VERFAHRENSTECHNIK

Ein Lastwagen hält auf einer Hauptstrasse in Visp.

Ein Ersatz für Diesel

Treibstoff für Lastwagen: Dimethylether

Nutzfahrzeuge sollen in Zukunft weniger CO2 ausstossen und zugleich strengere Abgasgrenzwerte erfüllen. Viele Fachleute erwarten, dass es daher bald eng werden könnte für fossilen Diesel. Ein möglicher Alternativtreibstoff ist Dimethylether: Der leicht flüchtige Stoff lässt sich aus erneuerbarer Energie herstellen und verbrennt sehr sauber. Die Empa erforscht dieses neue Antriebskonzept mit einem speziellen Versuchsmotor.

Rainer Klose ¹

Eine Lastwagenflotte zu betreiben ist ein hartes Geschäft. Von Fernfahrerromantik ist wenig zu spüren, von starkem Wettbewerb und hohem Preisdruck dagegen viel. Immer strengere Umweltgesetze werden diesen Druck in den nächsten Jahren weiter verschärfen, hin zu geringerem CO2 Ausstoss und strengen Abgaswerten, besonders in Bezug auf Stickoxide (NO). Wenn LKW-Betreiber nicht auf die neuste Technologie setzen, haben sie in vielen Ländern erhöhte Mautgebühren oder Steuernachteile zu befürchten.

Batterien verursachen Probleme

Viele Nutzfahrzeug-Hersteller und -Betreiber ziehen nun alternative Antriebe in Betracht, um die Umweltverträglichkeit ihrer Flotte zu verbessern. Für Nutzfahrzeuge im Langstreckenbetrieb eignen sich Elektroantriebe jedoch kaum: Die Batterien wären zu schwer, die Ladezeiten zu lang und die erforderlichen Ladeleistungen zu hoch für einen konkurrenzfähigen Einsatz. Wasserstoff könnte dieses Problem lösen: Seit September 2020 rollen in der Schweiz die ersten Brennstoffzellen-Lastwagen von Hyundai im kommerziellen Versuchsbetrieb. Auch synthetisches Erdgas aus überschüssigem Ökostrom wird erforscht: Am Mobilitätsdemonstrator Move der Empa werden ab 2021 die ersten Erdgas-Lastwagen damit betankt. Doch es gibt noch eine weitere Alternative, der sich für Langstreckentransporte eignen würde und eine genauere Betrachtung verdient: Dimethylether. Die Chemikalie Dimethylether (DME) wird im Massstab von mehreren zehntausend Tonnen jährlich hergestellt. Der Stoff steckt als Treibgas in Spraydosen und ist Bestandteil von Kältemitteln in Kühlanlagen. Daneben ist DME als Zwischenprodukt in der chemischen Industrie weit verbreitet. Sein Vorteil: Es lässt sich kostengünstig und fast verlustfrei aus Methanol herstellen, dies wiederum ist mit Strom aus Solar- und Windenergie günstig darstellbar. DME bietet also die Chance, Lastwagen CO2-neutral fahren zu lassen.

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O L U T I O N S S N E W E R C O V D I S Y P H C H R O M A T O G R A L I Q U I D O R F

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Vorteile gegenüber Wasserstoff

Ein weiterer Vorteil: DME hat ähnliche Eigenschaften wie Flüssiggas. Es kann – anders als Wasserstoff – in günstigen Tanks unter geringem Druck in flüssiger Form befördert und aufbewahrt werden; auch die Technik für Tankanlagen ist kostengünstig, weltweit bekannt und bereits jahrzehntelang im Einsatz. Weil im Dimethylether Sauerstoff chemisch gebunden ist, verbrennt der Stoff noch dazu besonders sauber und mit geringer Russbildung.

Testobjekt: Lastwagenmotor

Schon in der Vergangenheit gab es Versuche mit Dimethylether als Treibstoff: Volvo Trucks führt seit 2013 in Schweden und in den USA Praxisversuche mit Experimental-Lastwagen durch, die mit DME betrieben werden. In Deutschland läuft seit 2016 ein Forschungsprojekt, koordiniert vom Ford Research and Innovation Center Aachen. Der Motor wurde bereits in einen Ford Mondeo eingebaut und erprobt. Nun wird die Empa, gemeinsam mit der FPT Motorenforschung AG Arbon, dem Politechnico di Milano, dem Schmierstoffhersteller Motorex und weiteren Partnern auf den bisher gewonnenen Erkenntnissen aufbauen. In einem Prüfstand der Empa-Abteilung Fahrzeugantriebssysteme ist seit Anfang Juli 2020 der Versuchsmotor in Betrieb, der fundierte Daten zu Brennverfahren, Effizienz und Umweltfreundlichkeit von DME im Nutzfahrzeugsektor liefern soll. «Wir kennen diesen Motor schon sehr gut», sagt Projektleiter Patrik Soltic. «Der Motorblock stammt von einem Cursor11-Nutzfahrzeugmotor des Herstellers FPT Industrial und dient uns bereits seit fünf Jahren für diverse Forschungsprojekte. In den vergangenen Monaten haben wir ihn zusammen mit unserem Partner FPT auf DME umgerüstet.» Das war nicht ganz einfach: Das leichtflüchtige DME besitzt im Gegensatz zu Dieseltreibstoff praktisch keine Schmiereigenschaften, was vor allem die Hochdruckpumpe des CommonRail-Einspritzsystems rasch zerstört hätte.

Betrieb ohne Additive im Treibstoff

Die Forscher wollen ihren Versuchsmotor mit reinem DME betreiben, ohne Zusatz von schmierenden Additiven, wie es bei früheren Projekten üblich war. Gemeinsam mit einem grossen europäischen Zulieferer wurde also eine neue, ölgeschmierte Common-Rail-Pumpe entwickelt. Zudem wurden die Ventile und Ventilsitzringe auf DME-taugliches Material umgerüstet. Auch ein elektrisch betriebener Kompressor für eine präzise Abgasrückführung kommt zum Einsatz. Schliesslich sind auch die Brennräume und das Verdichtungsverhältnis des ehemaligen Dieselmotors angepasst worden. Die neue Form der Brennräume wurde mithilfe von mathematischen Simulationen am Politechnico di Milano errechnet. Mitfinanziert wird das Forschungsprojekt vom Bundesamt für Energie (BFE).

Thomas Hilfiker von der Empa überprüft den Dieselmotor, der extra für die Studien umgerüstet worden ist.

Treibstoff aus der Ökofabrik

Dimethylether (DME), der Öko-Treibstoff für Selbstzündermotoren, lässt sich aus Wasserstoff und CO2 herstellen. Falls der eingesetzte Wasserstoff mit erneuerbarer Energie erzeugt und das CO2 aus der Atmosphäre entzogen wird, liessen sich Lastwagen praktisch ohne Emissionen von Treibhausgasen bewegen. Andreas Borgschulte von der Empa forscht mit seinem Team an chemischen Prozessen, mit denen sich DME möglichst effizient herstellen lässt. Als vielversprechend gilt die Methode der sorptionsunterstützten Katalyse: Die beiden Gase Wasserstoff und CO2 müssen dazu mit aktiven Kupferpartikeln in Kontakt kommen, um sich zu Methanol oder Dimethylether zu verbinden. Als Nebenprodukt entsteht Wasser. Zieht man nun das Wasser aus der Reaktionsmischung heraus, verschiebt sich das chemische Gleichgewicht in Richtung des Produkts. Anders gesagt: Erst dann entstehen die gewünscht grossen Mengen an Methanol und Dimethylether. Um das Wasser zu entfernen, nutzen die Forschenden Zeolith, ein Wasser absorbierendes Mineral. In Laborversuchen fand Borgschultes Team heraus, dass bei einer bestimmten Temperatur aus CO2 und Wasserstoff vor allem Dimethylether entsteht und nur eine vergleichsweise geringe Menge Methanol. «Die Herstellung auf diesem Weg ist also theoretisch möglich», sagt Borgschulte und gibt zu bedenken: «Leider ist das Verfahren im Moment noch nicht allzu ergiebig.» In einem nächsten Schritt müsste der chemische Prozess also noch verfeinert und geeignete Anlagen entwickelt werden. Erst dann lässt sich beurteilen, ob die DMEHerstellung mittels sorptionsgestützter Katalyse wirtschaftlich konkurrenzfähig ist. Die Forschungsarbeiten fanden in Kollaboration mit der Universität Zürich statt und sind Teil des Projekts «LightChEC».

Simulierter Autobahnbetrieb

«Nun wollen wir die Maschine mit dem neuen Treibstoff kennenlernen», sagt Soltic. Die Forscher beginnen dabei mit einem im Autobahnbetrieb üblichen Mittellast-Bereich, bei dem der Motor 100 kW Leistung liefern muss. «Dann modifizieren wir unter anderem den Zeitpunkt und den Druck der Einspritzung, schauen uns die Abgaswerte und den Treibstoffverbrauch an.» Der grosse Vorteil beim DME-Betrieb, sagt Soltic, sei die Chance, in fast allen Betriebszuständen einen sehr hohen Anteil Abgas in die nächste Füllung des Zylinders zu übernehmen, mittels der sogenannten Abgasrückführung (AGR). Diese Technik ermögliche es, viel NO einzusparen, was die Abgasreinigung hinter dem Motor entlastet und es erlaubt zukünftige, strengere Grenzwerte sicher zu erfüllen. Bei fossilem Diesel führen hohe Abgasrückführraten zu ansteigenden Partikelemissionen, dies ist bei DME nicht der Fall. Während der Testphase ziehen die Wissenschaftler immer wieder Proben des Motoröls, um chemischen Veränderungen auf die Spur zu kommen. Die Ergebnisse landen beim Projektpartner Motorex, der die Daten nutzt um ein neues, speziell auf den DME-Betrieb angepasstes Motoröl zu entwickeln.

Gemeinsame Forschung unter Konkurrenten

«Derzeit befinden wir uns noch in der präkompetitiven Phase der Forschungsarbeit», erläutert Soltic. Die Ergebnisse des Projekts sind teilweise öffentlich und werden unter den Wettbewerbern im Fahrzeugbau gemeinsam diskutiert. Plattform hierfür ist die 2001 gegründete «International DME Association» mit derzeit 50 Mitgliedern aus Industrie und Forschung. «Doch irgendwann wird jeder seine Ergebnisse für sich behalten wollen», weiss der Forscher. «Dann ist es wichtig, dass wir die Technik beherrschen, um als Forschungspartner für die Industrie wertvollen Input liefern zu können.»

Kontakt Dr. Patrik Soltic Empa +41 58 765 4624 patrik.soltic@empa.ch www.empa.ch

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Produktsicherheit

Mikroreaktor für Grignard-Reagenzien

Victor Grignard erhielt 1912 den Nobelpreis für Chemie: Seither haben sich die nach ihm benannten GrignardReagenzien einen festen Platz in der chemischen und pharmazeutischen Industrie erobert. Ein neuartiger Mikroreaktor von Forschenden des Fraunhofer-Instituts für Mikrotechnik und Mikrosysteme lässt diese Reaktionen nun schneller und sicherer werden und die erzeugten Produkte reiner. Dazu kommt: Der Reaktor ist skalierbar und flexibel.

Pharmaka, Duftstoffe, Aromen: Diese Produkte werden vielfach über GrignardReagenzien hergestellt. Vor mehr als hundert Jahren entdeckt, sind diese Reaktionen eine der wirkungsvollsten Methoden, um chemische Bindungen zwischen Kohlenstoffatomen zu erzeugen. Was beispielsweise die Pharmawirkstoffe unter den «Top 50» angeht, so finden sich bei jedem zehnten Syntheseweg eine oder sogar mehrere Grignard-Reaktionen.

Doch es gibt ein grosses Aber

Bei der Grignard-Reaktion dauert es je nachdem unterschiedlich lang, bis diese in die Gänge kommt – dann allerdings entwickelt sich schnell sehr viel Hitze, die abgeführt werden muss. Um die Hitzeentwicklung zu begrenzen, gibt man das Reagenz immer nur portionsweise in den grossen Rührkessel. Dies zieht die Reaktionszeiten in die Länge – zudem können sich in dieser Zeit viele Nebenprodukte bilden, die das entstehende Produkt verunreinigen. Zum Beispiel könnte es passieren, dass das Produkt, das man erhalten möchte, mit den zugesetzten Stoffen reagiert. Das Ergebnis sind Einbussen in Qualität oder Ausbeute.

Kontinuierliche Prozessführung

Forschende des Fraunhofer-Instituts für Mikrotechnik und Mikrosysteme (IMM) in Mainz beseitigen diese Probleme. «Wir ersetzen den grossen Rührkessel durch einen Durchflussreaktor», sagt Dr. Gabriele Menges-Flanagan, Wissenschaftlerin am

Ansicht in den Laborreaktor zur Grignard-Reagenzsynthese.

Fraunhofer IMM. «Auf diese Weise können wir die volle Macht der Reaktion ausnutzen und die Temperatur dennoch wunderbar kontrollieren.» Dieser Ansatz bringt mehrere Vorteile mit sich: Während die Reaktion im Rührkessel recht lange dauert, wird im Reaktor das gesamte Reagenz in nur wenigen Minuten umgewandelt. Zudem entsteht ein reineres Produkt und die produzierten Mengen lassen sich flexibel anpassen. Kurz gesagt: Der Prozess ist schneller, sicherer und das Produkt sauberer.

Nebenreaktionen werden unterdrückt

Möglich macht es der Aufbau des Reaktors. Die Ausgangssubstanz – meist ein organisches Bromid oder Chlorid – wird in einem Reaktor durch ein Bett aus Magnesiumspänen von unten nach oben gepumpt. Der grosse Überschuss an Magnesium im Durchflussreaktor ist wichtig, um die Reaktion in Schwung zu bringen und kontrollierter ablaufen zu lassen. Einer der Erfolgsgaranten ist die Geometrie des ma-

gnesiumgefüllten Reaktors: Es handelt sich um einen ringförmigen Zylinder, dessen Inneres und Äusseres mit durchlaufendem Öl gekühlt werden. Auf diese Weise kann die Reaktionswärme schnell und zuverlässig abgeführt werden – was nicht nur die Sicherheit erhöht, sondern auch weniger unerwünschte Nebenprodukte entstehen lässt. Die ständige Bewegung von Ausgangsstoff und Produkt durch den Reaktor unterdrückt Nebenreaktionen zusätzlich: Zum einen werden die Ausgangsstoffe in kurzer Zeit vollständig umgesetzt, zum anderen wird das entstehende Produkt ständig weiter durch den Reaktor bewegt, statt wie bisher im Rührkessel Seite an Seite mit den Ausgangsstoffen zu schwimmen. Es bieten sich somit schlichtweg weniger Möglichkeiten, miteinander zu reagieren. Der grosse Magnesium-Überschuss tut ein Übriges, um Nebenreaktionen zu unterbinden: Die Ausgangssubstanz reagiert eher mit dem reichlich vorhandenen Magnesium als mit dem rasch abgeführten Produkt.

Pilotanlage: Skalierbar und flexibel

Eine Pilotanlage haben die Forscherinnen und Forscher bereits realisiert: Bis zu 20 Liter Ausgangslösung setzt sie pro Stunde um. Je nach benötigter Menge

Modularer Pilotierungsaufbau zur GrignardReagenzsynthese mit einem Durchsatz von bis zu 20 Litern pro Stunde.

kann diese nur kurzzeitig betrieben werden oder aber rund um die Uhr laufen. Werden noch grössere Mengen benötigt, lassen sich auch mehrere Reaktormodule gleichzeitig betreiben – die Pilotanlage besteht derzeit aus vier solcher Module. Sie ist gleichzeitig ein essenzieller Zwischenschritt hin zu noch höheren Durchsätzen bzw. hin zum Industrieproduktionsmassstab. Auch erste Machbarkeitsstudien mit Industriepartnern haben die Forschenden bereits durchgeführt. «In die gesamte Entwicklung vom Labormassstab bis hin zur Pilotanlage flossen Rückmeldungen aus der Industrie ein», bestätigt Menges-Flanagan. Eine Pilotierung bei Industriekunden sei in etwa einem Jahr denkbar.

Auch andere Reaktionen skalierbar

Die Anlage funktioniert jedoch nicht nur für alle erdenklichen Grignard-Reagenzien, sondern lässt sich langfristig auch für die Zink-Organometall-Synthese nutzen. Im Labormassstab haben die Forscher diese Reaktionen bereits durchgeführt. Der neue Reaktor soll es erstmalig erlauben, auch diese Reaktion optimal skalieren zu können.

Kontakt Dr. Stefan Kiesewalter Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM Carl-Zeiss-Strasse 18–20 D-55129 Mainz +49 6131 990 323 stefan.kiesewalter@imm.fraunhofer.de www.imm.fraunhofer.de

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3-D-Druck

Biologisch abbaubarer Kunststoff aus Holz

Forstwissenschaftler entwickeln für den 3-D-Druck neuartige Materialien auf Holzbasis. Eine zähflüssige Biopaste, die sich gut verarbeiten lässt, schnell verfestigt und sich dafür eignet, um komplexe Strukturen im 3-D-DruckVerfahren herzustellen: Ein Forschungsteam der Universität Freiburg (D) hat einen biologisch abbaubaren Kunststoff entwickelt, der auf Holz basiert und perspektivisch Anwendungsmöglichkeiten beispielsweise im Leichtbau eröffnet.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben ihre ersten Ergebnisse in den Fachzeitschriften «Applied Bio Materials» und «Biomacromolecules» vorgestellt. Lignin verstärkt die Zellwände von Pflanzenzellen und bewirkt, dass diese verholzen – ein Mechanismus, mit dem sich die Pflanzen beispielsweise vor Wind oder vor Schädlingen schützen. In der Papierherstellung bleibt Lignin als Abfallprodukt zurück und wird zum Grossteil zur Produktion von Bioenergie verbrannt. «Wir forschen daher nach alternativen Möglichkeiten, um diesen Rohstoff in Zukunft besser nutzen zu können», sagt Laborie. Hierfür hat das Team eine Materialkombination, die bereits in den 1980er-Jahren von einem US-amerikanischen Forschungsteam untersucht wurde, nochmals genauer unter die Lupe genommen. In diesem System sind einerseits Flüs-

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HPS Solutions GmbH | Fraunhoferstr. 5 | D-82152 Martinsried +49 (0) 89 744 926-0 | info@hps-solutions.de sigkristalle auf der Basis von Zellulose, dem Hauptbestandteil pflanzlicher Zellwände, neben der Festigkeit für ein gutes Fliessverhalten der Biopaste verantwortlich. Der andere Bestandteil, Lignin, kann im Verarbeitungsprozess des Biokunststoffs, wie Robert Gleuwitz in seiner Doktorarbeit herausgefunden hat, die Mikrostruktur «verkleben». Deren Ausrichtung bestimmt in der Folge die Eigenschaften des Biokunststoffs: So kann er beispielsweise steifer oder flexibler reagieren, je nachdem, aus welcher Richtung eine Kraft auf ihn einwirkt.

Jede Pflanze liefert unterschiedliches Material

Bis zu einer möglichen industriellen Anwendung, etwa als Verbundwerkstoff im Leichtbau, sind jedoch weitere Forschungsarbeiten erforderlich. Bislang nutzt das Team besonders reines, in einer Pilot-Bioraffinerieanlage des Fraunhofer-Zentrums für Chemisch-Biotechnologische Prozesse (CBP) in Leuna hergestelltes Lignin. Ob sich das Abfallprodukt aus der Papierindustrie auch direkt verarbeiten lässt, bleibt noch zu untersuchen. Wie Lisa Ebers in ihrer Doktorarbeit zeigt, lassen sich ausserdem die Eigenschaften des Biokunststoffs vielfach verändern, etwa indem die Bausteine chemisch bearbeitet oder variiert werden: Die bisherigen Versuche fanden mit Lignin aus Buchen statt – wird es aus anderen Pflanzen gewonnen, bringt es ebenso andere Materialeigenschaften wie andere Flüssigkristalle mit, auch wenn diese abermals auf Zellulose basieren. Die optimalen Mengenanteile sind je nach geplanter Anwendung ebenfalls unterschiedlich. Darüber hinaus werden die Forscherinnen und Forscher zeitnah eine ganz

Die Biopaste, die bei diesem Druckvorgang eines Zylinders verwendet wurde, besteht zu je 50 Prozent aus Lignin und Zellulose.

andere Einsatzmöglichkeit testen: Mithilfe des bio-basierten Materials könnte die Qualität von Böden analysiert werden. Dies geschieht, indem die Abbaubarkeit von Lignin und Cellulose in verschiedenen Bodentypen geprüft wird. Die Ergebnisse sind aus einem Forschungsprojekt am Leistungszentrum Nachhaltigkeit der Universität Freiburg und der FraunhoferGesellschaft hervorgegangen. Die Untersuchungen und 3-D-Druck-Versuche fanden in Kooperation mit Prof. Dr. Dr. Christian Friedrich und Dr. Gopakumar Sivasankarapillai am Freiburger Materialforschungszentrum (FMF) der Albert-Ludwigs-Universität sowie mit Dr. Gilberto Siqueira in der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in Dübendorf statt.

Kontakt Prof. Dr. Marie-Pierre Laborie Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Friedrichstrasse 39 D-79098 Freiburg +49 761 203 97617 marie-pierre.laborie@biomat.uni-freiburg.de www.uni-freiburg.de

8. Juni 2021 im Hotel Arte in Olten

18. Schweizer Sonderabfalltag

Der Schweizer Sonderabfalltag soll auch zu Corona-Zeiten stattfinden, so viel steht fest. Aktuelle Informationen aus dem Abfallrecht, dem Umgang mit Sonderabfällen und der Entwicklung in der Entsorgungspraxis sind Anlass für Fachpersonen aus Industrie, Gewerbe, Institutionen und Behörden, sich für den Fachaustausch zu treffen. Ob die beliebte Veranstaltung lediglich Online oder auch vor Ort besucht werden kann, wird sich in den nächsten Wochen zeigen.

Mit folgenden, spannenden Themen wird das Treffen jedenfalls auch auf dem virtuellen Weg vielversprechend:

Praxis und Vollzug

Gleich zur Sache geht es mit einem praxisnahen Thema. Die Zusammenhänge und Komplexität zwischen Abfall- und Gefahrgutrecht können manche Abgeberbetriebe überfordern. Oft ist ihnen nicht bewusst, dass beim Einholen externer Unterstützung die Verantwortung und Haftung bei ihnen bleibt. Martin Häfliger von der Firma Encoma-OSH GmbH greift die bekannten Probleme bei der Abfalldeklaration und ihre Konsequenzen auf. Für die Umsetzung der Vorschriften im medizinischen Bereich wird demnächst einen überarbeiteten Leitfaden veröffentlicht. Rita Barros vom Bundesamt für Umwelt (Bafu) wird das aktualisierte Dokument vorstellen und auf die Anpassungen eingehen, so zum Beispiel auf den Unterschied zwischen Abfälle mit Kontaminationsgefahr und infektiöse Abfälle.

Stand der Technik und Entwicklung

Seit 30 Jahren werden Asbestsanierungen veranlasst. Hat sich in diesen Jahrzehnten technisch und gesetzlich etwas verändert

Neben zahlreichen anderen spannenden Themen werden am 18. Schweizer Sonderabfalltag auch die Chancen und Umweltrisiken der Elektromobilität diskutiert.

und entwickelt? Walter Hilpold von der Carbotech AG wird einen Rück- und Ausblick dazu bieten. Ob Nanopartikel in der Entsorgungskette ein Problem darstellen könnten, war in den letzten zehn Jahren Anlass zu diversen Untersuchungen. Ralf Kägi von der Eawag hat sich intensiv mit der Thematik befasst und präsentiert die Ergebnisse.

Kreislaufwirtschaft und Innovation

Die Aussicht auf ein System, bei dem Lithium-Batterien aufbereitet und modular einsetzbar werden, ist reell und greifbar. Die innovative Lösung stellt Stefan Bahamonde von der Libattion GmbH aus erster Hand vor.

Themen der Patronatspartner SVUT und Sens

Passend zur Thematik der Lithium-Aufbereitung ist die Elektromobilität. Ihre Chancen und Umweltrisiken werden Viktor Häfeli und Urs Bucheli, aus dem Vorstand vom Schweizerischen Verband für Umwelttechnologie, diskutieren. Insbesondere werden sie auf den sicheren Umgang mit defekten oder verunfallten Elektrofahrzeugen eingehen. Die Stiftung für Recycling von Elektro- und Elektronikgeräten Sens wird die Rückgewinnung und Zerstörung von Kälte- und Treibmitteln aufgreifen. Dazu wird der Experte Roman Eppenberger berichten. Weitere Informationen und ein Online-Formular für die Anmeldung finden Sie auf: www.ecoserve.ch

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Schweizerischer Chemieund Pharmaberufe Verband

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CH-4005 Basel info@cp-technologe.ch www.cp-technologe.ch ■ Präsident

Kurt Bächtold

Bodenackerstrasse 15F

CH-4334 Sisseln praesident@cp-technologe.ch ■ Höhere Fachprüfung

Chemietechnologe

Siegfried AG, Daniel Müller

Untere Brühlstrasse 4

CH-4800 Zofingen weiterbildung@cp-technologe.ch ■ Termine

Alle Termine online anschauen: www.cp-technologe.ch

ZENTRALVORSTAND

Erfolgreicher Start in den neuen Lehrgang

14 Teilnehmende starteten zum Lehrgang «Chemie- und Pharmatechniker/-in mit eidg. Fachausweis» Das alte Reglement zur höheren Fachprüfung (HFP) mit Abschluss als dipl. Chemietechnologe/-technologin ist zwar noch gültig und die letzten Diplomprüfungen sind absehbar, es geht aber nahtlos weiter mit dem neuen Lehrgang.

Start des neuen Lehrganges Zum neuen Lehrgang auf Stufe Berufsprüfung trafen sich am 15. Januar 2021 beim Lehrgangsanbieter aprentas erstmalig 14 Teilnehmende, welche den Lehrgang zum/zur «Chemie- und Pharmatechniker/-in mit eidg. Fachausweis» in Angriff nehmen werden. Neben den Dozenten Guido Hess und Pascal Höhener war auch Marcel Dürr als Präsident der QSK zugegen, um den Studierenden die Rolle der QSK resp. des Vereins für die höhere Berufsbildung der Chemie- und Pharmaberufe (VHBCP) zu erklären. Nach einer kurzen Vorstellungsrunde wussten die Teilnehmenden ein bisschen mehr

Start Lehrgang Chemie- und Pharmatechniker mit eidg. Fachausweis

über die Kolleginnen und Kollegen. Dies ist wichtig, denn während der rund eineinhalbjährigen Ausbildung werden sicherlich die einen oder anderen Gruppenarbeiten mit regem Austausch stattfinden. Auch wurde über den Aufbau des Lehrganges berichtet. Der Unterricht findet hybrid vorwiegend am Freitagabend und Samstagmorgen statt. Hybrid heisst, dass der Unterricht vor Ort, aber auch als Fernunterricht besucht werden kann. In der jetzigen Zeit ist das von grossem Vorteil, ersetzt aber den persönlichen Austausch nicht. Auch aus diesem Grund wurde der erste Tag als Pflichtpräsenz geführt. Natürlich mit den behördlich verordneten Massnahmen. Auch gab es für alle eine Einführung in Teams, Passwörter wurden verteilt und die IT eingerichtet respektive getestet. Somit sollte dem Hybridunterricht nichts mehr im Wege stehen. Die Dauer der Vorbereitungskurse beträgt drei Semester, dies entspricht etwa 80 Kurshalbtagen mit ca. 300 Stunden Selbststudium, bevor es dann an die eidgenössische Prüfung geht. Fünf Handlungskompetenzbereiche werden dabei vermittelt: Mitarbeitende führen, Qualitätsmanagement sicherstellen, Produktionsprozesse koordinieren, Produktionsprozesse führen und Instandhaltung koordinieren. Jeder Handlungskompetenzbereich schliesst mit einer Prüfung ab, bei bestandenen Prüfungen in allen Bereichen erfüllt man eine Zulassungsbedingung für die eidg. Prüfung.

Das Kick-Off zur Diplomprüfung 2021

Bereits ist der nächste Start am 22.Januar 2022 terminiert. Informieren und anmelden kann man sich über www.aprentas.com. Wir wünschen den Teilnehmenden alles Gute auf ihrem weiteren Bildungsweg.

Endspurt für den alten Lehrgang Am 5. Februar 2021 trafen sich sechs Diplomanden zum KickOff, also zum Start der Diplomarbeit bei aprentas. Anwesend waren auch die Experten Pascal Höhener und René Bliggensdorfer. Durch das Kick-Off führte der Chefexperte Raymond Zufferey. Seitens des Verbands waren Daniel Müller, Ressort Weiterbildung, und der QSK-Präsident mit seinem Vize-Präsidenten Stephan Schlepfer anwesend. Den Diplomanden wurden verschiedene Rahmenbedingungen zur Diplomarbeit erklärt und offene Fragen beantwortet. Nach vorgängiger Eingabe des Projektantrages wurden an diesem Abend auch die Projektaufträge den Experten übergeben. Erste Meilensteintermine wurden gesetzt. Man darf gespannt sein auf die bewerteten Meilensteinsitzungen und auf die Projektpräsentationen, welche Ende Mai stattfinden werden. Wir wünschen allen Diplomanden gutes Gelingen und viel Ausdauer.

Die letzten Diplomprüfungen nach altem Reglement Nach mehr als 15 durchgeführten Diplomprüfungen heisst es langsam, aber sicher Abschied nehmen vom alten Reglement. Die neue Diplomprüfung zum/ zur «Chemie- und Pharmaproduktionsleiter/-in mit eidg. Diplom» steht in ein paar Jahren vor der Türe. Das Qualifikationsprofil wurde seitens SBFI genehmigt, die Prüfungsordnung und die Wegleitung werden demnächst durch den VHBCP in Angriff genommen. Nächstes Jahr finden nochmals Diplomprüfungen statt, ebenso 2023 für Repetenten von nicht bestandenen Diplomprüfungen. Noch immer gibt es Teilnehmer aus früheren Vorbereitungskursen, welche bis auf ein paar Ausnahmen alle Module abgeschlossen haben. Die QSK empfiehlt, mit dem Lehrgangsanbieter aprentas in Kontakt zu treten, um die Nachprüfungen der Module zu absolvieren. Nur so kann man noch zur Diplomprüfung im Jahr 2022 resp. 2023 nach altem Reglement antreten. Darüber hinaus werden keine Diplomprüfungen mehr nach altem Reglement angeboten resp. durchgeführt.

Marcel Dürr, VHBCP

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Die Sulfataschebestimmung gemäss der internationalen Pharmaregularien ist bedingt durch die einzelnen Arbeitsschritte ein langwieriger Prozess (dauert etwa einen Tag) und zudem für den Operator äusserst unangenehm. Das Probengut (Pharmazeutika) wird dabei in einem Porzellan- oder Platintiegel mit Schwefelsäure versetzt, im Wasserbad erhitzt, danach auf offener Flamme vorverascht und anschliessend im Muffelofen bei ungefähr 600–800 °C verascht. Neben den aufwendigen Arbeitsschritten ist das Handling mit der abrauchenden Schwefelsäure umständlich und gesundheitsbeeinträchtigend. CEM hat ein neuartiges automatisiertes Sulfat-Veraschungsystem entwickelt, welches die Spezifikationen der Pharnanormen erfüllen. Neben einer drastischen Zeitverkürzung sorgen ein Absaug- und Neutralisationssystem für sauberes Arbeiten und erhöht besonders den wichtigen Aspekt des Arbeitsschutzes. Die komplette Veraschung inklusive Vorveraschung wird im Phönix Black SAS durchgeführt. Aus dem Veraschungseinsatz führt ein Quarzrohr zu einer Abscheide- und Neutralisationseinrichtung. Die Rauchgase werden dabei mittels einer Pumpe abgesaugt. Die Veraschungsdauer verkürzt sich deutlich auf ungefähr 60 Minuten, ausserdem können mehrere Proben gleichzeitig verascht werden.

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Barcode-Etikettendruck mit Echtzeitverifizierung

Die Industriedrucker Auto ID Serie T6000e der Firma TSC Printronix Auto ID erhalten ein neues Tool: Die 1-D- und 2-D-Barcodes können damit in Echtzeit verifiziert werden. Die 2-D-Barcode-Verifizierung war bisher nur für die Industriedrucker der Enterprise-Klasse aus der Produktfamilie T8000 verfügbar. Ab sofort steht diese Funktion auch bei den Druckern der T6000e-Serie zur Verfügung. Das ODV-2D-Barcode-Druck-System umfasst eine vollintegrierte Barcode-Validierung, die Barcodes auf Etiketten bereits während des Drucks nach ISO-Standards bewertet. Die Technologie entspricht den gängigen Industriestandards, basierend auf den Klassifizierungen ISO 15415 und ISO 15416 für 1-D- und 2-D-Barcodes. Diese Technologie bietet eine verbesserte Genauigkeit bei der Messung und Verifizierung der Barcodes, so dass Anwender damit 100-prozentige Lesbarkeit und eine zuverlässige Lösung erhalten. Etiketten, die nicht mit der geforderten Qualität gedruckt werden oder die Standards für ihre Anwendung verfehlen, werden durch Überdrucken markiert, so dass sie als fehlerhafte oder unlesbare Barcodes identifiziert werden. Analog zum T8000-Drucker erhalten Anwender mit dem ODV-2DSystem nun auch bei den Druckern der T6000e-Serie die Gewissheit, dass jedes Barcode-Etikett, das in Umlauf kommt, zu 100 Prozent lesbar und entsprechend den geforderten Standards gedruckt ist. Zudem ist ein mit dem ODV-2D-Verifizierungssystem ausgestatteter Drucker in der Lage, Berichte über jeden Druckauftrag zu erstellen. Damit können Anwender den Beweis erbringen, dass nur lesbare und normenkonforme Etiketten in Umlauf gebracht wurden und eine Dokumentation über die Qualität des Etikettendrucks zum Zeitpunkt des Drucks vorlegen. Darüber hinaus erfasst die «Printronix Auto ID Data Manager»-Software verbindliche Messungen für jeden gedruckten Barcode auf jedem Etikett. Die Daten sind automatisch erfasst.

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Ergonomische Pipettierhilfe mit langer Akkulaufzeit

Die Akku-Pipettierhilfe Rotilabo von Roth Selection arbeitet mit zwei Pipettiergeschwindigkeiten (Highspeed und Lowspeed) und ist passend für Voll- und Messpipetten von 1 ml bis 100 ml sowie Pasteurpipetten. Sie besitzt einen GravityModus zum freien Flüssigkeitsablauf ohne Motorbetrieb. Die Pipettierhilfe kann dauerhaft 20 Stunden betrieben werden. Eine Low-Battery-LED-Anzeige zeigt den Ladezustand an. Während des Ladevorgangs kann mit der Pipettierhilfe gearbeitet werden. Das Gehäuse besteht aus UV-beständigem Material und ist für ermüdungsfreies Arbeiten ergonomisch geformt. Der Pipettenhalter besteht aus Polypropylen. Die benutzerfreundliche Bedienung wird durch konkav geformte Fingertasten unterstützt. Der Pipettenhalter ist autoklavierbar und besitzt einen austauschbaren PTFE-Membranfilter zur Verhinderung von Kontaminationen. Die Auslieferung erfolgt mit fünf verschiedenfarbigen Pipettenhaltern, Li-Ionen-Akku sowie drei ErsatzMembranfiltern (PTFE 0,45 µm). Ein zusätzlicher Pipettenadapter aus Silikon für kleine Pipettenvolumina, Ständer und Wandhalter sind ebenfalls im Lieferumfang enthalten.

Roth AG Fabrikmattenweg 12 CH-4144 Arlesheim 061 712 11 60 info@carlroth.ch www.carlroth.ch

pH-Puffer für die Zuverlässigkeit von pH-Messungen

pH-Puffer-Lösungen sind vielseitig einsetzbar. Sie sind in der Lage über eine lange Zeit den pH-Wert konstant zu halten, auch bei Zugabe geringer Mengen von Säuren oder Basen, und sind für die metrologische Rückführbarkeit auf SI-Einheiten und der in jedem Labor vorgeschriebenen Qualitätssicherung unerlässlich. Die Spetec GmbH bietet u.a. eine grosse Auswahl rückführbaren pH-Pufferlösungen von Inorganic Ventures an, die vom Nationalen Institut für Standards und Technologie (Nist) zertifiziert sind. Die Messung des pH-Werts einer Lösung erfolgt typischerweise mit einem Potentiometer, das – theoretisch – bei pH 7 eine Differenz von 0 Millivolt (mV) zwischen einer Mess- und einer Referenzelektrode erzeugt. Jede Änderung des Säure- oder Alkaligehalts verändert die Spannung zwischen beiden Elektroden und liefert so eine genaue elektrochemische Grundlage für die Schätzung des pH-Werts. Schätzung, weil das Messgerät immer nur so genau wie die verwendete pH-Referenz-Pufferlösung ist. Eine pH-Pufferlösung, manchmal auch als Wasserstoffionenpuffer bezeichnet, ist eine wässrige Lösung mit einem rückführbaren pHWert, der sich nur vernachlässigbar verändert, selbst wenn sie nur mit kleinen Mengen starker Säuren oder Basen gemischt wird. Im Allgemeinen bestehen pH-Puffer aus einer Mischung einer konjugierten Base mit einer schwachen Säure, die überschüssige Wasserstoffatome absorbieren kann, um einen stabilen pH-Wert in Lösung zu halten. Deshalb eignen sie sich ideal zur Kalibrierung elektrochemischer Potentiometer für pH-Messungen mit geringer Unsicherheit und genauerer Rückführbarkeit. Dies wird immer wichtiger, da sich immer mehr Chemiker an das Nist-Bezugssystem der pH-Metrologie anbinden und so eine ununterbrochene Kette der Zuverlässigkeit vom Hersteller des Standard-Referenzmaterials (SRM) bis zum Anwender etablieren. Heute setzen Nist-rückführbare pH-Pufferlösungen den Massstab für die Zuverlässigkeit von pH-Messungen in einem möglichst breiten Spektrum von Anwendungen, wobei die Unsicherheiten bei Werten von nur 0,01 pH-Einheiten garantiert und zertifiziert werden. Inorganic Ventures (IV) ist einer der branchenführenden Anbieter von Nist-rückführbaren und zertifizierten Referenzmaterialien (ZRM) für pH-Messungen in der analytischen Chemie. Inorganic Ventures ist darauf spezialisiert, kundenspezifische Lösungen für spezifische Kunden-Workflows zu entwickeln und eine umfassende Dokumentation bereitzustellen, um die vollständige Verantwortlichkeit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Spetec GmbH Am Kletthamer Feld 15 D-85435 Erding +49 8122 95909 0 info@spetec.de www.spetec.de

AUTORISIERTER VERTRIEBSPARTNER

Item no. 3815 - Created with Lindblad WorkZone www.lindblad.biz SDD GmbH Spichermatt 8 CH-6365 Kehrsiten +41 41 612 17 60 info@sdd-pumpen.ch www.sdd-pumpen.ch

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