop Shape Analyzer DSA30R von Krüss erfasst die Änderung der Ober- oder Grenzflächenspannung (OFS/GFS) im Zuge der Deformation einer der Phasengrenze.

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wesentliche Leistung des neuen Instruments besteht darin, die Tropfenoberfläche durch äusserst präzise Steuerung des Dosiervorschubs zyklisch und exakt sinusförmig zu verändern. Die GFS/OFS wird abhängig von der Oberflächenänderung gemessen und verläuft bei tensidhaltigen Proben ebenfalls sinusförmig. Aus der Auswertung resultieren der Elastizitätsmodul E‘ und der Viskositätsmodul E‘‘. E‘ geht mit der Änderung der Oberflächenkonzentration des Tensids durch die Dehnung und Stauchung einher; E‘‘ gibt die zeitliche Änderung der GFS/OFS durch Diffusion und Grenzflächenadsorption des gelösten Tensids wieder.

Schnelle Messdurchführung mit hoher Wiederholbarkeit Bisher lag es vor allem an aufwändigen Versuchsabläufen mit entsprechend geringem Probendurchsatz, dass trotz der aufschlussreichen Ergebnisse die Grenzflächenrheologie noch nicht im grossen Stil in der Forschung und Entwicklung eingesetzt wurde. Mit vielen Vereinfachungen des DSA30R bei der Vorbereitung und Messung bis hin zur Auswertung sollte sich das jetzt ändern. Die Probe wird in eine handelsübliche Glasspritze gefüllt, die mit wenigen Handgriffen eingesetzt und vollautomatisch an den Dosiervorschub gekoppelt wird. Luftblasen im Dosiersystem, die bei der Grenzflächenrheologie in der Vergangenheit eine häufige Fehlerquelle waren, lassen sich beim DSA30R bequem vermeiden. Den gesamten Messablauf, von der Dosierung des Tropfens über die definierte Schwingung des Volumens bis hin zur Ausgabe der Ergebnisparameter, steuert ein einfach zu erstellendes Automationsprogramm der Advance-Software. Durch das Wegfallen vieler manueller Schritte und

die genaue Vorgabe aller Dosier- und Oszillationsparameter ist für optimale Wiederholbarkeit und benutzerunabhängige Resultate gesorgt.

Analyse verschiedener Zweiphasensysteme Das DSA30R ermöglicht Tropfenanalysen in Luft zur Messung der OFS oder in einer umgebenden Flüssigkeit für die GFS. Der Tropfen kann auch aufsteigend in einer schweren Phase untersucht werden, um etwa Rohöl oder Asphaltenlösungen in wässriger Umgebung zu untersuchen. Der grosse Frequenzbereich von 0,001 bis 20 Hz für die Tropfenschwingung erlaubt Analysen von extrem langsamen bis hin zu sehr schnellen Grenzflächenvorgängen. Um den Einfluss der Temperatur zu untersuchen oder Messungen an höherviskosen Systemen zu erleichtern, wird die Spritze für Messungen bis 70 °C in einen temperierbaren Mantel eingebettet, wobei die umgebende Phase ebenfalls temperiert werden kann. Die Software Advance für das DSA30R liest Daten des präzisen Sensors aus und dokumentiert den Temperaturverlauf während der gesamten Messung. Alternativ zum DSA30R als vorkonfiguriertes Messinstrument ist auch das Oscillating-Drop-Module – ODM für die Grenzflächenrheologie als Zubehör erhältlich, um den Funktionsumfang bestehender Messsysteme zu erweitern. Kontakt Krüss GmbH Borsteler Chaussee 85 D-22453 Hamburg +49 40 514 401 30 info@kruss.de www.kruss-scientific.com

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VERBANDSSEITE

■ Infostelle SCV Schweizerischer Chemieund Pharmaberufe Verband Postfach 509 CH-4005 Basel Mobile +41 79 688 08 91 info@cp-technologe.ch www.cp-technologe.ch

■ Präsident ■ Höhere Fachprüfung ■ Termine Kurt Bächtold alle Termine online Chemietechnologe Siegfried AG, Daniel Müller Bodenackerstrasse 15F anschauen: Untere Brühlstrasse 4 CH-4334 Sisseln www.cp-technologe.ch CH-4800 Zofingen Telefon +41 56 619 52 52 Telefon +41 62 746 10 71 praesident@cp-technologe.ch weiterbildung@cp-technologe.ch

SEKTION OBERWALLIS Protokoll der Generalversammlung vom 26. Januar 2018 (gekürzte Fassung, Vollversion ist im Internet unter www.cptechnologe.ch verfügbar)

den und Antonio DiLisi als Stimmenzähler vorgeschlagen und einstimmig gewählt.

1. Begrüssung Der Präsident Stephan Zenklusen begrüsst um 18.35 Uhr alle anwesenden Berufskollegen und die Berufskollegin der Sektion Oberwallis zu der 47. Generalversammlung. Einige Mitglieder haben sich entschuldigt. Eine besondere Beachtung kommt den Lehrabgängern Patrick Vogel, Marc Millius und Basil Imoberdorf als Preisträger zu. Zudem begrüsst Stephan im Besonderen den ZV Präsidenten Patrick Merkofer und ZV Mitglied Erwin Venetz sowie Melanie Andenmatten, die als einzige Frau anwesend war. Der Präsident liest die Traktanden vor und weist darauf hin, dass diese aufliegen.

4. Protokoll vom 27.01.2017 Das Protokoll der letztjährigen GV 2017 wird von der Versammlung einstimmig genehmigt. Gedruckte Exemplare liegen auf. Ebenfalls einstimmig angenommen wird der Entscheid, das Protokoll nach dem Erstellen im Internet der Verbandswebseite www.cp-technologe.ch zu veröffentlichen.

2. Erstellen der Präsenzliste An der 47. Generalversammlung vom 26. Januar 2018 nahmen 31 stimmberechtigte Mitglieder der SCV Sektion Oberwallis teil. 3. Wahl des Stimmenzählers Nach dem eintragen in die Präsenzliste werden Raoul Imbo46

5. Jahresbericht des Präsidenten An der GV im Januar 2017 trat Gsponer Rinaldo von seinem Amt als Präsident zurück. Er nahm das Amt Sportanlässe und interne Besichtigungen von Zenklusen Stephan, der die Nachfolge als Präsident antrat. In der GV am 27. Januar durfte ich die gut geführte Sektion Oberwallis von Rinaldo übernehmen. Wir verzeichneten einen Zuwachs von sieben Personen und zählen nun 206 Mitglieder. Bei den Finanzen konnte ebenfalls ein leichter Zuwachs verbucht werden. Neben den positiven Zahlen ehrten wir

die drei besten Lehrabgänger und acht Mitglieder, die mehr als 35 Jahre Mitgliedschaft haben. Es war eine ganz besondere Ehre, als wir Zenhäusern Meinrad als Gründungsmitglied mit 46 Jahren treuer Vereinsarbeit auszeichnen durften. Die erste Vorstandssitzung fand im Februar statt. Neben dem Jahresprogramm konnten wir noch einige wichtige Themen und Pendenzen aufnehmen: Nachfolgeregelung des bestehenden Vorstands sichern, vakante Position der Lehrlingsbeisitzer des 2. Lehrjahrs wiederbesetzen, Jubilare 2018, fünfzigjähriges Jubiläum im Jahr 2020 sowie neue Kommunikationswege beim Vorstand und den Lehrlingsklassen. In der zweiten Vorstandssitzung im Herbst, wurden die oben erwähnten Punkte weiter behandelt. Die vakante Position bei den Lehrlingsbeisitzern des 2. Lehrjahrs wurde wiederbesetzt. Wir konnten auch einen weiteren Interessenten für die Vorstandsarbeit gewinnen. Das Projekt «Kommunikation» soll zusammen mit den Lehrlingsbeisitzern im Jahr 2018 in Angriff genommen werden. Die restlichen Pendenzen lie-

gen ebenfalls gut im Zeitplan und sind in Arbeit. Weiter wurden auch die GV Vorbereitung, die Terminfindung 2018, Austritte und die Jubilare thematisiert. Im November stand gemeinsam mit ZV Venetz Erwin der Besuch der Klausur in Izlingen an. Der Einblick in den Hintergrund einer Dachorganisation war sehr interessant. Trotz der vielen Abkürzungen und Wortmeldungen durfte ich einige Pendenzen und Informationen aufnehmen. Zu den wichtigsten zählen hierbei: Wahl eines neuen Präsidenten im ZV an der Delegiertenversammlung, SCVApp für Smartphone, Änderungen bei der HFP, schweizerische Einstufung des Berufes CPT, Aufbau des EBA Berufes CPP. Auch im Jahr 2017 konnten wir einige interessante Aktivitäten durchführen: Skitag in Zermatt, die Exkursion im Mai führte nach Wimmis und Kandersteg inklusive der Besichtigung der Firma Bartec und der Besuch des Tropenhauses Frutigen. Der traditionelle Familientag in der Alba unterhalb von Bürchen fand im Spätsommer statt. Der 6/2018

erfreuliche Zuwachs von Familien mit Kindern, die vermehrt am Familientag teilnehmen, ist ein besonderer Mehrwehrt. Aus organisatorischen Gründen konnten wir die interne Besichtigung erst anfangs Dezember durchführen. Getreu dem Motto «Back to the Roots» besichtigten wir den Chemikanten Lehrbetrieb im Lonza Werk. Venetz Erwin führte uns durch den Betrieb und stellte uns die neue Bildungsverordnung vor. Geduldig beantwortete er die Fragen der Teilnehmer und führte weiter aus, was noch unklar war. Das Vereinsjahr im Jahr 2017 endete mit dem gemeinsamen Vorstandsnachtessen am 29. Dezember im Restaurant Baltschiederbach. Der Vorstand durfte in diesem Jahr die Delegierten, Revisoren, Lehrlingsbeisitzer und ZV Mitglied Erwin einladen. Wir als Sektion wollen weiter aktiv bleiben, weiterhin abwechslungsreiche Ausflüge und Besichtigungen durchführen. Den Berufsgedanken im Focus behalten und aktiv an der Mitgestaltung des Chemie- und Pharmaberufe Verbands tätig sein. Schwerpunkte im kommenden Jahr sind: Die Beteiligung an den Anlässen, Aufbau neuer Vorstandsmitglieder bis Wahljahr 2019/21, Share-Point-Seite, Aktivierung Lehrlingsbeisitzer mit den Jahrgangsklassen und Konzept der «Rekrutierung von Lehrabgängern». Den Jahresbericht des Präsidenten verdankt die GV mit einem grossen Applaus.

Mutationen entgegengenommen werden. Zum Zeitpunkt der Generalversammlung zählt unsere Sektion 198 Mitglieder. Das bedeutet eine Abnahme von acht Mitgliedern. Der CVO zählt 45 Mitglieder davon 3 Freimitglieder; SCV 153 davon 118 Aktivmitglieder und 11 Freimitglieder; Auszubildende: 35 als Freimitglieder. Im Jahr 2018 haben leider 19 Personen als Mit- und Freimitglieder den Austritt eingereicht. Zudem verstarb mit René Schraner leider ein langjähriges Vereinsmitglied.

6. Mutationen Anschliessend erstattet Stephan Zenklusen der Generalversammlung Bericht über die Vereinsmutationen. Im Vereinsjahr 2018 konnten wiederum Neumitglieder gewonnen werden, doch mussten auch ein paar

Bild: Kommunikation Lonza Visp

VERBANDSSEITE

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7. Kassa- und Revisorenbericht Der Kassier Wyer Michael liest den Kassabericht 2017 vor. Die Vereinskasse schliesst am 11.01.2018 mit einer kleinen Vermögenszunahme ab. Die beiden Revisoren Leander Stoffel und Daniel Rosenkranz kontrollierten die tadellos geführte Buchführung und empfehlen der Versammlung, die

Jahresrechnung zu genehmigen. Diese wird einstimmig angenommen. 8. Budget Das Budget ist in etwa gleich wie in den Jahren zuvor und weist keine nennenswerten Abweichungen auf. Mit den Mitgliederbeiträgen und den Subventionen des SCV für die Publikationen im Verbandsorgan «ChemieXtra» und auf der Webseite wird wiederum versucht, die laufenden Kosten im Griff zu halten. 9. Festsetzung der Mitgliederbeiträge Die Festsetzung der Mitgliederbeiträge wurde von der Versammlung unverändert einstimmig angenommen. Somit gilt nach wie vor: Mitglieder SCV: CHF 70.–. 10. Wahlen Bei den Wahlen gibt es für die Versammlung zu berichten,

dass Bojan Pavlovic als Beisitzer des Vorstands zugesagt hat. Er wird sich während dem Jahr in die Vorstandsaufgaben einarbeiten, um ein Amt bei der Nachfolgeregelung für das Wahljahr 2019 einzunehmen. Dies wurde im Vorstand so besprochen und als Vorschlag der Generalversammlung vorgetragen. Der Vorschlag wird einstimmig angenommen und mit Applaus bestätigt. Die Vorstandsmitglieder Wyer Michael, Juon Orlando und Salzmann Fredy haben beschlossen ihr Amt bis zur nächsten Wahlperiode weiterzuführen. Auch dies wird von der Versammlung mit Applaus einstimmig angenommen. Berchtold Helmut hat als Delegierter seine Demission eingereicht. Adolf Schmidhalter meldet sich auf Anfrage für eine Neuwahl und übernimmt das Amt. Die Zusage wird von der Generalversammlung mit Applaus bedankt und genehmigt.

VERBANDSSEITE

Die restlichen drei Delegierten Schwery Marco, Williner Martin und Ruppen Sascha haben sich zur Wiederwahl für weitere zwei Jahre gestellt. Auch diese Wiederwahl wird von der Generalversammlung einstimmig angenommen. Die beiden Revisoren Stoffel Leander und Rosenkranz Daniel haben sich ebenfalls für eine weitere Periode zur Wiederwahl gestellt und werden einstimmig angenommen. 11. Verschiedenes Das Jahresprogramm wird wiederum im März 2018 mit den Einzahlungsscheinen zusammen an die Mitglieder verschickt. Zudem wird das Jahresprogramm auf der SCV Web seite veröffentlicht. Der diesjährige Familientag wird am 6. Oktober 2018 im Waldhaus Alba stattfinden. Als Exkursionen hat Orlando bereits Vorarbeit geleistet und

informiert die Generalversammlung darüber, dass am 23. März 2018 ein Besuch der A9 geplant ist. Der diesjährige Sportanlass findet als Skitag mit Juon Orlando in Zermatt statt. Als Termin wurde der 14. April 2018 gewählt. 12. Ehrungen Im Traktandum «Ehrungen», werden die Namen der Preisträger der Abschlussklasse 2017 vorgelesen. Hierbei wurden Patrick Vogel im 1. Rang, sowie Marc Millius im 2. Rang und Basil Imoberdorf im 3. Rang als beste Chemie- und Pharmatechnologen nominiert. An der GV wird allen drei anwesenden Preisträgern von Stephan Zenklusen eine Urkunde und eine Anerkennung für die ausgezeichnete Leistung übergeben. Auch die Versammlung würdigt die Leistung der Vereinskollegen mit einem jubelnden Applaus.

Nach 47 Jahren Vereinsgeschichte gibt es natürlich auch einige Mitglieder, die auf eine langjährige Mitgliedschaft zurückblicken können. Somit haben wir im Vorstand beschlossen alle Mitglieder, die 35 Jahre und länger als Mitglied im Verein sind zu ehren. Jubilare in diesem Jahr sind Rene Albert, Arthur Berchtold, Mario Furrer und Leander Venetz. Leider konnte keiner der Jubilare an der GV teilnehmen. Somit wird ihnen ein kleines Präsent zugeschickt. Bei den sonstigen Ehrungen wird Patrick Merkofer und Venetz Erwin für ihren würdigen Einsatz eine Flasche Wein überreicht. 13. Wortmeldungen Stephan Zenklusen übergibt das Wort an Patrick Merkofer, der uns über die Vorkommnisse im Zentralvorstand informiert. Dieser bedankt sich im Namen vom

Zentralvorstand beim Vorstand für die sehr gute Arbeit und den Mitgliedern für die Unterstützung des Verbands. Zudem gibt er der Generalversammlung einen kurzen Überblick über die Aktivitäten des Zentralvorstands. Die GV verdankt den Redner mit einem grossen Applaus, anschliessend übergibt Patrick das Wort an Venetz Erwin. Venetz Erwin informiert über die Themen der Berufsbildung (Anmerk. d. Red.: es wurde hier bereits darüber berichtet). Die GV verdankt sich ebenfalls mit einem grossen Applaus für die Wortmeldung. Der Präsident schliesst die Generalversammlung 2017 um 19.38 Uhr und wünscht allen Anwesenden einen guten Appetit.

Der Aktuar Fredy Salzmann, Februar 2018

SEKTION FRICKTAL Besichtigung Zweifel Chips Schweiz, wenn es um Kartoffelchips geht. Was es dazu be-

Foto: Zweifel Pomy-Chips AG

Das muss krachen! Zweifel Chips ist die Nummer Eins der

nötigt wollen wir gemeinsam analysieren! Unser Rundgang befasst sich mit der Geschichte, der Technik, den Herstellprozessen und selbstverständlich auch mit dem Endprodukt. Kostproben werden wir uns zum Ende der Besichtigung zu Gemüte führen dürfen. Tauche mit uns ein in einen geschmacks- und erlebnisintensiven Vormittag! Details zum Anlass

Alles was es braucht, um die besten Chips herzustellen. Wir schauen hinter die Fassaden

Datum: Donnerstag, 27. September 2018

Zeit: 08.30 Uhr bis 11.30 Uhr Treffpunkt: Besucherparkplatz der Zweifel. Zweifelstrasse 5, Spreitenbach. Wer darf teilnehmen? Mitglieder des SCV aus allen Sektionen und Gäste. Was kostet es? Kostenlos für Mitglieder inkl. deren Familienangehörigen. Kostenlos für Partner des SCV. Kostenlos für Gäste. Gut zu wissen! Das Mindestalter der Teilnehmer ist 11 Jahre. Anmeldung: Dieter.brunner@dsm.com 6/2018

PRODUKTE

Nachhaltiges Bodensystem für Reinräume Werkstoffauswahl nach wissenschaftlich messbaren Kriterien – bei der Entscheidung über den Boden für ihr neues Produktionsgebäude Biotest Next Level (BNL) ist die Biotest AG in Dreieich ganz neue Wege gegangen. Die Wissenschaftler hatten eigens für das Projekt ein ganz neues strukturiertes Evaluationsverfahren für «Nachhaltige Bodensysteme im Reinraum» entwickelt, mit dem Ziel, Ausfallzeiten zu reduzieren, Unterhalts- und Wartungsaufwand zu optimieren und die Lebenszykluskosten nachhaltig zu senken. In der Folge prüften sie unterschiedliche Bodenmaterialien verschiedener Hersteller und stellten nach abschliessender Analyse ein Ranking auf, bei dem Nora-Böden ganz vorne lagen.

los entfernt werden. Auch Kratzer auf einer durch den Prozess beanspruchten Oberfläche sind nach einer Pad-Anwendung verschwunden. Bei Bedarf können Norament-Kautschukfliesen aber auch ganz ausgetauscht werden, was bei mineralischen oder harzgebundenen Systemen in der Regel nicht möglich ist.

Aufgrund ihrer extrem dichten, geschlossenen Oberfläche sind Bodensysteme aus Kautschuk äusserst verschleissfest. Zudem lassen sie sich leicht und wirtschaftlich reini-

gen und vollständig desinfizieren. Ein weiterer Vorteil: Sollte es doch einmal zu einer Beschädigung des Bodens gekommen sein, können viele Verunreinigungen rückstands-

Nora Flooring Systems AG Gewerbestrasse 16 CH-8800 Thalwil +41 44 835 22 88 info-ch@nora.com www.nora.com/ch

Spezialsystem zur sicheren Gefriertrocknung von organischen Lösemitteln

Es ist gängige Praxis, die Gefriertrocknung nicht nur für wässrige Lösungen zu nutzen. Typische Beispiele sind HPLC-Fraktionen mit organischen und anorganischen

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Lösemitteln wie Acetonitril, TFA und anderen Alkoholen oder Produkten mit t-Butanol, DMSO etc. Hier setzen die neu entwickelten Systemkonfigurationen der Firma

Martin Christ Gefriertrocknungsanlagen GmbH an und bieten mit dem Alpha 3-4 LSCbasic-Lösemittelpaket konsequente Sicherheit. Da keine Zündquellen, wie zum Beispiel Pirani-Vakuumsensoren, Verwendung finden, ist ein hohes Mass an Sicherheit garantiert. Eingesetzte, hochwertige Materialien sorgen für eine hervorragende chemische Beständigkeit. Ein leistungsstarkes Highlight: Der innenliegende Kondensator mit einer Kondensatortemperatur von zirka –105 °C gewährleistet eine verbesserte Abscheidung. Das Alpha 3-4 Lösemittelpaket gibt es in zwei verschiedenen Systemkonfigurationen – zum einen mit Trockenrechen und Kolben und zum anderen mit Stellflächen und Kolben. Ein weiterer Paketbestandteil ist die Vakuum-Chemie-Hybridpumpe mit Filter.

Die Geräte sind mit der bedienerfreundlichen Steuerung LSCbasic ausgestattet. Die Steuerung besitzt einen farbigen, intuitiv bedienbaren Touch-Screen und garantiert durch automatische Prozessabläufe reproduzierbare Ergebnisse. Die Adolf Kühner AG ist langjähriger, offizieller Partner von Martin Christ Gefriertrocknungsanlagen GmbH und Ihr Ansprechpartner für Verkauf und Service von Alpha 3-4 LSCbasic und weiteren Laborgeräten.

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PRODUKTE

Multiphysikalische Modellierung und Simulations-Apps

Die Comsol Multiphysics GmbH gibt die Veröffentlichung der neuesten Ausgabe der Comsol-News bekannt. Das Magazin stellt Berichte von Simulationsexperten vor, die mit ihren Kollegen und Kunden gemeinsam an Lösungen arbeiten, die sowohl Unternehmens- als auch technische Entwicklungsziele erfüllen können. Dank der detailgetreuen multiphysikalischen Modelle für die von ihnen zu entwickelnden Produkte sowie einem gemeinschaftlichen Ansatz, verbunden mit den Möglichkeiten der Simulations-Apps, können die Ingenieure die Grenzen des technisch Machbaren erweitern und den Bedarf an physikalischen Prototypen reduzieren. Com-

sol-News 2018 berichtet darüber, wie die Erstellung präziser, digitaler Prototypen und der Einsatz von Simulations-Apps für führende Industrieunternehmen mittlerweile zur Standardherangehensweise geworden ist. In der Comsol-News 2018 finden sich mehr als ein Dutzend Artikel mit einem breitgefächerten Spektrum an Projekten, in denen multiphysikalische Modellierung und Apps über unternehmenseigene Portale zum Einsatz kamen. Zu den in den Artikeln behandelten Themen gehören biopharmazeutische Prozesse, Korrosionsminimierung in Multimaterialsystemen, Getriebeschmierung, Produktentwicklung im Automobilsektor, Technologiesprünge bei der Halbleiterfertigung, Verbesserung von Wasserqualität sowie die Entwicklung berührungsloser Magnetkupplungen. Das Online Magazin wird im PDFFormat veröffentlicht und kann unter https://www.comsol.ch/offers/ comsol-news-2018 eingesehen oder heruntergeladen werden.

Comsol Multiphysics GmbH Technoparkstrasse 1 CH-8005 Zürich +41 44 515 78 00 info@comsol.ch www.comsol.ch

Binder entwickelt hochmodernen Regler

Binder beweist sich einmal mehr als fortschrittlich. Nach dem regen Austausch mit erfahrenen Anwendern konnte der noch junge Touchscreen-Controller, den es im Bereich der Konstantklima- und auch der Wachstumsschränke gibt, weiterentwickelt werden. Der Regler ist ab sofort mit drei neuen Features in Neugeräten auf dem Markt; schon installierte Schränke können durch ein Software-Update auf den neuesten Stand gebracht werden. Neben den Konstantklimaschränken werden auch die Wechselklimaschränke in naher Zukunft mit dem übersichtlichen TouchscreenRegler erhältlich sein. Alle Geräteeinstellungen und Funktionen des Reglers sind einfach und intuitiv einzugeben oder aufzurufen. Die Frage ist nun, was kann der neue Controller noch zusätzlich? Und da fällt den Produktmanagern Harald Schädler und Dr. Jens Thielmann als Erstes der interne Datenlogger ein. Der Controller hat damit die Fähigkeit, alle

Messwerte über Jahre hinweg aufzuzeichnen. Die gespeicherten Daten lassen sich über den USB-Port auslesen, und zwar im offenen Format. Damit können weitergehende Analysen beispielsweise mit MS Excel durchgeführt werden. Die zweite Neuerung ist, dass im Problemfall durch den Regler ein Geräteselbsttest möglich wird. Mit den daraus resultierenden Daten kann der Service eine Ferndiagnose stellen und einen effektiven Serviceeinsatz vor Ort mit den notwendigen Ersatzteilen planen. Die logische Schlussfolgerung ist, es werden Zeit und Kosten gespart und der Techniker kann sich direkt auf das Problem einstellen und dieses beheben. Doch das ist nicht alles, der Regler verfügt auch noch über einen Betriebsstundenzähler. Und ist eine bestimmte Stundenanzahl erreicht, wird die Fälligkeit einer Wartung angezeigt. Damit muss sich der Kunde einmal mehr keine Gedanken machen.

Binder Central Services GmbH & Co. KG Im Mittleren Ösch 5 D-78532 Tuttlingen +49 7462 20 05 632 www.binder-world.com

Alles aus einer Hand für die 3D-Zellkultur

Die revolutionären Zellkultur-Kits erleichtern die Kultivierung von Zellen zu dreidimensionalen Strukturen. Die physiologischen Bedingungen solcher 3D-Kulturen kommen

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denen im Körper sehr nahe und erlauben daher aussagekräftige Ergebnisse beim präklinischen Wirkstoffscreening beispielsweise in der Krebsforschung. Huberlab bietet mit den Zellkulturgefässen und Microplatten mit zellabweisender Oberfläche eine optimale Plattform für die Nano3D-Technologie an. 90 Prozent aller Wirkstoffkandidaten für Krebsmedikamente scheitern aufgrund geringer klinischer Wirksamkeit oder starker toxischer Nebenwirkungen in der klinischen Phase, also zu einem sehr späten Zeitpunkt des Entwicklungsprozesses. Dreidimensionale In-vitro-Assays gelten als vielversprechender Ansatz

im Hochdurchsatz-Screening, um eine aussagekräftigere Beurteilung der Wirkstoffe bereits in einer frühen Entwicklungsphase zu ermöglichen. Um innovative Lösungen für die 3D-Zellkultur anzubieten, kooperiert Greiner Bio-One mit Nano3D Biosciences. Die Technologie des US-amerikanischen Unternehmens beruht auf der Magnetisierung von Zellen mittels Nanopartikeln, die sich an die Zellmembran anlagern. Durch den kurzzeitigen Einsatz von Magneten wird die Ausbildung von dreidimensionalen Sphäroiden oder Ringstrukturen initiiert. Ideale Kombination: Nano3D-Tech-

nologie und Cellstar-Gefässe mit zellabweisender Oberfläche. Cellstar-Zellkulturgefässe mit zellabweisender Oberfläche von Greiner Bio-One unterstützen das dreidimensionale Zellwachstum, indem sie ein adhärentes Zellwachstum auf der Oberfläche der Zellkulturgefässe unterbinden.

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