Offizielles Organ des Schweizerischen Chemie- und Pharmaberufe Verbandes Juni 2024 6/2024
Radar-Füllstandmessung in der PMMA-Produktion
Redaktion und Verlag der ChemieXtra wünschen Ihnen eine
Fussball, Medizin und Mäuse
In den Spielpausen der Eishockey-WM wurde im SRF die Vorschau eines Schweizer Fussballspiels der Frauen ausgestrahlt – ich bin mir nicht mehr sicher, ob es die Nati oder die U17 war. Zu den Bildern leerer Tribünen erklang der Jubel eines vollen Stadions. Unterschiede in der Berichterstattung zwischen dem Männer- und dem Frauenfussball sind bekanntlich unerwünscht.
Erwünscht ist die unterschiedliche Betrachtung der Geschlechter hingegen in der medizinischen Forschung und im Gesundheitswesen. Eine Studie des Interdisziplinären Zentrums für Geschlechterforschung der Universität Bern kommt zum Schluss, dass Frauen in allen Bereichen des Schweizer Gesundheitssystems benachteiligt sind.
Öffentlich wird jedoch mehr über die Gleichberechtigung im Fussball debattiert – in der Google-Suche erscheinen schweizweit fast doppelt so viele News zu diesem Thema als über die Gleichberechtigung in der Medizin. Ob es mit dem in der letzten Dekade gesunkenen Durchschnittsalter in den Redaktionen zu tun hat, dass Unterhaltung als relevanter empfunden wird als Gesundheit?
In der Wissenschaft wurde der Ball mittlerweile ins Rollen gebracht. Seit diesem Mai verfügt die medizinische Fakultät der Universität Zürich über einen Lehrstuhl für Gendermedizin. Damit wird das Bewusstsein für geschlechtsspezifische Unterschiede im Sektor geschärft und die Basis für eine gerechtere und individuellere Gesundheitsversorgung geschaffen. Denn das weibliche Geschlecht ist in Studien häufig unterrepräsentiert, sodass die Wirkung von Medikamenten und Therapien bei Frauen oft unzureichend erforscht werden.
In der präklinischen Forschung ist die Einsicht gereift, dass es medizinisch notwendig ist, mit Labormäusen beider Geschlechter zu arbeiten. Wie wir Menschen, haben auch weibliche und männliche Versuchstiere unterschiedliche Körper und physiologische Reaktionen: Weibliche Mäuse sind schmerzempfindlicher als männliche, meist sind sie weniger muskulös und ihr Immunsystem ist stärker als dasjenige ihrer Geschlechtspartner. Die Universität Zürich arbeitet beispielsweise über alle Forschungsgruppen hinweg mit einem ausgewogenen Verhältnis zwischen männlichen und weiblichen Mäusen. Die Berücksichtigung der Gendermedizin bei Tieren hat darüber hinaus einen grösseren Nutzen als vermutet: Sie ist ein Schritt in Richtung Präzisionsmedizin beim Menschen. Schliesslich betrat am 10. Juni auch der Bundesrat das Feld und kommunizierte, dass er Massnahmen zur besseren Gesundheitsversorgung für Frauen beschlossen hat.
Fussball hin oder her – ich wünsche Ihnen eine interessante Lektüre!
Luca Meister redaktion@sigwerb.com
VERFÜGBAR
Große Ideen brauchen manchmal kleine Teile, um Neues entstehen zu lassen.
Bei uns finden Sie nicht nur 3D-Drucker, Druckmaterialien und Zubehör von namhaften Herstellern, sondern auch professionelle Beratung, die Ihr Projekt voranbringt.
Innovation startet mit dem richtigen Partner
Mehr unter: www.carlroth.com
04
CHEMIE
Feinchemie-Katalyse: Eisen statt Edelmetall
Am Leibniz-Institut für Katalyse in Rostock wurden neue Wege entdeckt für die Synthese von Arzneimittelvorstufen mittels Katalysatoren aus Eisen, Mangan und Kobalt – statt Edelmetall!
06
BIOWISSENSCHAFTEN
Borreliose genetisch veranlagt?
Eine Forschungsgruppe hat die Genmuster von mehr als 1000 an Borreliose Erkrankten analysiert und dabei eine verantwortliche Genvariante sowie beteiligte Immunparameter entdeckt.
10
LABOR
Wo individueller Workflow Realität wird
Endlich sprechen alle Laborgeräte und daran angeschlossenen Anwendungen eine gemeinsame Sprache. Der neue offiziell nutzbare Laborstandard macht die Ilmac Lausanne 2024 interessant.
12
MEDIZIN
Mit Therapiehelm gegen Alzheimer
Dank Elektrostimulation des Gehirns den Verlauf von Krankheiten wie Alzheimer positiv beeinflussen: Der Markt für die Behandlung von Patienten mit degenerativen Hirnerkrankungen ist riesig.
14
ERNÄHRUNG
Reis mit mehr B1
IMPRESSUM
Die Fachzeitschrift für die Chemie- und Laborbranche www.chemiextra.com
Erscheinungsweise
7 × jährlich
Jahrgang 14. Jahrgang (2024)
Druckauflage 7650 Exemplare
WEMF / SW-Beglaubigung 2023
6495 Exemplare Total verbreitete Auflage 1823 Exemplare davon verkauft
Vitamin-B1-Mangel wird häufig mit einer Ernährung auf Reisbasis in Verbindung gebracht. Forschende haben jetzt neue Reislinien erzeugt, die solchen Mangelerscheinungen vorbeugen sollen.
16
FIRMEN BERICHTEN
Prüfstand für die Haltbarkeit
Um sicherzustellen, dass Infektionspräventionsprodukte unterschiedlichen Umwelteinflüssen standhalten, lagert B. Braun Medical Produktmuster in Stabilitätsprüfcontainern von Weiss Technik ein
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.
Copyright 2024 by SIGWERB GmbH, CH-6302 Zug
UMWELT
Süsswasserbakterien anfällig für Klimawandel
Mikrobielle Gemeinschaften in Seen: Anhand der Genomanalyse von Proben aus dem Zürichsee und anderen europäischen Seen entdeckten Forschende eine überraschende evolutionäre Strategie.
PROZESSINDUSTRIE
Leckage aufgespürt!
Leckagen in Druckluftanlagen verursachen hohe Kosten und die Suche nach Löchern und undichten Stellen ist aufwendig. Eine automatisierte Detektion mit intelligentem Algorithmus schafft Abhilfe. 29
VERFAHRENSTECHNIK
Durch Biochemie geschützt
Ein neues molekulares Testverfahren hilft, die Echtheit von Kunstwerken nachzuweisen. Zudem könnte es helfen, Passwörter vor Quantencomputern sicher zu machen.
NEUE MATERIALIEN
Farbe mit Selbstreinigungskräften
Klingt spirituell, ist aber Katalyse-Forschung: Die Selbstreinigung durch Licht. Eine Wandfarbe kann sich durch Sonneneinstrahlung selbst reinigen und Schadstoffe aus der Luft chemisch abbauen.
SICHERHEIT
So funktionieren Betriebsanweisungen
Betriebsanweisungen für Gefahrstoffe liefern viele Detailinformationen, sodass sie für die Verwendung am Arbeitsplatz sind. Eine Bestandesaufnahme mit Tipps.
ZUM TITELBILD
Radar-Füllstandmessung in der PLEXIGLAS® Produktion
Die Automatisierung hat auch in der PLEXIGLAS® Produktion eine wichtige Rolle eingenommen. Dementsprechend wichtig ist die zuverlässige Überwachung der verschiedenen Prozesse mit hochpräzisen Sensoren. Mit der Einführung des Radarsensors VEGAPULS 6X gehören die visuellen Überprüfungen der Füllstände in den verschiedenen Tanks und somit die daraus entstandene Extraarbeit der Vergangenheit an. Die eingesetzten Radargeräte messen kontinuierlich die Füllhöhe und geben so zu jeder Zeit Auskunft darüber, wie voll der ent-
sprechende Tank gerade ist. Der Sensor arbeitet zudem zuverlässig, ganz gleich, ob das Medium flüssig oder fest ist, ob hohe Drücke herrschen oder extreme Temperaturen.
Neue Methode an Cholesterinsenkern und Blutdruckmedikamenten erprobt
Feinchemie-Katalyse: Eisen statt Edelmetall
Am Leibniz-Institut für Katalyse in Rostock entwickelte Dr. Johannes Fessler neue Wege für die Synthese von Arzneimittelvorstufen mittels Katalysatoren aus Eisen, Mangan und Kobalt – statt Edelmetall!
Jedes dieser drei chemischen Elemente hat das Potential, eine Reihe von Edelmetallen abzulösen, die in der organischen Chemie bei der Katalyse von Feinchemikalien üblicherweise verwendet werden. Platin und Palladium beispielsweise sind aufgrund ihres seltenen Vorkommens teuer, ihre Gewinnung ist aufwendig und setzt grosse Mengen des Klimagases CO2 frei. Zu den Zielen einer «grünen» Chemie zählt es deshalb, in der metallorganischen Katalyse künftig auf solche Edelmetalle zu verzichten.
Johannes Fessler hat seine Erkenntnisse im Rahmen seiner Dissertation gewonnen, die er im Januar verteidigte. Er berichtete darüber bereits im renommierten Fachmagazin Chemical Science, gemeinsam mit seinem Doktorvater Prof. Dr. Matthias Beller und seiner Themengruppenleiterin Dr. Ka
thrin Junge. Zu lesen ist z. B., wie aus «einfachen Ausgangsstoffen» mit Hilfe eines säuretoleranten homogenen Eisenkatalysators und bei Raumtemperatur ein komplexer Wirkstoffkandidat basierend auf Pyrrol, einer üblichen Arnzeimittelvorstufe, entsteht. «Homogene» Katalyse heisst: Ausgangsstoffe, Katalysator, Lösungsmittel sowie am Ende auch Produkt und Nebenprodukt befinden sich gelöst in einem einzigen Reaktionsgefäss. Sie müssen demzufolge nach jedem Reaktionsschritt getrennt, gereinigt und für den nächsten Schritt vorbereitet werden, wie Dr. Fessler erläutert. «Wem es gelingt, im chemischen Prozess einen solchen Schritt einzusparen, der mindert enorm den Aufwand an Zeit und Material und reduziert Abfall.» Genau dies glückte ihm bei der Reaktion zum Pyrrol, und zwar durch eine Reaktionskaskade.
Reaktionsgefässe im Labor: Für die Feinchemikalien-Katalyse kommt in Zukunft weniger Edelmetall und dafür mehr Eisen zum Einsatz. (Bild: Likat/Danny Gohlke)
Im Forschungstrend: Nichtedelmetalle
Edelmetalle als Katalysatoren abzulösen und durch Eisen und Co zu ersetzen, ist international zu einem attraktiven Forschungsthema geworden. Das LIKAT hat auf diesem Gebiet in den zurückliegenden Jahren eine starke Expertise aufgebaut. Johannes Fessler schätzt, dass ein Viertel seiner jungen Kolleginnen und Kollegen am Institut sich in ihren Promotionen mit der Nichtedelmetall Katalyse befassen. Zum einen helfen diese Arbeiten, Ressourcen zu schonen. Dr. Fessler: «Der Auftrag klimaneutralen, nachhaltigen Wirtschaftens steht ja vor der Chemie Industrie ebenso wie vor allen anderen Bereichen.» Eisen ist reichlich vorhanden, sein Anteil an der Erdkruste beträgt fünf Prozent. Und Mangan ist nach Eisen und Titan das häufigste Übergangsmetall der Erde. Zum anderen hat es seinen Grund, dass unedle Metalle bisher nur eine marginale Rolle in der Praxis der organischen Chemie spielen. «Sie verhalten sich in katalytischen Prozessen oft weniger stabil als Katalysatoren aus Edelmetall», sagt Dr. Fessler. «Hinzu kommt, dass sie auf dem Gebiet, das ich erkunde, üblicherweise unter hohen Temperaturen und Drücken arbeiten.» Solche harschen Bedingungen würden die komplexen Moleküle in der Arzneimittelherstellung jedoch zerstören. Gefährdet sind vor allem jene chemischen Strukturen, die für die spezifische Wirkung eines Medikaments sorgen, die sogenannten funktionellen Gruppen im Molekül.
Hohe chemische Präzision in der
Umsetzung
Insofern ist es ein schöner Erfolg, zeigen zu können, wie Katalysatoren aus Eisen, Mangan und Kobalt im Vergleich zur bisherigen Praxis teils mit bedeutend milderen Reaktionsbedingungen auskommen. Im
Falle des Pyrrols sind es Temperaturen zwischen 20 und 30 Grad Celsius. Die Ex perimente von Johannes Fessler zeigten noch einen weiteren Vorteil seiner Vorge hensweise: Seine Nichtedelmetall satoren setzten sehr präzise nur jene Mo leküle um, auf die es den Chemikern in der konkreten Synthese ankommt. «Wir nennen diese Vorgehensweise hochselek tiv. Sie verursacht kaum Nebenprodukte oder Abfälle.» Johannes Fessler testete die zuverlässige Funktionsweise seiner Reakti on an unterschiedlichen Wirkstoffen und Arzneimittel Vorstufen. «Wir wollten sicher stellen, dass der Eisenkatalysator auch bei diesen Substanzen die richtige Stelle im Molekül aktiviert und die sensiblen funkti onellen Gruppen verschont.» Auf diese Weise erprobte der Chemiker seine Me thode unter anderem an weit verbreiteten Cholesterinsenkern und Blutdruckmedikamenten.
Chemie-Exkurs: Kaskadenreaktion
klen, ringförmigen Kohlenstoffverbindungen, bei denen ein Kohlenstoffatom durch ein anderes Element, z. B. Stickstoff, ersetzt ist.
Die Kaskadenreaktion umfasst zwei Schritte. Im ersten wird das Nitroaren zu einem Amin hydriert, auch Anilin genannt, quasi ein Benzolring mit einer Aminogruppe, der sofort eine Folgereaktion eingeht. In dieser Folgereaktion, dem zweiten Schritt also, wird die Aminogruppe mit einer Dicarbonylverbindung unter Wasserabspaltung
umgesetzt. Es kondensiert damit zum Pyrrol.
Die Kaskade gelingt durch das saure Milieu, wofür die Ameisensäure in doppelter Funktion, als Reduktionsmittel sowie als Säure, verantwortlich ist. Es braucht hier allerdings einen Katalysator, der unter sauren Bedingungen gut arbeitet. Genau dies ist der Fall bei dem eingesetzten Eisen basierten Katalysator von Johannes Fessler.
www.catalysis.de
Allen chemisch Interessierten sei abschliessend ein Blick auf den konkreten Prozess g egönnt. Die eingangs erwähnte Kaskadenreaktion benötigt als Ausgangssubstanz eine stickstoffhaltige Substanz namens Nitroaren, die mittels Ameisensäure unter Einsatz eines kommerziell erhältlichen Eisenkatalysators im ersten Schritt hydriert wird und dann sofort eine Folgereaktion eingeht, indem sie Pyrrol bildet. Pyrrol ist eine gängige Feinchemikalie im Pharmabereich. Es zählt zu den Heterozy
Ihre Experten für Reproduzierbarkeit
Große Applikations-Vielfalt
Ideale Trennungen für kleine und Bio-Moleküle
Nano- bis (semi)präparativer Maßstab
Schneller, kompetenter und individueller Support Ihr Erfolg ist unsere Priorität!
Robuste und hocheffi ziente (U)HPLC
Profi tieren Sie vom YMC-Expertenwissen. Bleiben Sie up-to-date mit dem YMC Expertise Portal www.ymc-schweiz.ch | info@ymc-schweiz.ch | + 41 61 561 80 50
Dr. Johannes Fessler (Bild: privat)
Genmuster von mehr als 1000 Erkrankten analysiert
Borreliose – genetisch veranlagt?
In der Schweiz erkranken jährlich tausende Personen an einer Borreliose. Ob für die Krankheitsentstehung eine besondere genetische Veranlagung eine Rolle spielt und welche immunologischen Prozesse im Körper beteiligt sind, ist bislang noch nicht hinreichend verstanden. Eine internationale Forschungsgruppe hat nun eine verantwortliche Genvariante sowie beteiligte Immunparameter entdeckt.
Ist eine Zecke mit dem Erreger Borrelia burgdorferi s. l. (sensu lato = im weiteren Sinne) infiziert, können diese auch als Borrelien bezeichneten Bakterien durch einen Zeckenstich auf den Menschen übergehen und krankmachen. Dabei können verschiedene Organsysteme betroffen sein: die Haut, das Nervensystem oder die Gelenke. Eine Infektion mit Borrelien führt nicht immer zur Erkrankung, und in der Regel kann eine Borreliose auch erfolgreich mit Antibiotika behandelt werden. Forschende des Zentrums für Individualisierte Infektionsmedizin (CiiM) – einer gemeinsamen Einrichtung des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) und der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) –haben nun in Kooperation mit dem Universitätsklinikum Radboudumc (Radboud Universitair Medisch Centrum) sowie des Amsterdam UMC (beide Niederlande) jedoch folgendes herausgefunden: «Ein Teil der Betroffenen entwickelt trotz Antibiotikabehandlung bleibende Beschwerden wie Fatigue, kognitive Einschränkungen oder Schmerzen», sagt Prof. Yang Li, Direktorin des CiiM und Leiterin der Abteilung Bioinformatik der Individualisierten Medizin am HZI. «Um künftig zusätzliche Ansatzpunkte für die Entwicklung wirksamer Therapien zur Behandlung einer Borreliose zu finden, ist es zunächst wichtig, die für die Krankheitsentstehung verantwortlichen genetischen und immunologischen Mechanismen besser zu verstehen.» Dafür hat die Forschungsgruppe in ihren Untersuchungen die Genmuster von mehr
Ein frühes Symptom einer Borrelien-Infektion ist eine Wanderrötung (Erythema migrans), die sich von der Stichstelle ringförmig ausdehnt. Innerhalb von Tagen bis Wochen verschwindet sie wieder. (Bild: Shutterstock)
als 1000 an Borreliose Erkrankten analysiert und mit Genmustern nicht infizierter Personen verglichen. «Ziel war es, spezifische Varianten von Genen aufzuspüren, die mit der Erkrankung in direktem Zusammenhang stehen», erklärt Javier BoteyBataller, wissenschaftlicher Mitarbeiter am CiiM und einer der Erstautoren der beiden
Studien. «Und tatsächlich konnten wir bei Borreliose-Erkrankten eine besondere, bislang unbekannte Genvariante ausfindig machen.» Die Forschenden führten verschiedene zellbiologische und immunologische Tests durch, um herauszufinden, welche konkreten physiologischen Folgen diese genetische Veranlagung hat. «Zum
Langersehnte Frühdiagnose
Das französische Start-up En Carta Diagnostics arbeitet an einem Diagnosekit, mit dem die Borreliose innerhalb von Minuten selbstständig nachgewiesen werden kann. Derzeitige Borreliose-Tests sind auf den Nachweis von Antikörpern ausgelegt, die der Körper als Reaktion auf die Infektion bildet. Da es mehrere Wochen dauern kann, bis sich Antikörper entwickeln, können Tests, die an kürzlich infizierten Patienten durchgeführt werden, ein negatives Ergebnis liefern. Die molekulare Diagnoseplattform von En Carta ist die erste, die dieses Manko überwindet und den Weg für eine genauere und schnellere Diagnose ebnet. Das Unternehmen wird voraussichtlich Anfang 2025 präklinische Daten vorlegen.
ChemieXtra
1 Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI)
Nicole Silbermann ¹
Borreliose/Lyme-Krankheit
Die Lyme-Borreliose ist die häufigste durch Zecken übertragene Infektion in Nordamerika, Europa und Asien. In der Schweiz sind rund fünf bis 30 Prozent (stellenweise bis 50 Prozent) der Zecken mit dem Bakterium Borrelia burgdorferi infiziert. Das Bundesamt für Gesundheit geht davon aus, dass in der Schweiz jährlich 10 000 Personen an einer Borreliose erkranken.
Je nach Art der Übertragung werden im Verlauf der Erkrankung verschiedene Organe betroffen. Bei einem Teil der Erkrankten kommt es nach Wochen, Monaten oder gar Jahren zu einem zweiten Stadium, während dem Gelenke, Nervensystem, Haut und (selten) das Herz befallen werden können. Eine Infektion kann mit Antibiotika behandelt werden. Unerkannt oder ungenügend behandelt, können sich als Folge einer Borreliose bleibende Behinderungen ergeben.
ChemieXtra
einen konnten wir zeigen, dass bei Vorliegen dieser Genvariante antientzündliche Prozes se im Körper gedrosselt waren. Das heisst: Entzündungen und Krankheitssymptome der Bor reliose halten dadurch womöglich länger an», erklärt Li. Und die Forschenden entdeckten darüber hinaus, dass Erkrankte mit dieser Genvariante deutlich weniger Antikörper gegen Borrelien produzierten. Sie vermuten, dass die Bakterien dadurch nicht effizient bekämpft werden können und die Erkrankung dadurch länger andauert.
Immunantworten über
Genetik bestimmt
«Darüber hinaus konnten wir 34 verschiedene Genorte identifizieren, die über Botenstoffe, sogenannte Zytokine, an der Regulation der Immunantwort von Borreliose-Erkrankten beteiligt sind, und die auch bei anderen immunvermittelten Er-
krankungen wie etwa Allergien eine wichtige Rolle spielen könnten», erklärt BoteyBataller. Alle Gene des menschlichen Genoms werden in der Forschung in einer sogenannten Genkarte erfasst. Dabei hat jedes Gen dort seine individuelle Position, die als Genort bezeichnet wird. «Unsere Studienergebnisse zeigen deutlich, wie Immunantworten über die Genetik bestimmt werden», sagt Li. «Da unseren Studienergebnissen aufgrund der grossen Kohorte eine extrem breite Datenbasis zugrunde liegt, bieten sie eine hervorragende Grundlage für weiterführende Forschungsansätze, etwa um die Wirkung unterschiedlicher Varianten der beteiligten Gene auf die Krankheitsschwere der Borreliose hin zu untersuchen.»
In den vergangenen Jahren hat die Häufigkeit der Borreliose in der nördlichen Hemisphäre zugenommen. Auch vor dem Hintergrund des Klimawandels müsse künftig
Zeckenmodell des BAG: Gebiete, in denen sich Zecken in der Natur etablieren und überleben können. In den roten Zonen besteht eine hohe und in den blauen Zonen eine niedrige Wahrscheinlichkeit des Vorkommens. Das Modell baut auf Frühsommerwetter auf mit milden und feuchtem Wetter. (Screenshot aus BAG-Karte: Chemie Xtra)
mit einem weiteren Anstieg gerechnet werden, vermuten die Forschenden. Denn durch insgesamt mildere Temperaturen sei es wahrscheinlich, dass sich die Zeckensaison verlängern und das Verbreitungsgebiet von Zecken vergrössern wird. Die Folge: mehr Zeckenstiche und damit einhergehend auch mehr mögliche Borreliose-Fälle. «Mit unseren Studienergebnissen konnten wir wichtige Einblicke in die genetischen und immunologischen Prozesse gewinnen, welche die Entstehung einer Borreliose begünstigen. Wir hoffen, dass wir damit den Weg ebnen konnten hin zur Entwicklung wirksamer Therapien für Borreliose-Erkrankte mit langanhaltenden Symptomen», sagt Li. Die Ergebnisse haben die Forschenden in zwei Studien eröffentlicht in den Fachzeitschriften Nature Communications und BMC Infectious Diseases.
www.helmholtz-hzi.de
Sebio – Ihr Partner und Experte für die Bereiche Chromatographie, Filtration und Mikrobiologie
Im Bereich Chromatographie verkaufen wir HPLC Columns sowie auch Process-Medien.
Im Bereich Filtration verkaufen wir Papier-, Glasfaser-, Membran- und Spritzenfilter, Extraktionshülsen wie auch viele weitere Spezialpapiere.
Im Bereich Mikrobiologie verkaufen wir Nährkartonscheiben sowie auch gebrauchsfertige Flüssig- und Agar-Medien.
Schwangerschaftsdiabetes
bei
der Mutter und ADHS beim Kind
Doch keine Ursache für ADHS
Eine umfassende internationale Studie mit Daten von über 3,6 Millionen Mutter-Baby-Paaren hat gezeigt, dass es unwahrscheinlich ist, dass Schwangerschaftsdiabetes der Mutter eine direkte Ursache für die Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS) bei ihren Kindern ist.
Eine internationale Forschungsgruppe unter der Leitung der Universität Hongkong und unter Beteiligung des Zentralinstituts für Seelische Gesundheit in Mannheim hat in einer Längsschnittstudie über einen Zeitraum von 20 Jahren wertvolle Hinweise auf die seit langem geführte Debatte über die möglichen Auswirkungen von Diabetes bei Müttern auf ADHS bei Kindern geliefert. Diese Studie, in der reale Daten von über 3,6 Millionen Mutter-Baby-Paaren in Hongkong, Neuseeland, Taiwan, Finnland, Island, Norwegen und Schweden analysiert wurden, zeigte, dass es unwahrscheinlich ist, dass Schwangerschaftsdiabetes eine direkte Ursache für ADHS ist. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Medicine veröffentlicht. Weltweit haben etwa 16 Prozent der Frauen während der Schwangerschaft einen hohen Blutzuckerspiegel, und die Prävalenz von Schwangerschaftsdiabetes nimmt
Selbsttest zur Zuckerkontrolle mit einem Gerät, das den Blutzucker berechnet. (Bild: Envato)
aufgrund von Faktoren wie Fettleibigkeit und höherem Alter der Mütter immer mehr zu. Dies kann sich negativ auf die Entwicklung des Gehirns und des Nervensystems des Babys auswirken. ADHS ist eine der häufigsten neurologischen Entwicklungsstörungen bei Kindern, die schwerwiegende negative Folgen haben kann. Menschen mit ADHS sind beispielsweise anfällig für emotionale Probleme, Selbstschädigung, Drogenmissbrauch, schlechte schulische Leistungen, Ausschluss von der Schule, Schwierigkeiten im Beruf und in Beziehungen und sogar Kriminalität.
Risikofaktoren identifizieren
Die Auswirkung von Diabetes bei der Mutter auf das ADHS-Risiko bei Kindern war aufgrund widersprüchlicher Ergebnisse früherer Studien Gegenstand von zahlreichen wissenschaftlichen Diskussionen.
Infolgedessen bestehen weiterhin Bedenken hinsichtlich der Schwangerschaft von Frauen mit Diabetes und deren möglichem Zusammenhang mit dem ADHS-Risiko. In der Erkenntnis, wie wichtig es ist, Risikofaktoren für ADHS zu ermitteln, insbesondere bei Frauen im gebärfähigen Alter, wurden in der multinationalen Studie bevölkerungsbezogene Daten in den oben erwähnten Ländern verwendet, um den Zusammenhang zwischen Diabetes bei der Mutter und dem ADHS-Risiko bei den Nachkommen umfassend zu bewerten.
Entscheidende Erkenntnisse
Die Studie, die eine bemerkenswerte Stichprobengrösse von über 3,6 Millionen Mutter-Kind-Paaren von 2001 bis 2014 mit einer Nachbeobachtungszeit bis 2020 umfasst, liefert entscheidende Erkenntnisse über den Zusammenhang zwischen mütterlichem Diabetes während der
Schwangerschaft und dem Risiko von ADHS. Die Forschungsgruppe unter der Leitung von Professor Ian Wong Chi-kei der Universität Hongkong fand zunächst heraus, dass Kinder von Müttern mit jeglicher Art von Diabetes, ob vor oder während der Schwangerschaft, ein leicht erhöhtes ADHS-Risiko im Vergleich zu nicht exponierten Kindern hatten, mit einer «Hazard Ratio» von 1,16. Das bedeutet, dass das Risiko für ein Kind mit ADHS in der Gruppe der Mütter mit jeglicher Art von Diabetes um das 1,16-fache höher war als in der Vergleichsgruppe der Mütter ohne Diabetes-Erkrankung.
«Frauen, die eine Schwangerschaft planen, sollten ihr ganzheitliches Risikoprofil betrachten, anstatt sich nur auf den Schwangerschaftsdiabetes zu konzentrieren.»
Prof. Ian Wong Chi-kei, Leiter der Abteilung für Pharmakologie und Pharmazie an der LKS-Fakultät für Medizin der Universität Hongkong
In der Studie wurde ausserdem ein erhöhtes ADHS-Risiko sowohl für Schwangerschaftsdiabetes (Diabetes während der Schwangerschaft) als auch für bereits bestehenden Diabetes vor der Schwangerschaft festgestellt. Die Hazard Ratio für Schwangerschaftsdiabetes betrug 1,10, was auf ein geringfügig erhöhtes Risiko hinweist, während die Hazard Ratio für bereits bestehenden Diabetes vor der Schwangerschaft 1,39 betrug, was auf einen stärkeren Zusammenhang hindeutet.
Geschwisterkinder untersucht
Ein interessantes Ergebnis ergab sich jedoch, als die Forschenden das ADHS-Risiko zwischen Geschwistern mit nicht übereinstimmender Exposition gegenüber Schwangerschaftsdiabetes verglichen und keinen signifikanten Unterschied feststellten. Dieses unerwartete Ergebnis deutet darauf hin, dass das zuvor festgestellte ADHS-Risiko bei Kindern, die während der Schwangerschaft einem Schwangerschaftsdiabetes ausgesetzt waren, wahr-
scheinlich auf gemeinsame genetische und familiäre Faktoren zurückzuführen ist und nicht auf den Schwangerschaftsdiabetes an sich. Diese Ergebnisse stellen frühere Studien in Frage, die davon ausgingen, dass Diabetes bei der Mutter während oder vor der Schwangerschaft das ADHSRisiko bei Kindern erhöhen könnte.
Bisherige Forschungsergebnisse in Frage gestellt
Die Koordination mit Wissenschaftlern aus der ganzen Welt, die multinationale Fälle aus über 20 Jahren analysierten, war keine leichte Aufgabe. «Die Studie ist deshalb wichtig, da sie den Zusammenhang zwischen Diabetes der Mutter und dem ADHS-Risiko für das Kind in einem internationalen Kontext untersucht und bisherige Forschungsergebnisse in Frage stellt», sagt Prof. Dr. Dr. Tobias Banaschewski, Ärztlicher Direktor der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie des Kindes- und Jugendalters und stellvertretender Direktor des Zentralinstituts für Seelische Gesundheit (ZI). «Im Gegensatz zu früheren Studien, welche die Hypothese aufstellten, dass mütterlicher Diabetes während der Schwangerschaft das Risiko für ADHS deutlich erhöhen könnte, fand unsere Studie nach Berücksichtigung des komplexen Zusammenspiels verschiedener Einflussfaktoren nur einen bescheidenen Zusammenhang zwischen mütterlichem Diabetes und ADHS. Vor allem Geschwistervergleiche haben gezeigt, dass dieser Zusammenhang wahrscheinlich durch gemeinsame genetische und familiäre Faktoren beeinflusst wird, insbesondere im Fall von Schwangerschaftsdiabetes», erklärt Professor Wong. Er betont die Notwendigkeit einer genauen Betrachtung des jeweiligen Falls und die Bedeutung von zukünftiger Forschung. «Dies bedeutet, dass Frauen, die eine Schwangerschaft planen, ihr ganzheitliches Risikoprofil betrachten sollten, anstatt sich nur auf den Schwangerschaftsdiabetes zu konzentrieren», sagte er. «Für die künftige Forschung ist es von entscheidender Bedeutung, die spezifische Rolle genetischer Faktoren und einer angemessenen Blutzuckerkontrolle während der verschiedenen Stadien der embryonalen Gehirnentwicklung beim Menschen zu untersuchen.»
www.zi-mannheim.de
25. + 26. 9. 2024 Frankfurt am Main
Celebrate
Purity!
Kontaminationsfrei produzieren? Nur auf der Cleanzone finden Sie industrieübergreifende ReinraumLösungen auf internationalem Niveau. www.cleanzone.messefrankfurt.com
info@ch.messefrankfurt.com
Tel. +41 44 503 94 00
Labor 4.0 – stärkere Automation und künstliche Intelligenz
Wo individueller Workflow Realität wird
Endlich sprechen alle Laborgeräte und daran angeschlossenen Anwendungen eine gemeinsame Sprache. Dafür sorgt der seit Dezember offiziell nutzbare Laborstandard LADS (Laboratory & Analytical Device Standard). Das macht die Ilmac Lausanne 2024 noch interessanter, als sie ohnehin schon ist.
Denn für die Besucherinnen und Besucher vergrössert sich die Auswahl. Sie können nun ihren ganz individuellen Gerätepark zusammenstellen – ohne Beschränkung auf bestimmte Hersteller oder softwaretechnische Limitationen. Durch eine umfassende Information und gezielte Auswahl können Qualitätslabore durch konsequente Vernetzung, Digitalisierung und Automatisierung bis zu 50 Prozent ihrer Kosten und bis zu 70 Prozent der Lieferzeit einsparen. Damit realisieren sie entscheidende Wettbewerbsvorteile.
Das nachträgliche und aufwendige Programmieren von Schnittstellen und Treibern weicht einem Labor 4.0 mit echtem Plug-and-play. Eine Konsequenz davon: Vom Magnetrührer bis zum Hochleistungsflüssigkeitschromatographen (HPLC) mit angeschlossenem Massenspektrometer (MS) lassen sich LADS-fähige Geräte mit Smartphone oder Tablet ansteuern. Das lässt sich auf Messen erleben und in den Tagen danach im eigenen Labor umsetzen. Vor wenigen Jahren noch war es eine kleine Sensation, dass sich ein Autosampler im Notfalle beim verantwortlichen Laborleiter während eines Strandurlaubs mit einer kurzen SMS melden konnte. Jetzt kann er das Problem sogar direkt von fern beheben. Damit wird zum Beispiel auch die Steuerung von Laborgeräten aus dem Home-Office zur ganz normalen Option. Dieses Plug-and-play erstreckt sich dank der Teamplay-Fähigkeiten von LADS sogar
Was wäre, wenn alle Geräte im Labor miteinander «sprechen» könnten? Die Zukunft wird es bald zeigen, denn dank einem neuen Standard namens LADS ist das jetzt möglich. (Bild: Shutterstock)
bis in die Sphären von Automation und Robotik, von Pharma 4.0, und von AIAnwendungen (Artificial Intelligence/ künstliche Intelligenz).
Roboter lassen sich in vielen Einzeldisziplinen einsetzen, etwa bei der Probenvorbereitung und der Probenzuführung. Sie können in Gestalt von Cobots (Collaborative robots/kollaborative Roboter) sogar
mit Menschen im Team zusammenarbeiten. Hohe Automatisierungsgrade wurden naturgemäss zunächst in Bereichen mit einem grossen Probenaufkommen erreicht, zum Beispiel bei mikrobiologischen Nachweisen oder beim Test von Wasser für sterile Anwendungen.
Bei einer solchen «Durchautomatisierung» gelangt man auf geradem Weg zum pa -
Gasgeneratoren von
pierlosen Labor. Was aber noch viel wichtiger ist: Menschliche Fehler werden ausgeschlossen. Und über eine direkte Anbindung des roboterisierten analytischen Labors an die Produktion oder durch Online-Prozessanalytik lassen sich Trends, die auf Störungen hinweisen, ohne Zeitverzug detektieren und automatisch in Massnahmen zur Verhinderung von Abweichungen oder Out-of-specification (OOS) ummünzen.
Darüber hinaus ist AI dazu in der Lage zu lernen und so beispielsweise Erfahrung zu den besagten Trends anzuhäufen. Die künstliche Intelligenz kann dann selbständig Justierungen von Prozessen vornehmen und so Störungen von vorneherein vermeiden.
Dazu ein kleines Beispiel: Proben kommen unerwartet in einer anderen Reihenfolge am Autosampler an. Der registriert dies, steuert mit AI-Unterstützung entsprechende HPLC-Methoden um und gibt auch dem MS-Detektor und den dahintergeschalteten Auswerteprogrammen die nötigen Anweisungen.
Das Branchenevent Ilmac in Lausanne gibt seinen Besucherinnen und Besuchern in diesen und anderen Bereichen der Lebensmittelchemie und -technologie einen umfassenden Überblick über Labor 4.0, Pharma 4.0, Automation und Künstliche Intelligenz. Das schliesst insbesondere die Erweiterten Wahlmöglichkeiten ein, die LADS jetzt möglich macht.
Dies kann auf der wissenschaftlich getriebenen Ilmac Conference mit vielen Fachvorträgen noch vertieft werden. Am Donnerstag, 19. September, finden an der Ilmac Gruppendiskussionen zu den Themen «Neueste Innovationen und Ausblick Labor 4.0» sowie «Künstliche Intelligenz und Machine Learning – Lernen in der Arzneimittelentwicklung», jeweils inklusive Vorstellung einer Fallstudie, statt. Die Agenda ist auf Ilmac 365 verfügbar.
Ilmac Lausanne 2024
Datum: Mittwoch, 18. und Donnerstag, 19. September
Die richtige Formel für mehr Energieeffizienz Kein Stillstand, keine Sorgen. Klüber Lubrication bietet individuelle Lösungen für die chemische Industrie. Mehr Effizienz und Zuverlässigkeit bei optimierten Wartungskosten.
klüber.ch
Proben in der gewohnten Reihenfolge – oder doch in einer ganz anderen? Für künstliche Intelligenz kein Problem! (Bild: Shutterstock)
#the_right_Formula
Mobiles System für personalisierte Elektrostimulation
Mit Therapiehelm gegen Alzheimer
Bottneuro, ein Spin-off der Universität Basel, entwickelt einen personalisierten Neurostimulator. Dank gezielter Elektrostimulation des Gehirns soll der neuartige Helm den Verlauf von Krankheiten wie Alzheimer positiv beeinflussen. Der Markt für die Behandlung von Patientinnen und Patienten mit degenerativen Hirnerkrankungen ist riesig.
Mit der elektrischen Reizung bestimmter Hirnareale können degenerative Krankheiten wie Alzheimer oder Parkinson möglicherweise therapiert werden. Das zeigten wissenschaftliche Studien der letzten Jahre, sagt Dr. Bekim Osmani, Mitgründer und CEO von Bottneuro, einem Spin-off des Departements Biomedical Engineering der Universität Basel.
Die gezielte Stimulation von Hirnarealen durch die Schädeldecke ist allerdings ein schwieriges Unterfangen. Unterschiedliche Kopfformen und Gehirngrössen verunmöglichen eine Standarttherapie. Mit dem Neurostimulator «Miamind» bietet Bottneuro nun eine personalisierte Lösung. Das in Basel entwickelte System besteht aus einem passgenauen Helm, der mit 34 Elektroden ausgestattet ist. Die exakte Form des Helms und die Platzierung der Elektroden wird für jeden Patienten anhand eines MRI-Scans von Kopf und Gehirn bestimmt und am Computer modelliert. Ein 3-D-Drucker produziert den fertigen Helm, der perfekt auf dem Kopf sitzt.
«Wir entwickeln das erste medizinische Gerät, das eine personalisierte Elektrostimulationstherapie in einem mobilen Gerät anbietet», sagt Bekim Osmani. Zum Helm gehören auch ein Schultergürtel, in dem die Elektronik zur Steuerung der Elektroden untergebracht ist, und ein Tablet. Damit kann der Patient die Therapie starten. Der Neurostimulator erzeugt über die 34 Elektroden elektrische Felder, die spezifische Hirnregionen anregen. Mit denselben Elektroden kann das Gerät anschliessend
1 Universität Basel
Ein Basler Unternehmen entwickelt einen therapeutischen Helm gegen die Alzheimer-Krankheit. (Bild: Universität Basel, Roland Schmid)
auch ein Elektroenzephalogramm (EEG) erstellen und die Veränderungen der Hirnströme messen.
Therapie für zu Hause
«Bisher mussten Patientinnen und Patienten für Therapien mit ähnlichen Systemen in die Klinik gehen», sagt Osmani. «Die Therapie konnte nur mit externer Hilfe und aufwendigen Forschungsgeräten durchgeführt werden.» Jetzt ist eine unabhängige Anwendung zu Hause möglich. Die Messdaten werden dem behandelnden Neurologen danach automatisch in die Klinik übermittelt.
Nicht nur die mobile Anwendbarkeit des Geräts ist ein Fortschritt. Auch die individuelle Platzierung der Elektroden je nach
Grösse und Form des Gehirns ist therapeutisch interessant. «Wir können so sehr genau bestimmen, welche Areale elektrisch stimuliert werden», sagt der Neurobiologe Dr. Alois Hopf, Forschungsleiter bei Bottneuro. Die Stimulationstherapie lässt sich aufgrund des Therapieziels der behandelnden Ärztinnen und Ärzte auf die betroffenen Hirnareale abstimmen. Der passgenaue Helm stellt gleichzeitig sicher, dass bei jeder Therapiesitzung an exakt denselben Stellen des Kopfes stimuliert wird.
Erste klinische Studien
Bottneuro entwickelte zusammen mit Elektronikpartnern in der Schweiz die Hard- und Software für das Gerät. Investo -
Christian Heuss ¹
ren und Stiftungen finanzierten die Entwicklung des Spin-off-Unternehmens mit bisher sieben Millionen Franken. Mit der kürzlich erfolgten Registrierung als medizinisches Gerät durch Swissmedic ist Bottneuro in eine neue Entwicklungsphase getreten. Nun wird die Wirksamkeit der Elektrostimulation in klinischen Tests untersucht. In einer ersten Phase mit vorerst acht Probanden testet das Unternehmen die Sicherheit und Verträglichkeit von Miamind. Haben die Elektrostimulationen einen Einfluss auf die Aufmerksamkeit der Probandinnen und Probanden? Wie funktioniert die Bedienung des Geräts in der Praxis? Solche Fragen studiert das Unternehmen in Zusammenarbeit mit Prof. Raphael Guzmann, Chefarzt Neurochirurgie am Universitätsspital Basel und Mitgründer von Bottneuro.
«Mobile Stimulationsgeräte haben Potential für die Behandlung von Patientinnen und Patienten mit neurologischen Erkrankungen», sagt er. Erste Studien deuten auf Effekte zum Beispiel bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer hin. Auch bei Epilepsie oder einem Hirnschlag könnte die Technologie funktionelle Verbesserung für die Patientinnen und Patienten bringen. Gleichzeitig betont Guzman, dass der Weg zu einem Wirksamkeitsnachweis von Miamind noch weit ist. «Dazu braucht es randomisierte klinische Studien bei betroffenen Patienten.»
Solche Studien sind äusserst aufwendig und teuer. Die Kosten für entsprechende Studien liegen in der Grössenordnung von 20 bis 50 Millionen Franken. Die Firma hofft mit der Registrierung in Deutschland und in den USA auch Zugang zu ausländischen Investoren zu finden.
«Miamed» soll in der Therapie von Alzheimer zum Einsatz kommen. (Bild: Universität Basel, Roland
Interesse von Privatkliniken
Doch bereits jetzt sucht Bekim Osmani nach Kunden, die das Gerät bei ihren Patientinnen und Patienten einsetzen möchten. «Wir sehen Interesse bei exklusiven Privatkliniken in der Schweiz und in England, die innovative therapeutische Anwendungen anbieten.» Das Gerät kostet derzeit etwa 50 000 Franken pro Jahr im Mietmodell oder kann für 190 000 Franken auch gekauft werden.
«Man muss die derzeit noch hohen Kosten des Geräts auch im Verhältnis zum kürzlich in den USA zugelassenen AlzheimerMedikament Lecanemab sehen», sagt Osmani. Die Gesamtkosten liegen dort bei zirka 80 000 Franken pro Jahr. Bei der Herstellung grösserer Stückzahlen werde auch der Preis von Miamind um den Faktor fünf sinken.
Neben Alzheimer wäre ein Einsatz auch bei einem Hirnschlag, bei schweren Depressionen, Epilepsie oder Parkinson vorstellbar. Der Nachweis, ob das neuartige Gerät aus Basel für irgendeine der schwerwiegenden Krankheiten einen Nutzen bringt, muss allerdings erst noch erbracht werden.
Für höchste Prozesssicherheit bei Druck und Vakuum.
www.unibas.ch
www.bottneuro.ch
Die Knickstab-Umkehr-Berstscheibe KUB® bietet einfache Handhabung durch aussergewöhnliche Robustheit, sowie eine lange Lebensdauer. Auch für sterile Anwendungen geeignet.
Das ELEVENT® Unter- und Überdruckventil schützt Anlagen und Tanks mit niedrigen Designdrücken ab ± 2 mbar. Eine kontrollierte Druckhaltung wird sichergestellt.
8703 Erlenbach Telefon 044 910 50 05
www.paliwoda.ch
Offizieller Partner der
Schmid)
Der Proband startet auf einem Tablet die Therapie. (Bild: Universität Basel, Roland Schmid)
Biofortifizierter Reis gegen Mangelerscheinungen
Vitamin-B1-Mangel wird häufig mit einer Ernährung auf Reisbasis in Verbindung gebracht. Forschende der Universität Genf haben zusammen mit Teams der ETH Zürich und der National Chung Hsing University in Taiwan neue Reislinien erzeugt, die solchen Mangelerscheinungen vorbeugen sollen. Die im Labor entwickelten Linien exprimieren ein Gen, welches Vitamin B1 im Nährgewebe des Reiskorns einlagert.
Die meisten Vitamine können vom menschlichen Körper nicht selbst hergestellt werden und müssen über die Nahrung zugeführt werden. Wenn die Ernäh
Reis mit mehr B1 SERVICE-QUALITÄT
rung abwechslungsreich ist, wird der Bedarf an Vitaminen in der Regel gedeckt. In Bevölkerungsgruppen, die sich hauptsächlich oder sogar ausschliesslich von Getreide wie Reis ernähren, kommt es jedoch häufig zu Mangelerscheinungen. Dies gilt insbesondere für den wichtigen Mikronährstoff Vitamin B1 (Thiamin), dessen Mangel zu zahlreichen Erkrankungen des Nerven und Herz KreislaufSystems führt, wie zum Beispiel Beriberi.
Vitamin B1 geht bei Verarbeitung verloren
Reis ist die Grundnahrungspflanze für die Hälfte der Weltbevölkerung, vor allem in den tropischen Ländern Asiens, Südamerikas und Afrikas. Reiskörner haben einen niedrigen Vitamin B1 Gehalt, und durch die Verarbeitungsschritte, einschliesslich des Polierens (das heisst dem Entfernen der
Kleischichten durch Abreiben der Randschichten), wird dieser noch weiter reduziert, da sich etwa 90 Prozent des Vitamin B1 in den entfernten Geweben befinden. Dieser Prozess verschlimmert also chronische Mangelerscheinungen noch weiter. Das Labor von Prof. Teresa Fitzpatrick am Departement für Pflanzenwissenschaften der Universität Genf ist auf die Biosynthese und Abbauwege von Vitaminen in Pflanzen spezialisiert. Ihre Forschungsgruppe versuchte in Zusammenarbeit mit einem Team der ETH Zürich und der National Chung Hsing University (NCHU) in Taiwan, den Vitamin B1 Gehalt im Endosperm von Reis zu verbessern. Dieses Nährgewebe macht den Grossteil des Samens aus bzw. auch dessen, was gegessen wird.
«Bei früheren Biofortifizierungsversuchen anderer Teams war es gelungen, den Vita
Reisfeld im Landkreis Taitung, Taiwan. (Bild: Adpic)
min B1 Gehalt in den Blättern und der Kleie – der Hülle des Reiskorns – zu erhöhen, nicht aber im verzehrfertigen Reiskorn. In unserer Studie haben wir speziell auf die Erhöhung des Vitamin B1 Gehalts im Endosperm gezielt», erklärt Teresa Fitzpatrick, Erstautorin der Studie. Die Wissenschaftler erzeugten Reislinien, die ein Gen exprimieren, das Vitamin B1 kontrolliert im Gewebe des Endosperms sequestriert. Nach dem Anbau im Gewächshaus, der Ernte und dem Polieren der Reiskörner stellten sie fest, dass der Vitamin B1 Gehalt in den Reiskörnern aus diesen veränderten Linien erhöht war.
Vielversprechender experimenteller Anbau
Die Linien wurden anschliessend auf einem Versuchsfeld in Taiwan ausgesät und mehrere Jahre lang angebaut. Aus agronomischer Sicht waren die analysierten Merkmale zwischen den veränderten und den unveränderten Reispflanzen gleich. Tatsächlich sind die Pflanzenhöhe, die Anzahl Halme pro Pflanze, das Korngewicht oder
Die biofortifizierten Reissorten wurden im Labor entwickelt und anschliessend auf Versuchsfeldern in Taiwan angebaut. (Bild: Fitzpatrick et al., NCHU)
auch die Fruchtbarkeit vergleichbar. Dagegen ist der Vitamin B1 Gehalt in den Reiskörnern nach dem Polierschritt in den veränderten Linien um das Drei bis Vierfache erhöht. Diese Veränderung ermöglicht also eine Akkumulation von Vitamin B1, ohne sich auf den Ertrag auszuwirken. «Die meisten Studien dieser Art werden mit Gewächshauskulturen durchgeführt. Die Tatsache, dass wir unsere Linien unter
realen Feldbedingungen anbauen konnten und dass die Expression des veränderten Gens über die Zeit stabil ist, ohne dass eine der agronomischen Eigenschaften beeinträchtigt wird, ist sehr vielversprechend», schwärmt Wilhelm Gruissem, Honorarprofessor der ETH Zürich sowie emeritierter Professor und Yushan Fellow der NCHU.
Mit einer Schale Reis von 300 Gramm aus dieser Kultur kann etwa ein Drittel der empfohlenen Tagesdosis an Vitamin B1 für einen Erwachsenen erreicht werden. Der nächste Schritt zur Erreichung des Ziels biofortifizierter Pflanzen mit Vitamin B1 wird darin bestehen, diesen Ansatz auch bei kommerziellen Sorten zu verfolgen. Es müssen jedoch noch regulatorische Schritte in Bezug auf die gentechnische Biofortifikation unternommen werden, bevor diese angebaut werden können. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Plant Biotechnology Journal publiziert.
www.unige.ch
Multiphysik-Simulation spielt eine wesentliche Rolle bei der Entwicklung lebensrettender medizinischer Geräte und Behandlungen. Mithilfe eines präzisen Modells können die Wechselwirkungen zwischen dem menschlichen Körper und dem Medizinprodukt simuliert werden. Dies hilft bei Designentscheidungen, beschleunigt die Herstellung sicherer und wirksamer Produkte und erleichtert die Zulassungsverfahren.
erfahren sie mehr comsol.com/feature/medizintechnik-innovation
Stabilitätsprüfkammern für die Qualitätssicherung
Prüfstand für die Haltbarkeit
Um sicherzustellen, dass Produkte für die Infektionsprävention unterschiedlichen Umwelteinflüssen standhalten, lagert die Firma B. Braun Medical in Sempach ihre Produktmuster in begehbaren Stabilitätsprüfcontainern von Weiss Technik ein. Kürzlich wurden am Standort Sempach zwei neue Kammern installiert.
Luca Meister
Bakterien, Viren, Parasiten und Pilze sind unsere alltäglichen Begleiter. Allein auf unseren Händen befinden sich rund zehn Millionen pathogene Mikroorganismen. Im Gesundheitswesen stellen jedoch nicht nur unsere Hände ein potenzielles Risiko dar. Insbesondere in Spitälern sind Krankheitserreger auch auf Fussböden, Arbeitsflächen, Waschbecken, Armaturen oder Geräten und Operationsinstrumenten unerwünscht. Generell sind die medizinischen und pflegerischen Einrichtungen gezwungen, Infektionen und die damit verbundenen Komplikationen mit hohen Folgekosten zu verhindern.
Auf die Infektionsprävention hat sich die B. Braun Medical AG spezialisiert, deren Produktionsstandort in Sempach (LU) innerhalb der B. Braun-Gruppe als Kompetenzzentrum für den Bereich Desinfektion agiert. Rund 160 Mitarbeitende entwickeln und produzieren unweit des Sempachersees hochwertige Desinfektions- und Hygieneprodukte, die in 120 Länder geliefert werden.
Abfüllung von Hygieneprodukten unter Reinraumbedingungen am Standort Sempach. (Bild: B. Braun)
Verändern sich die Eigenschaften?
Um die Haltbarkeit neuer oder veränderter Formulierungen auf Herz und Nieren zu prüfen, führt das Team von Christian Zgraggen, Leiter Qualitätskontrolle bei B. Braun, Stabilitätsstudien in Echtzeit durch. Basierend auf diesen Tests wird, konform mit
B. Braun Schweiz
Die B. Braun Medical AG ist eine Tochtergesellschaft des deutschen B. Braun Konzerns, einem Hersteller und Lieferanten von Medizintechnikprodukten, der insgesamt 63 000 Personen in 64 Ländern beschäftigt. Davon sind 1077 Personen in der Schweiz am Hauptsitz in Sempach, den Produktionsstandorten Crissier (VD), Escholzmatt (LU) und Sempach (LU) sowie den beiden Tochtergesellschaften SteriLog AG in Luzern und B. Braun Medical Care AG in Hochfelden (ZH), Oerlikon (ZH) und Urdorf (ZH) tätig.
In Sempach wurden rund 75 Millionen Franken in das neue Produktionswerk N.I.C.O.» (New Infection Control Operations) investiert, um mittelfristig die Produktionskapazitäten im Bereich Desinfektion und Hygiene zu verdoppeln.
www.bbraun.ch
den jeweiligen regulatorischen Anforderungen, die Haltbarkeitsdauer verschiedenster Hygieneprodukte definiert.
Soll zum Beispiel eine Wundspüllösung in die Tropen geliefert werden, wird der Einfluss der dort höheren Temperaturen und Luftfeuchtigkeit getestet, um sicherzustellen, dass die physikalischen, chemischen
Eingelagerte Muster in verschiedensten Grössen werden der Stabilitätsprüfung unterzogen. (Bild: L. Meister)
und mikrobiologischen Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden. Spezifischer: Wie verändert sich die Viskosität? Was passiert mit dem pH-Wert? Baut sich der Wirkstoff ab, oder bilden sich toxische Abbausubstanzen? Je nach Produkt werden kleinere oder grössere Muster bis hin zum Fünf-Liter-Kanister zwischen 18 Monaten und fünf Jahren eingelagert.
Aufgrund der Inbetriebnahme des neuen Produktionswerks in Sempach wurden neue Lagerkapazitäten für Stabilitätsstudien benötigt. Da im bestehenden Laborbereich nicht genügend Platz vorhanden ist, wurde nach Möglichkeiten gesucht, die Muster ausserhalb des Gebäudes unter kontrollierten Bedingungen flexibel zu lagern. Mit den mobilen Stabilitätsprüfcontainer von Weiss Technik konnten diese Bedürfnisse abgedeckt werden. Das autarke, nicht mit der Gebäudehülle verbundene Plug-and-Play-System benötigt lediglich einen Stromanschluss, Druckluft für die Spülung der Kammer im Havariefall sowie einen Wassertank für die Befeuchtung.
Weiss Technik
So wurden Anfang 2024 zwei GMP-konforme Stabilitätsprüfcontainer von Weiss Technikinstalliert und in Betrieb genommen. Die begehbaren Kammern entsprechend vollumfänglich den ICH-Richtlinien Q1 und verfügen je über eine Prüfkammer und eine Schleuse. Und sie sind flexibel nutzbar: Je nach Anforderung kann die definierte Umgebungsbedingung einer Klimazone innerhalb weniger Stunden rasch geändert werden. Gemäss den Richtlinien darf die Temperatur nicht um mehr als zwei Grad und die Luftfeuchtigkeit nicht mehr als fünf Prozent abweichen. Für den Anwendungsfall in Brasilien sind das Testbedingungen bei 30 Grad Celsius und 75 Prozent relative Luftfeuchtigkeit.
Sicherheit dank
Druckluftspülung
Für die permanent stabilen Bedingungen sorgen einerseits ein Temperierungssystem bestehend aus Deckenverdampfer mit integrierter Elektroheizung und luftgekühltem Kälteaggregat, und andererseits
Die Weiss Technik AG mit Sitz in Altendorf (SZ) ist spezialisiert auf Geräte und Anlagen im Bereich der Umweltsimulation, Wärmetechnik, Klima- und Reinraumtechnik. Die Geräte werden dabei in Produktionen in Deutschland entwickelt und hergestellt. Die Projektleitung und -abwicklung von Neubau-, Erweiterungs- oder Umbauten wird von Altendorf aus realisiert. Begleitet wird die Umsetzung von einem Team an Montageund Servicetechnikern, das über die ganze Schweiz verteilt ist.
www.weiss-technik.com
ein Klimatisierungssystem mit energiesparendem Ultraschallbefeuchter sowie separatem Entfeuchtungsverdampfer. Ein Platin-Widerstandsthermometer für die Temperatur und ein wartungsfreier kapazitiver Feuchtefühler sind mit der Monitoring-Software verbunden, die dem GAMPGuide und der FDA 21 CFR Teil 11 entspricht.
Da mitunter Produkte mit hohem EthanolAnteil, wie beispielsweise klassische Händedesinfektionsmittel, Langzeittests unterzogen werden, darf zu keinem Zeitpunkt eine Zündquelle vorhanden sein. Eine Gaswarnanlage detektiert organische Kohlenwasserstoffe wie zum Beispiel verdunstetes Ethanol oder andere mikrobiozide Lösungsmittel. Sollte eine Prüfkammer eine zu hohe Konzentration an einem explosionsfähigen Gemisch aufweisen, wird diese umgehend automatisch mit frischer Druckluft gespült und kontrolliert abgeschaltet.
Schon lange Zeit vor der aktuellen Installation hatte B. Braun drei andere Klimakammern in Betrieb genommen, die mittlerweile fast 20 Jahre in Betrieb sind. Christian Zgraggen fasst zusammen: «Wir haben mit den bestehenden Kammern gute Erfahrungen gemacht und haben uns bei den beiden neuen deswegen erneut an Weiss Technik gewendet.» Der Leiter Qualitätskontrolle ergänzt: «Künftig können wir die beiden Container für die Qualitätsprüfung der angepassten Produktion im neuen Gebäude einsetzen, um zu zeigen, dass die modernisierten Prozesse keinen Einfluss auf unsere Produkte haben.»
Zwei begehbare Stabilitätsprüfcontainer des Typs «PharmaEvent» wurden 2024 in Betrieb genommen. (Bild: L. Meister)
Blick in die Schleuse der mobilen Klimakammer. (Bild: L. Meister)
E-Business & Logistik-Lösungen für die chemische Industrie
Aufwand und Kosten reduzieren
Stillstand gibt es beim technischen Grosshändler Haberkorn nicht. Mit smarten Logistik-Lösungen, die fortlaufend weiterentwickelt werden, werden Prozesse optimiert und Aufwände verringert. Gleichzeitig steigt die Versorgungssicherheit für Mitarbeitende.
Mit mehr als 2500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern und über 30 Standorten in Österreich, der Schweiz, Deutschland und Osteuropa zählt Haberkorn zu den führenden technischen Händlern Europas. Das Traditionsunternehmen versorgt seine Kunden – vornehmlich Industrie- und Bauunternehmen – aber längst nicht nur mit Arbeitsschutz und technischen Produkten wie beispielsweise Schläuchen. Auch steht Haberkorn für ausgeklügelte Ausgabesysteme, durch die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter rund um die Uhr und mit automatischer Nachbestellung auf benötigte Produkte wie Werkzeug, Arbeitsschutz oder Ersatzteile zurückgreifen können – und das ganz unkompliziert.
«Automatisierte Beschaffung reduziert Weg- und Wartezeiten sowie Schwund, was wiederum Kosten spart.»
Michael Feurle, Geschäftsleiter Haberkorn Suisse
Haberkorn-Headquarter Wolfurt, Österreich, nahe der Schweizer Grenze. (Bilder: Haberkorn)
Ausgabesysteme von Haberkorn
Bei zahlreichen Kunden sind die Ausgabesysteme von Haberkorn im Tagesgeschehen längst nicht mehr wegzudenken: So steht der H-Save Ausgabeautomat mit individuell definierten Produkten 24/7 zur Verfügung. Die Entnahme erfolgt via Chip, ist zugriffsgesichert und jederzeit nachvollziehbar. Das Gerät sorgt via VMI-Prozess dafür, dass immer genügend Produkte vorhanden sind. Wenn es nicht um klassische Verbrauchsprodukte geht, dann bietet Haberkorn mit dem H-Rent eine geeignete Lösung. Über dieses System können Kunden ihre Werkzeuge wie beispielsweise Messmittel verwalten und haben dadurch zu jeder Zeit die Übersicht, welchen Status das Produkt gerade hat und wer es einsetzt. Für eine unkomplizierte und noch schnellere Ausgabe eignet sich der H-Scale Wiegezellenschrank. Egal ob grosse
oder kleine Produkte – hier gibt es fast keine Einschränkungen. Die Vorteile: Interner Aufwand wird reduziert und Prozesse wie die Zuteilung von Kosten werden wesentlich vereinfacht.
E-Business-Lösungen
EDI und OCI
Digitale Signale lassen sich immer in der gleichen Qualität nutzbar machen. Im Sinne einer fehlerfreien und raschen Datenübertragung macht Haberkorn in den Bereichen EDI und OCI davon Gebrauch und bietet Kunden eine exzellente Beratung. So werden Prozesse in einfacher Weise elektronisch abgewickelt und Aufwand minimiert. Die Workflows sind flexibel konfigurierbar und lassen sich so ganz einfach in die Geschäftsprozesse der Kunden integrieren. Kunden können Konfigurationen auch selbst gestalten. Über den Haberkorn Online-Shop lassen sich Workflows abbil -
Der Haberkorn Online-Shop
Im Online-Shop von Haberkorn Suisse finden sich über 10 000 professionelle Produkte, einfach strukturiert und dank der Suchfunktion schnell und problemlos auffindbar. Der Beschaffungsprozess lässt sich ganz leicht per Klick und ohne Papierkram steuern. Dabei behält der Anwender stets den Überblick. Dank verschiedener Schnittstellen ist der Online-Shop mehr als nur eine Einkaufsplattform und funktioniert beispielsweise sogar als Automat. Damit vereinfacht sich die Beschaffung entscheidend.
Der Haberkorn Online-Shop ist Einkaufsplattform und multifunktionelles Tool für die effiziente und transparente Beschaffung.
Mit dem H-Scale ist das passgenau auf Kundenbedürfnisse angepasste Sortiment stets griffbereit.
den und über die Super-User-Funktion steuern.
OCI ist die Lösung dafür, Produkt- und Preisinformationen aus dem Online-Shop ins Kunden-ERP-System zu übernehmen. EDI ermöglicht Kunden, den Bestellablauf aus dem ERP-System elektronisch durchzuführen. Beide Varianten können unabhängig voneinander eingesetzt werden, zusammen bilden sie jedoch eine Möglichkeit, Bestellungen vollelektronisch abzuwickeln.
• Inertisierungsstandard – präzise, langlebig und zuverlässig
• ressourcenschonend durch reduzierten Gasverbrauch
• Selbsttätige Druckregler ohne Hilfsenergie
• Zertifikate: ATEX, FDA & USP Class VI, ADI-Free, etc.
Exakte Schlauchführung ohne einen Zentimeter zu viel: Darum ist der Schlauch-Spezialist in der Planungsphase von Anfang an dabei.
Erweiterung einer Arzneimittelproduktion gelingt im Zusammenspiel
Schlauchspezialisten von Anbeginn mit im Boot
Bei umfangreichen Produktionserweiterungen im Pharmabereich gilt es, gleichermassen behördliche Regularien wie auch prozessspezifische Notwendigkeiten zu beachten. Dabei erweisen sich die Planung der Schlauchsysteme und ihre Installation als ein Feld von ganz eigener Dynamik – gut, wenn ein ausgewiesener Spezialist von Anfang an dabei ist.
Es handelte sich einerseits um eine typische Aufgabenstellung: Das Medikament eines Arzneimittelherstellers aus dem Grossraum Mitteleuropa ist in seinem Indikationsbereich ebenso einzigartig wie erfolgreich. Die weltweite Nachfrage steigt. Nun möchte der Hersteller seine Produktionskapazitäten erweitern. Allerdings in einem aussergewöhnlich grossen Ausmass: Die Erweiterungsfläche mass mehr als zwei Fussballfelder und mehrere Stockwerke bei einem Investitionsvolumen von 100 Millionen Euro.
Strenge Regularien – inklusive TA-Luft
Die Anforderungen an eine pharmazeutische Produktionsanlage waren erwartungsgemäss hoch. Zu den strengen Regularien zählten naturgemäss die Guten Herstellungspraxtiken (GMP) bzw. die
current Good Manufacturing Practices (cGMP) gemäss den regulatorischen Anforderungen der US Lebensmittel und Arzneizulassungs Behörde FDA. Damit sollen Sicherheit und Wirksamkeit der hergestellten Arzneimittel gewährleistet und eine kontinuierliche Verbesserung der Produktqualität erzielt werden. Hinzu kam die «neue» TA Luft 2021, wobei insbesondere der Nachweis bestimmter LeckageKlassen eine wesentliche Rolle spielte. Über diese generellen regulatorischen Anforderungen hinaus legte der Hersteller aufgrund des speziellen Prozesses Wert auf die Einhaltung zusätzlicher Vorgaben. So sollte möglichst wenig Produkt in den Schlauchleitungen verbleiben. Entsprechend sollte eine kleine Gesamtzahl von Adapterstücken zum Einsatz kommen, die Anschlüsse eine besonders hohe chemische Beständigkeit gegen Säuren und spe
zielle Lösemittel, oder gegen sehr korrosive Medien aufweisen und, aufgrund der kleinen Abmessungen, in hoher Bruchfestigkeit ausgeführt werden. Ausserdem wollte der Arzneimittelhersteller im Sinne eines nachhaltigen Wirtschaftens Kunststoffabfälle minimieren und für etwaige Silikon Engpässe gerüstet sein.
Schlauchspezialisten von Beginn an im Team Aufgrund dieser komplexen Anforderungen stellten sich die bei der Produktionserweiterung zu legenden Schläuche als eine Herausforderung von eigener Qualität dar. Darum nahm der Arzneimittelhersteller einen erfahrenen Spezialisten für PTFE und Silikonschlauchleitungen von Anfang an mit ins Boot, das heisst: Die Schlauch Experten arbeiteten schon in der Planungsphase mit dem Planungsunter
nehmen und in weiterer Folge mit dem Anlagenbauer zusammen und prüften gemeinsam die 3 D Installations Modelle der Rohrleitungen und Behälter. Dabei stellte das Team eine optimale Einbausituation für die Schlauchleitungen her, um diese perfekt auf die Anforderungen der speziellen Arzneimittelproduktion auslegen zu können.
Beispielsweise wurden verschiedene Schlauchleitungen mit Bögen versehen oder die Durchmesser und Anschlüsse für eine Gesamtkonstruktion ohne weitere Zwischenstücke angepasst. Auf Single useElemente wurde komplett verzichtet, so dass Kunststoffabfälle in der laufenden Produktion vermieden werden. Mit höher legierten Edelstählen stellte man die erforderliche chemische Beständigkeit sicher und konnte auch kleine Bauteile bzw. geringe Durchmesser ohne Bruchgefahren realisieren.
Zur Erfüllung der Vorgaben der TA Luft 2021 wurde zum Beispiel der eine oder andere Flanschanschluss mit Kunststoffauskleidung durch einen gebördelten Schlauchanschluss ersetzt. Die Verbindung, also die beiden Anschlussteile und die Dichtung, wurden gemeinsam in einer Berechnung betrachtet, um so Anzugsmomente für die Schrauben zu ermitteln und gleichzeitig herauszufinden, ob die gewünschte Leckageklasse erreicht werden konnte.
Glatte Seele, reinigbare Oberflächen
Für die Produktion kamen, wo immer nötig, Schlauchleitungen mit glatter Seele (abdichtende Schlauchinnenschicht) zum Zuge, denn sie minimieren die Anhaftung der durchfliessenden Flüssigkeiten. Für eine komfortable Handhabung wurden flexible Schlauch Ausführungen gewählt.
Strenge Regularien für die gesamte Anlage: Bei der Arzneimittelherstellung sind GMP bzw. cGMP Pflicht.
Mobile Prozessbehälter erfordern Schläuche mit hoher Werkstoff- und Oberflächengüte –unter anderem Schlauchanschlüsse mit elektroplierten Innenflächen.
Und in der ExZone kamen spezielle PTFEWellschläuche mit Aramid /Kohlefaserumflechtung (Typ NFN A, Neotecha) zum Einsatz. Sie leiten statische Aufladung ab wie metallische Umflechtungen, bergen aber kein Verletzungsrisiko durch Metalllitzen, die mit der Zeit brechen und dann abstehen.
In Reinraumbereichen gab es darüber hinausgehende Anforderungen an die Oberfläche und die äussere Reinigbarkeit der Schlauchleitungen. Aus diesem Grund wurden fertig verpresste Schläuche mit besonders glatten Oberflächen verwendet. Zusätzliche Wünsche wie das Anbringen von Kundenbezeichnungen auf der Pressfassung, d. h. auf dem Anschluss am Schlauch, wurden gerne erfüllt. Das ermöglichte die genaue Zuordnung der Schlauchleitung im Produktionsprozess. Die Beschriftung wurde mit einem Laser umgesetzt, um die glatten metallischen Oberflächen der Pressfassung zu erhalten und eine deutliche Markierung zu gewährleisten. Des Weiteren wurde auf einen möglichst nahtlosen Übergang zwischen Pressfassung und Anschluss geachtet, um keinen Raum für Verschmutzungen zu bieten.
Medienversorgung aus grossen Tankcontainern
Im Bereich der Medienversorgung sollten einige IBC Container (Intermediate Bulk Container) durch Schlauchleitungen mit der Anlage verbunden werden. Um beim An und Abschliessen das Rücklaufen von
Medium zu minimieren, wurde ein Kugelhahn am Ende des Anschlussstückes integriert. Des Weiteren wurde der IBCAnschluss für eine Befestigung direkt am IBC (ohne Adapter!) designt. So wurden unnötige Dichtstellen vermieden. Auch kam eine sehr flexible Schlauchtype zum Einsatz, um wenig Kraft auf den Kunststoffkugelhahn des IBC Containers auszuüben.
Teile der Produktion wurden mit mobilen, innen elektroplierten Behältern ausgerüstet. Schlauchleitungen, die an diese Art von Reaktoren angeschlossen wurden, mussten dieselben Anforderungen an Werkstoff und Oberflächengüte erfüllen. Deshalb wurden Schlauchanschlüsse mit elektroplierten Innenflächen verwendet. An anderer Stelle befinden sich stationäre Tanks, welche auf Wiegezellen stehen. Um korrekte Wiegungen zu gewährleisten, musste man sich um die Entkopplung
Gedanken machen und dabei genau auf die Führung der Schlauchleitung achten um unerwünschte Kräfte mit potenziell negativem Einfluss auf die Wiegung zu vermeiden.
Gegen Ende eine Vor-OrtAusmessung von allem
Um perfekte Schlauchlängen zu ermitteln, massen die Schlauchspezialisten nochmals alle Leitungen vor Ort mit Originalmaterial. Parallel dazu prüften sie gleich noch alle anlagenseitig vorhanden Rohranschlüsse auf Ausführung und Abmessung, um etwaige Abweichungen so früh wie möglich zu erkennen.
Die Anforderungen an die Dokumentation waren wie gewohnt sehr hoch. Die Qualitätssicherung bei der Herstellung der Schlauchleitungen ist natürlich das A & O, wird bei Neotecha täglich gelebt und mit Freude umgesetzt. Alle Bestandteile einer
Schlauchleitung können bis zum Ursprung des Ausgangsmaterials rückverfolgt werden. Abgesehen von Abnahmeprüfzeugnissen und Konformitätsbescheinigungen konnten über ein neuartiges Prüfprotokoll die Dichtheits und Festigkeitsprüfung lückenlos von einem modernen Prüfstand dokumentiert werden.
Für dieses Projekt wurden etwa 350 anwendungsspezifische Schlauchleitungen nach den Wünschen des Arzneimittelherstellers gefertigt. Sie befinden sich nun täglich im Einsatz und funktionieren bestens.
Andreas Gitterle Geschäftsführer Neotecha GmbH A-4615 Holzhausen office@neo-techa.com www.neo-techa.com
13. Symposium on Lab Automation & Symposium on Robotics and Industrial Automation
www.ost.ch/swissautomation
13. Symposium on Lab Automation & Symposium on Robotics and Industrial Automation
Institute for Lab Automation and Mechatronics ILT
Institute for Lab Automation and Mechatronics
Einblicke in Prozesse gewinnen und Sicherheit erhöhen
Effizienter Dampfverbrauch durch Messungen
Die Optimierung des Dampfverbrauchs beginnt mit qualitativ hochwertigen Messungen und einer kontinuierlichen Überwachung.
Dampf spielt in industriellen Prozessen als Wärmeträgermedium eine entscheidende Rolle. Dampfsysteme bieten zahlreiche Möglichkeiten zur Einsparung, Wiederverwendung oder Rückgewinnung – sei es in den Bereichen Erzeugung, Verteilung, Abrechnung oder beim Wirkungsgrad von Heizkesseln. Bei Endress+Hauser erhalten Sie alle dazu erforderlichen Messgeräte, um solche Verbesserungspotenziale optimal auszuloten, einschliesslich Messgeräten für die umfassende Wasseranalyse. Kontinuierliche Überwachung: Die permanente Überwachung von Dampfanlagen ist unerlässlich. Moderne Systeme ermöglichen die Echtzeitüberwachung von Kesselwirkungsgrad und Verbrauchereffizienz. Dadurch können potenzielle Ineffizienzen frühzeitig erkannt und behoben werden.
Effiziente Energieübertragung durch trockenen Dampf
Ein optimaler Dampfzustand ist entscheidend für die Energieübertragung. Trockener Dampf (100% gesättigt) hat den höchsten Wirkungsgrad. Feuchter Dampf hingegen führt zu Energieverlusten und finanziellen Einbussen. Daher ist die Messung des Trockenheitsgrades von Dampf von grosser Bedeutung. Qualitativ hochwertige Messungen: Die Optimierung des Dampfverbrauchs beginnt mit präzisen Messungen. Qualitativ hochwertige Sensoren, wie die im Portfolio von Endress+Hauser aufgeführten, ermöglichen genaue Erfassung von Dampfparametern wie Druck, Temperatur und Feuchte.
Endress+Hauser-Portfolio für Dampfmessung
Unser umfangreiches Portfolio bietet Lösungen für die präzise Dampfmessung:
– Proline Prowirl F200: Multivariabler Wirbelzähler (inkl. Durchflussrechner) für die direkte Masse- und Volumenmes-
Die Verbesserung der Dampfverbrauchsoptimierung erfordert präzise Messungen von hoher Qualität sowie eine kontinuierliche Überwachung. (Bild: Endress)
sung von gesättigtem oder überhitztem Dampf mit bester Genauigkeit.
– Proline t-mass F300: Für die Masseund Normvolumenmessung gasförmiger Brennstoffe
– Cerabar PMP71B: Drucktransmitter für Dampfanwendungen.
– Liquiphant FTL64: Vibrationsgrenzschalter zur Überwachung von Dampf- und Flüssigkeitsniveaus.
– Levelflex FMP54: Füllstandsmessung für Dampfkessel.
– Omnigrad M TR15: Für die Temperaturmessung von Dampf, Frischwasser, Kondensat und Speisewasser zur Ermittlung des Energieinhaltes.
– Liquiline CM448: Messumformer Flüssigkeitsanalyse Mehrkanal für den Anschluss von digitalen Sensoren mit Memosens Protokoll.
– pH-Sensor Memosens CPS11E und Digitaler Leitfähigkeitssensor Memosens CLS15E: Präzise Sensoren für die Wasserqualitätsüberwachung.
– Memograph M RSG45: Datenrekorder für umfassende Prozessüberwachung. Mit diesen fortschrittlichen Lösungen können Sie den Dampfverbrauch optimieren und die Dampfverteilung in Ihren Hilfskreisläufen verbessern. Erfüllen Sie die Normen ISO 50001 und ISO 14001, während Sie gleichzeitig die Effizienz steigern.
Endress+Hauser (Schweiz) AG Kägenstrasse 2 CH-4153 Reinach info.ch@endress.com www.ch.endress.com
Radar-Füllstandmessung
bringt mehr Präzision in Plexiglas-Prozesse
Glasklar vorne
Durchsichtig wie Glas, aber viel leichter und bruchfester? Das klingt nach «Plexiglas», der führenden Marke für Acrylglas. Das Chemieunternehmen Röhm GmbH produziert das Material unter anderem in Worms (D) und lässt die verschiedensten Lagercontainer dabei durch Füllstandsensoren «Vegapuls 6X» kontinuierlich überwachen. Weil die Radargeräte für alle Medien geeignet sind, konnte das Ersatzteillager bei Röhm zuletzt deutlich reduziert werden.
Ob im Museum, beim Autofahren oder im Gewächshaus: Es gibt kaum einen Ort, an dem nicht auch Plexiglas im Einsatz wäre – wenngleich seine optischen Eigenschaften dazu führen, dass es leicht übersehen wird. Erfunden von Otto Röhm und seit 1933 als Marke geschützt, besticht das Material mit Vorteilen, die Glas, als Alternative, nicht liefern kann. Einfach zu formen, in nahezu allen denkbaren Farbnuancen herstellbar, bruchfest und witterungsbeständig ist es. In all diesen Eigenschaften sah vermutlich schon Otto Röhm riesiges Potenzial. Was sonst hätte ihn angetrieben, über Jahrzehnte hindurch daran zu forschen und zu tüfteln. Kaum abschätzen konnte er dagegen vermutlich, wie sich die industrielle Herstellung der chemischen Verbindung in der Zukunft entwickeln würde. Und sich immer noch weiterentwickelt.
Verbesserungen sind das Tagesgeschäft
Plexiglas gibt es in zwei Varianten. Zum einen sind es Halbzeuge wie Platten, Rohre, Stäbe und Folien, aus denen unterschied -
Sowohl MMA als auch Plexiglas-Formmassen werden am grössten Produktionsstandort von Röhm produziert und von dort aus in mehr als 100 Ländern vertrieben. (Bild: Röhm)
Der Einsatz des «Vegapuls 6X» ist vielfältig: Im Aussenbereich der MMA-Anlage misst er bei Röhm die Füllstände zweier jeweils 30 Kubikmeter fassenden Tanks, in denen das fertig produzierte Produkt auf die Fass-Abfüllung wartet. (Bild: Vega)
lichste Produkte gefertigt werden. Zum anderen Plexiglas Formmassen, ein Granulat, das in Spritzgiess- und Extrusionsverfahren eingesetzt wird. Ein wichtiges Vorprodukt in der Produktion ist Methylmethacrylat, kurz MMA, eine flüssige-zähe Masse. MMA wird unter anderen zur Herstellung von Lacken, Klebstoffen und Baumaterialien verwendet. Sowohl MMA als auch Plexiglas Formassen werden am grössten Produktionsstandort von Röhm in Worms, Deutschland, produziert und von dort aus in mehr als 100 Ländern vertrieben. Die Kunden verlassen sich auf die rechtzeitige Lieferung und die hohe Qualität. Weil Röhm sich selbst verpflichtet hat, bis 2050 klimaneutral zu produzieren, wird jede Initiative zur Effizienzsteigerung auch auf ihr Potenzial in Richtung Kreislaufwirtschaft und Recycling hin betrachtet. Ein Ausbau der Kapazitäten und die höhere Ausbeute durch intelligente und effiziente Prozessführung gehören untrennbar dazu.
Um seine MMA-Verfahren gemäss der Nachhaltigkeitsziele zu optimieren, werden bei Röhm die Ressourcen so effizient wie möglich genutzt. Die Vorgaben gehen auch an der Abteilung von Stephan Bettinger, in Worms zuständig für die Betreuung der elektrischen Prozesse, nicht spurlos vorüber. In seinem Fachbereich in den Gebäudeteilen 311 und 111 des weitläufigen Industriestandorts sind «Verbesserungen das Tagesgeschäft».
Mehr Automatisierung braucht präzisere Messtechnik Wenn Fehler keine Option sind, kommt alles auf die Zuverlässigkeit an. Gerade weil die Automatisierung spürbar zunimmt und immer öfter Aufgaben durch Maschinen erledigt werden, spielt die optimale Auslegung der technischen Prozesse eine umso wichtigere Rolle. «Um die Fertigungsprozesse zuverlässig zu überwachen, brauchen wir innovative Sensoren mit ho -
her Präzision, die ihre Messdaten zentral übermitteln», sagt Stephan Bettinger. Für ihn bleibt es weiterhin das zentrale Ziel, die hohe Prozessverfügbarkeit durch ein engmaschiges Instandhaltungskonzept zu sichern. Doch vermehrt kommen immer wieder neue Sicherheitsreglements und wachsende Umweltschutzauflagen dazu. «Alles muss schneller und effizienter ablaufen, deshalb müssen wir noch aufmerksamer arbeiten und sicher überwachen.» Entsprechend kritisch prüft er jeden einzelnen der Herstellungsschritte auf sein Potenzial.
Die Dosierung muss passen
Die Rohstoffe für MMA sind kostspielig –auch, weil sie mit Aufwand verbunden sind: Die chemische Verbindung entsteht im Wesentlichen aus Acetoncyanhydrin (ACH) und Schwefelsäure. Als Gefahrgüter eingestuft, stellen die beiden Stoffe hohe Anforderungen an die sachgemässe Verwendung, an Recycling und die Verringerung der Restmengen.
Weil selbst kleinste Prozessabweichungen grosse Wirkung auf die Produktqualität haben, überwachen Radarsensoren Vegapuls 6X die Füllstände der mobilen Lagertanks, in denen Reststoffe aus der MMA-Produktion gesammelt werden, um sie in den Prozess zurückführen zu können. Während der Fertigung beeinflussen Eigenschaften wie Druck, Temperatur und die exakte Dosierung der Rohstoffe die finale Konsistenz der entstehenden MMA-Verbindung. Das breite Spektrum der möglichen Varianten reicht von besserer Wärmeleitfähigkeit, höherem Brechungsindex, besonderer Reissfestigkeit und mehr. Jede dieser Besonderheiten spiegelt sich zu Beginn der Produktion in der genauen Rezeptur. Nicht verwertetes Material wird in Spezialbehältern aufgefangen, die jeweils zwischen 500 und 800 Litern fassen und in ein Zwischenlager abtransportiert. Es steht hier zur Verwendung bereit, sobald die dazu passende Rezeptur erneut auf dem Fertigungsplan steht. Alle metallischen Kleinbehälter sind gegenüber hoch aggressiven Medien und Explosionsgefahr sicher geschützt, lassen sich einfach auf Paletten abtransportieren und bei Produktwechsel durch baugleiche Kleincontainer austauschen.
Hochgenau überwachen Radarsensoren Vegapuls 6X die Füllstände an mobilen Lagertanks, in denen Reststoffe aus der MMA-Produktion gesammelt werden. Selbst kleinste Prozessabweichungen müssen hier zuverlässig vermieden werden, damit die Produktqualität stimmt. (Bild: Vega)
Aus Testgerät wurde perfekte Dauerlösung
«An dieser Stelle», erklärt Stephan Bettinger mit Blick auf die Metallbehälter, «ist eine zuverlässige und kontinuierliche Füllstandmessung besonders wichtig.» Eine zu spät realisierte Vollmeldung könne an den kleinen Mobiltanks leicht dazu führen, dass Teile der abgepumpten Reststoffe in den Schläuchen verbleiben, sobald für das vollständige Leerfliessen nicht mehr genug Platz im Behälter ist. «Dann haben wir im anschliessend eingesetzten Behälter schlimmstenfalls die Reststoffe aus zwei unterschiedlichen Prozessen vermischt.»
Seitdem Vega vor gut einem Jahr ein Testgerät ihrer neuen Radar-Füllstandserie Vegapuls 6X kostenlos zur Verfügung stellte, ist genau dieser Sensor, der eigentlich nur drei Monate bei Röhm bleiben sollte, oberhalb der Metalltanks im Dauereinsatz. Stephan Bettinger ist begeistert: «Wir hatten an der Messstelle vorher eine Schwinggabel im Einsatz, die den Vollstand meldete.»
Das führte immer wieder zu Problemen mit der Messgenauigkeit und deshalb zu extra Arbeit: «Um wirklich sicher zu sein, haben wir den Tankdeckel trotz des Messgeräts immer mal geöffnet, um uns ein
genaues Bild zu machen, wie viel wohl noch hineingehen würde.»
Mit der Einführung des Radarsensors Vegapuls 6X gehört das Problem mitsamt den Extra-Prüfgängen endgültig der Vergangenheit an. Anstelle einer starr definierten maximalen Befüllungsgrenze messen die Radargeräte kontinuierlich die Füllhöhe und geben so zu jeder Zeit Auskunft darüber, wie voll der Tank gerade ist. Auf diese Weise lässt sich an den kleinen Zwischenlagertanks deutlich vorausschauender planen.
Bei Röhm betrachtet man es jedoch als besonderen Vorteil, dass sich der Radarsensor für alle Arten von Lagertanks eignet. Mit einer Vielzahl an Prozessanschlüssen und Antennenausführungen ist beinahe jede Systemintegration schnell möglich und der Sensor arbeitet zuverlässig, ganz gleich, ob das Medium darin flüssig oder fest ist, ob hohe Drücke herrschen oder extreme Temperaturen. Gleich mitabgedeckt ist immer auch die Ex-Zulassung.
Nachhaltige Prozesse, nachhaltige Gewinne
Der Vegapuls 6X ist deshalb in den vielfältigsten Tanks im Einsatz. Im Aussenbereich der MMA-Anlage misst er die Füllstände zweier jeweils 30 Kubikmeter fassenden Tanks, in denen das fertig produzierte Produkt auf seine Fass-Abfüllung und den Versand – per LKW oder per Schiff über den nahegelegenen Rhein – wartet. Sobald der Radarsensor dort meldet, dass einer der Tanks voll ist, kann das Produkt darin final auf Qualität geprüft und in die bereitgestellten Fässer verladen werden. Weil für Lagerbehälter dieser Grösse, die zudem Ex-Schutz erfordern, inzwischen die gleichen Füllstandsensoren verwendet werden, wie für kleine mobile Reststoffbehälter, ist das Ersatzteillager entsprechend überschaubar geworden. «Wir bevorraten jetzt deutlich weniger verschiedene Produkte. Das ist auch ein wichtiger Beitrag, um unseren MMA-Prozess zu optimieren, denn so arbeiten wir nachhaltiger und mit weniger Arbeit und Kosten», resümiert Stefan Bettinger. Ob Umwelt, Arbeitsbedingungen oder Wirtschaftlichkeit: «Von echter Nachhaltigkeit profitieren alle. Sie ist eine Win-Win-Win-Sache.»
www.vega.com
Eine Revolution in der HochdurchsatzScreeningAutomatisierung
Die automatisierte Zentrifuge SBS 300 Robotic
In der faszinierenden Welt der modernen Labortechnik stehen Forscher und Wissenschaftler vor der ständigen Herausforderung, komplexe Experimente effizient durchzuführen und präzise Ergebnisse zu erzielen. In diesem Streben nach Spitzenleistung hat Hettich mit der Einführung der automatisierten Zentrifuge SBS 300 Robotic eine echte Revolution geschaffen. Diese innovative Zentrifuge, speziell entwickelt für den Einsatz von Mikrotiterplatten im Hochdurchsatz-Screening, verkörpert das Beste aus Technologie, Modularität und Benutzerfreundlichkeit.
Die SBS 300 Robotic ist ein wahres Meisterwerk technologischer Exzellenz. Mit einer maximalen Drehzahl von 6300 U/min und einer maximalen relativen Zentrifugalkraft (RCF) von 4615 ist sie in der Lage, selbst die anspruchsvollsten Experimente mit Leichtigkeit zu bewältigen. Ihre Fähigkeit, bis zu zwei Mikrotiterplatten gleichzeitig aufzunehmen, eröffnet eine Fülle von Möglichkeiten für Forscher in verschiedensten Disziplinen. Ob in der Pharmazie, der Biotechnologie, der Lebensmittelanalytik oder der Umweltwissenschaft – die SBS 300 Robotic bietet die Leistung und Vielseitigkeit, die für bahnbrechende Entdeckungen erforderlich sind.
Modularität und Flexibilität
Ein weiteres herausragendes Merkmal der SBS 300 Robotic ist ihre Modularität und Flexibilität. Dank ihres kompakten Designs kann sie frontal über die xy-Achsen sowie über die z-Achse beladen werden, was sie besonders gut für den Einsatz in kollaborativen Robotersystemen geeignet macht. Die Be- und Endladeluke ermöglicht sowohl die Front- als auch die Top-Beladung, wodurch sie sich nahtlos in verschiedene Arbeitsabläufe integrieren lässt. Darüber hinaus bietet die Zentrifuge einen Fastund einen Slow-Positionierungsmodus sowie eine bemerkenswerte Positionierungsgenauigkeit von ± 0,5 ° Toleranz, was zuverlässige und konsistente Ergebnisse gewährleistet.
Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit im Fokus
Die Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit stehen bei der SBS 300 Robotic an erster
Technologische Exzellenz und Leistung: die Hettich-Zentrifuge SBS 300 Robotic. (Bilder: Hettich AG)
Stelle. Ihr robustes Metallgehäuse und -deckel sowie der Edelstahlkessel gewährleisten nicht nur Langlebigkeit, sondern auch Sicherheit während des Betriebs. Die Lukenöffnungszeit von weniger als 6 Sekunden ermöglicht einen reibungslosen Arbeitsablauf, während die interne Luftkühlung für eine angenehme Arbeitsumgebung sorgt. Mit einem Maximalgeräuschpegel von 68 dB(A) bietet die Zentrifuge eine ruhige und komfortable Arbeitsumgebung für Forscher und Laborpersonal.
Vielseitige Anwendungsmöglichkeiten
Die Einsatzmöglichkeiten der SBS 300 Robotic sind nahezu unbegrenzt. In der Life Science-Branche wird sie häufig für das High-Throughput-Screening (HTS) sowie in der Pharma- und Pflanzenschutzforschung, der Lebensmittel- und Zellanalytik für das Screening von Bioreaktionen eingesetzt. Mit der externen, separaten Kühleinheit der ab Ende 2024 verfügbaren SBS 300 R Robotic ist eine Kühlung auf
Wahlweise Front- oder Top-Beladung: Die Zentrifuge SBS 300 Robotic zeigt sich flexibel und offen für alle Möglichkeiten.
bis zu 4°C realisierbar. Dadurch können empfindliche Proben geschützt werden, was diese automatisierte Zentrifuge zu einem unverzichtbaren Werkzeug für anspruchsvolle Anwendungen macht. In der Industrie findet sie ihre Anwendung überall dort, wo Proben für die spätere Analyse im Mikrotiterplatten-Format vorbereitet werden müssen.
Ein Meilenstein in der Labortechnik
Die automatisierte Hettich SBS 300 Robotic Zentrifuge ist zweifellos ein Meilen -
stein in der Welt der Labortechnik. Mit ihrer beeindruckenden Leistung, ihrer Modularität und Flexibilität sowie ihrer herausragenden Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit setzt sie einen neuen Standard für automatisierte Zentrifugen. Ob in der Life Science Forschung, der Industrie oder anderen Anwendungsbereichen –die SBS 300 Robotic bietet die Leistung, Vielseitigkeit und Zuverlässigkeit, die Forscher und Wissenschaftler benötigen, um ihre Experimente erfolgreich durchzuführen und bahnbrechende Entdeckungen zu machen.
Kundenservice und Support
Die Hettich AG, ansässig am Zürichsee in Bäch SZ, produziert und vertreibt Laborgeräte seit 1977. Diese sind insbesondere in Arztpraxen, Spital- und Privatlaboren, an Universitäten, in der forschenden und entwickelnden Industrie sowie bei Blutbanken in Betrieb. Für Vertrieb und Service in der Westschweiz steht ein Ansprechpartner vor Ort zur Verfügung. Produktspezialisten beraten gerne telefonisch oder auch persönlich vor Ort. Neben der Produktion und dem Vertrieb ist die Stärke der Hettich AG ihr Service-Team. Die Mitarbeiter warten die Geräte mit viel Know-how und Erfahrung und bieten Kundendienst-Abonnemente sowie Qualifizierungen an. Die Hettich AG vertreibt schweizweit die Produkte der nachfolgenden Partnerunternehmen/ Lieferanten: Andreas Hettich GmbH & Co. KG, Hettich Benelux B.V., Memmert GmbH & Co. KG, B Medical Systems, Helmer Scientific, Delta T GmbH. Das Unternehmen ist nach ISO:9001 sowie nach ISO:13485 zertifiziert.
Die Robotic Family von Hettich – ein grosses und breites Portfolio an automatisierten Zentrifugen.
Überraschende evolutionäre Strategie entdeckt
Süsswasserbakterien
anfällig für Klimawandel
Die Anpassungsfähigkeit von Süsswasserbakterien mit einem kleinen Genom stagniert über längere Phasen.
Diese überraschende evolutionäre Strategie entdeckten Forschende der Universität Zürich anhand der Genomanalyse von Proben aus dem Zürichsee und anderen europäischen Seen. Um die Ökosystemleistungen von Seen zu bewahren, ist ein besseres Verständnis der Evolutionsdynamik mikrobieller Gemeinschaften in Seen zentral.
Die Süsswasserressourcen sind begrenzt: Sie machen nur 3,5 Prozent des Wassers auf der Erde aus, wobei nur 0,25 Prozent an der Oberfläche zugänglich sind. Dennoch sind Süsswasserseen aufgrund ihrer hohen biologischen Produktivität und mikrobiellen Aktivität wesentlich, damit Ökosysteme und der globale Kohlenstoffkreislauf funktionieren. Seen sind für die Menschen überlebenswichtig, da sie Trinkwasser liefern sowie Landwirtschaft, Fischerei und Freizeitgestaltung unterstützen. Der Klimawandel – insbesondere steigende Temperaturen – bedroht jedoch diese Lebensräume. Die rasanten Veränderungen stören die mikrobiellen Gemeinschaften, die für den Nährstoffkreislauf und die Aufrechterhaltung der Wasserqualität unerlässlich sind.
Etablierte evolutionäre Paradigmen in Frage gestellt «Für die Widerstandsfähigkeit von Ökosystemen und die nachhaltige Bewirtschaf-
tung von Ressourcen ist es entscheidend, wie sich die Bakterienarten in Süsswasserseen an die sich verändernden Umweltbedingungen anpassen», sagt Adrian-Stefan Andrei. Er ist Leiter des Labors für Mikrobielle Evogenomik am Institut für Pflanzenund Mikrobiologie der Universität Zürich. Mit seiner Forschungsgruppe analysierte er Proben, die zwischen 2015 und 2019 aus fünf europäischen Süsswasserseen gesammelt wurden: dem Zürichsee, dem Thunersee und dem Bodensee in der Schweiz sowie dem Rímov-Stausee und dem Jirická-See in der Tschechischen Republik. Die Anpassung an ökologische Nischen ist der wichtigste evolutionäre Mechanismus, der die Diversifizierung von Populationen und die Entstehung neuer Arten vorantreibt. «Unsere Ergebnisse zeigen überraschenderweise, dass Süsswasserbakterien, die über ein kleines Genom verfügen, oft längere Phasen des adaptiven Stillstands durchlaufen», sagt Andrei. Diese Stockung widerspricht der allgemeinen Erwartung, dass sich die Mikroorganismen an veränderte Umweltbedingungen anpassen. «Unsere Studie unterstreicht, wie wichtig es ist, die Grenzen der bakteriellen Anpassungsfähigkeit zu kennen», ergänzt der Wissenschafter. «Denn diese mikrobiellen Gemeinschaften erfüllen lebenswichtigen ökologischen Funktionen in Süsswassersystemen.»
Sekretierte Proteine als Indikatoren
Bakterien passen sich vor allem über jene Proteine, die aus der Zelle abgesondert oder an die Zellmembran gebunden werden, an ihre Umwelt an. Diese Eiweisse spielen eine entscheidende Rolle bei der Nährstoffaufnahme, der interbakteriellen
Kommunikation sowie beim Erkennen von Umweltreizen und der Reaktion darauf. Wie gut sich Bakterien anpassen können, hängt in der Regel von der Vielfalt der Gene ab, welche die Baupläne für diese Proteine tragen. Doch wie die Resultate zeigen, ist bei Süsswasserbakterien mit geringer Genomgrösse die Variation in diesen Genen überraschend gering – was auf eine Phase stagnierender Anpassung hindeutet. «Für diese Mikroorganismen könnte es daher schwierig sein, sich an rasch ändernde Umweltbedingungen anzupassen», so Andrei.
Begrenzte Fähigkeit zur Anpassung an Veränderungen
Die Forschenden vermuten, dass diese Bakterien einen Fitness-Höhepunkt mit idealen Proteinstrukturen und Aktivitätsniveaus erreicht haben. Ihre Proteine haben im Laufe der Evolution bereits einen optimalen Zustand erreicht. Weitere grössere Veränderungen sind weder vorteilhaft noch notwendig, damit die Mikroorganismen in ihren ökologischen Nischen überleben. Damit wird allerdings auch die Fähigkeit eingeschränkt, neue genetische Variationen zu erproben und sich erfolgreich an dynamische Umweltbedingungen anzupassen. «Wir müssen uns mit den zunehmenden Auswirkungen des Klimawandels auseinandersetzen. Sie sind eine erhebliche Bedrohung für die Süsswasserlebensräume, die besonders anfällig für anthropogene Veränderungen sind», sagt Adrian-Stefan Andrei. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature Communications publiziert.
www.uzh.ch
Bakterien-Vielfalt im Wasser des Zürichsees, analysiert von Forschenden der Limnologischen Station. (Bild: Martina Schalch)
Mit künstlicher Intelligenz gegen Verschwendung
Leckage aufgespürt!
Kleine Ursache, grosse Wirkung: Die Kosten, die Leckagen in Druckluftanlagen verursachen, belaufen sich pro Unternehmen und Jahr schnell auf einen fünfstelligen Betrag. Die Suche nach Löchern und undichten Stellen war bisher aufwendig. Jetzt haben das Fraunhofer IPA, die Universität Stuttgart und das Sensorunternehmen Sick eine automatisierte Detektion entwickelt, bei der ein intelligenter Algorithmus die Leckagen aufspürt.
Die Suche nach Leckagen in einem Druckluftsystem gehört zu den Aufgaben, die oft und gerne aufgeschoben werden. Schliesslich ist das Aufspüren von undichten Verbindungsstücken und winzigen Löchern per Ultraschall-Ortungsgerät aufwändig und zeitraubend. Dabei würde sich die Mühe durchaus lohnen. Denn die rund 60 000 Druckluftanlagen, die in Deutschland in Betrieb sind, verbrauchen zusammen Jahr für Jahr 16,6 Terawattstunden, was sieben Prozent des gesamten Stromverbrauchs der deutschen Industrie entspricht. Schätzungen zufolge entweicht durchschnittlich etwa ein Drittel der erzeugten Druckluft ungenutzt. Die Kosten für diese Verschwendung belaufen sich pro Unternehmen und Jahr schnell auf zehntausende Euro und wirken sich negativ auf die Klimabilanz aus.
«Dieser Energieverlust könnte mit einer durchgehenden automatisierten Detektion von Leckagen um durchschnittlich etwa zehn Prozentpunkte gesenkt werden», sagt Daniel Umgelter, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Abteilung «Industrielle Energiesysteme» am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart. «Bezogen auf ganz Deutschland entspräche das einer Einsparung zwischen 80 und 160 Millionen Kilowattstunden pro Jahr. Das entspricht dem durchschnittlichen jährlichen Energieverbrauch von 22 000 bis 45 000 Haushalten.»
Kostspielige Testläufe überflüssig machen
Eine Forschungsgruppe vom Fraunhofer IPA und vom Institut für Energieeffizienz in der Produktion (EEP) der Universität Stuttgart hat nun zusammen mit dem Sensorunternehmen Sick einen wissenschaftlich-me -
An diesem Demonstrator wird ein intelligenter Algorithmus unter realen Bedingungen getestet. Die im laufenden Betrieb erzeugten Daten werden anschliessend millionenfach vervielfältigt und dienen dem Algorithmus als Trainingsgrundlage. (Bild: Fraunhofer IPA, Rainer Bez)
thodischen Ansatz für die automatisierte Detektion von Leckagen in pneumatischen Maschinen und Anlagen entwickelt. Das Herzstück bildet ein Durchflusssensor, der an der Druckluftzuleitung einer Maschine angeschlossen wird und laufend Massenstrom, Druck- und Temperaturverlauf erfasst. Ein intelligenter Algorithmus wertet diese Kurvenverläufe in Echtzeit aus und erkennt charakteristische Signaturen, die auf Leckagen hindeuten. In einem überwachten maschinellen Lernverfahren haben Umgelter und sein Team den Algorithmus unter realen Bedingungen trainiert. Zu diesem Zweck haben die Forschenden einen Demonstrator mit einer Vielzahl intakter und beschädigter Druckluftschläuche aufgebaut. Die Daten, die der Demonstrator im laufenden Betrieb erzeugt, werden anschliessend millionenfach vervielfältigt und dienen dem Algorithmus als Trainingsgrundlage. Auf diese Weise erkennt der Algorithmus nicht nur statische und dynamische Leckagen bei Anlagen, die neu in Betrieb gehen, sondern auch bei Bestandsmaschinen.
Dafür muss keine Referenzkurve erstellt und hinterlegt werden, die den störungsfreien Betrieb abbildet. Stattdessen kann der Algorithmus ohne Vorbereitung direkt seine Arbeit aufnehmen. «Der Industrie spart das viel Zeit und Aufwand», erklärt Umgelter, «denn die Produktionsprozesse werden ständig an veränderte Gegebenheiten angepasst. Die Testläufe, bei denen die Referenzkurve jedes Mal neu bestimmt werden muss, können künftig entfallen.»
Bis die Lösung serienreif ist, wird allerdings noch etwas Zeit vergehen. Die Forschungsgruppe vom Fraunhofer IPA und der Universität Stuttgart hat seinen intelligenten Algorithmus zwar im Forschungsprojekt «LeakAIr» fertig entwickelt und bewiesen, dass er im laufenden Betrieb zuverlässig funktioniert. Aber ein marktreifes Produkt gibt es bisher nicht. Das bringt der Sensorspezialist Sick derzeit auf den Weg.
www.ipa.fraunhofer.de www.sick.com
Polymerase-Kettenreaktion (PCR) und DNA-Sequenzierung statt Algorithmen
Durch Biochemie geschützt
Ein neues molekulares Testverfahren hilft, die Echtheit von Kunstwerken nachzuweisen. Zudem könnte die neue Methode helfen, Passwörter auch vor Quantencomputern sicher zu machen oder die fälschungssichere Nachverfolgung von Industriegütern zu gewährleisten.
Fabio Bergamin ¹
Sicherheitsexperten fürchten den Q-Day, den Tag, an dem Quantencomputer so leistungsfähig werden, dass sie heutige Passwörter knacken können. Gewisse Experten schätzen, dass es keine zehn Jahre mehr dauert, bis es soweit ist. Passwortprüfungen basieren auf kryptografischen Einwegfunktionen, die aus einem Eingabewert einen Ausgabewert berechnen. Damit kann man die Gültigkeit eines Passworts überprüfen, ohne das Passwort selbst zu übermitteln. Die Einwegfunktion wandelt das Passwort in einen Ausgabewert um, anhand dessen zum Beispiel im Onlinebanking die Gültigkeit überprüft werden kann. Das Besondere an Einwegfunktionen ist, dass sich aus dem Ausgabewert nicht auf den Eingabewert, also das Passwort, schliessen lässt. Zumindest nicht mit den heutigen Mitteln. Mit Quantencomputern könnte diese Rückwärtsberechnung künftig jedoch einfacher werden.
Abfolge von DNA-Bausteinen
speichern
Forschende der ETH Zürich stellen eine kryptographische Einwegfunktion vor, die anders funktioniert als heutige und auch in Zukunft sicher sein wird. Dabei werden die Daten nicht mit Rechenoperationen
1 Fabio Bergamin, ETH
Neben der Passwortüberprüfung oder der Rückverfolgbarkeit von Gütern könnte eine neue, an der ETH entwickelte Technologie auch für die fälschungssichere Zertifizierung von Kunstwerken eingesetzt werden. (Bild: Envato)
verarbeitet, sondern als Abfolge von DNABausteinen gespeichert.
«Unser System basiert auf echtem Zufall. Eingabe- und Ausgabewert sind physisch miteinander verbunden, und man kann nur vom Eingabe- zum Ausgabewert gelangen, nicht umgekehrt», erklärt Robert Grass, Professor am Departement Chemie und angewandte Biowissenschaften. «Da es sich um ein physisches und nicht um ein digitales System handelt, kann es auch nicht von einem Algorithmus entschlüsselt werden, auch nicht durch einen, der auf einem Quantencomputer läuft», ergänzt Anne Lüscher, Doktorandin in der Gruppe von Grass. Sie ist Erstautorin der Arbeit, die in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde.
CHEMSOLUTE® LÖSUNGSMITTEL
FÜR DIE CHROMATOGRAPHIE
Mit dem neuen System haben die Forschenden auch eine fälschungssichere Möglichkeit geschaffen, die Echtheit von wertvollen Gegenständen wie Kunstwerken zu zertifizieren. Ausserdem könnte die Technologie eingesetzt werden, um Rohstoffe und Industrieprodukte rückverfolgen zu können.
An sich ein einfaches Prinzip
Die neue biochemische Einwegfunktion basiert auf einem Pool von hundert Millionen verschiedenen DNA-Molekülen. Jedes der Moleküle enthält zwei Abschnitte mit einer zufälligen Abfolge von DNABausteinen: ein Abschnitt für den Eingabewert und einen für den Ausgabewert. Von jedem dieser DNA-Moleküle gibt es im
Ob (U)HPLC, LC-MS oder GC-MS – CHEMSOLUTE® hat immer die passende Qualität für Ihre chromatographische Methode. Alle Lösungsmittel sowie Verbrauchsmaterialien finden Sie auf unserer Website.
Die Sprache der DNA-Welt benutzt die Buchstaben A, T, C und G. Mit geeigneten Regeln lässt sich dies aber leicht in eine digitale Abfolge von 0 und 1 übersetzen. (Grafik: Luescher AM et al., Nature Communications 2024, von ETH bearbeitet)
Pool einige hundert identische Kopien, und der Pool kann auch in mehrere Pools aufgeteilt werden. Diese sind identisch, weil sie die gleichen Zufalls-DNA-Moleküle enthalten. Die Pools können sich an verschiedenen Orten befinden, oder man kann sie in Gegenstände einbauen. Wer einen solchen DNA-Pool besitzt, besitzt das Schloss des Sicherheitssystems. Mithilfe der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) kann ein Schlüssel oder Eingabewert – eine kurze Abfolge von DNA-Bausteinen – getestet werden. Dieser Schlüssel sucht während der PCR im Pool der hundert Millionen DNA-Moleküle nach dem Molekül mit passendem Eingabewert, und die PCR vervielfältigt dann den Ausgabewert, der sich auf dem gleichen Molekül befindet. Mittels DNA-Sequenzierung wird der Ausgabewert lesbar gemacht. Das Prinzip erscheint auf den ersten Blick kompliziert. «DNA-Moleküle mit eingebauter Zufälligkeit herzustellen, ist jedoch einfach und billig», erklärt Grass. Die Produktionskosten für einen DNA-Pool, der sich aufteilen lässt, dürften unter einem Franken liegen. Aufwändiger und teurer ist es, den Ausgabewert mittels DNA-Sequenzierung auszulesen. Die dafür notwendigen Geräte sind heute aber in vielen Biologielabors vorhanden. Die ETH Zürich hat die neue Technologie zum Patent angemeldet. Die Forschenden wollen sie nun noch optimieren und bis zur Marktreife weiterentwickeln. Weil die Nutzung der Methode spezialisierte Laborinfrastruktur benötigt, sieht man die Anwendung der Passwortüberprüfung derzeit vor allem bei hoch schützenswerten Gütern oder beim Zugang zu Gebäuden mit restriktiven Zutrittsregelungen. Bevor die Tech -
nologie auch in der breiten Gesellschaft zur Überprüfung von Passwörtern eingesetzt werden kann, müsste insbesondere die DNA-Sequenzierung einfacher werden.
Wertvolles und Schützenswertes sichern
Schon etwas ausgereifter ist die Idee, die Technologie zur fälschungssicheren Zertifizierung von Kunstwerken zu nutzen. Existieren von einem Bild beispielsweise zehn Exemplare, kann der Künstler diese mit dem DNA-Pool markieren: Er kann die DNA zum Beispiel in die Farbe mischen, sie auf das Werk aufsprühen oder an einer bestimmten Stelle anbringen. Wollen sich mehrere Eigentümer später die Echtheit dieser Kunstwerke bestätigen lassen, so können sie sich zusammenschliessen, einen Schlüssel (also einen Eingabewert) vereinbaren und den DNATest durchführen. Ergibt der Test in allen Fällen den gleichen Ausgabewert, sind alle getesteten Exemplare echt. Auch könnten mit der neuen Technologie Kryptowerte wie NFT, die nur in der digitalen Welt existieren, mit einem Objekt und damit der physischen Welt verknüpft werden. Weiter könnten auch Lieferketten von Industriegütern oder Rohstoffen fälschungssicher nachverfolgt werden. «Die Luftfahrtindustrie muss zum Beispiel lückenlos nachweisen können, dass sie ausschliesslich Originalbauteile verwendet. Unsere Technologie kann die Rückverfolgbarkeit garantieren», sagt Grass. Ausserdem könnte die Methode eingesetzt werden, um die Echtheit von Original-Medikamenten oder Kosmetika zu kennzeichnen.
https://ethz.ch
DAMPFSTERILISATOREN
• Instrumentenaufbereitung im Krankenhaus
• Infektiöse Labor- und Klinikabfälle
• Für das mikrobiologische Labor
• Steril-, Pharma- und Medizinprodukte
• Gentechnisch veränderte Stoffe
EXCELLENCE IN AUTOCLAVES
• Schnellkühlen von Flüssigkeiten
• Kammervolumina 25 - 200 Liter
• Integrierter Doppelmantel
• Kondensatsterilisation
• Vor-/Nachvakuum
• Abluftfiltration
• Stand- und Tischgeräte
• 100% verschleiß- und wartungsfrei
• Entwickelt für den Dauerbetrieb
• Rührvolumen von 1 ml bis 1.000 Liter
• Mehrstellenrührer bis 96 Rührstellen
• Tauchbare Magnetrührer
• Heizbar bis +200 °C
• Sonderanfertigungen auf Anfrage
Wandfarbe
aus Metallspänen und getrockneten Olivenblättern
Farbe mit Selbstreinigungskräften
Es klingt spirituell, wurde aber im Rahmen der Katalyse-Forschung bewiesen: Die Selbstreinigung durch Licht. Eine neue Wandfarbe kann sich durch Sonneneinstrahlung selbst reinigen und Schadstoffe aus der Luft chemisch abbauen.
Schöne weisse Wandfarbe bleibt meistens nicht für immer schön und weiss. Oft lagern sich verschiedene Substanzen aus der Luft an der Oberfläche an. Das kann durchaus ein gewünschter Effekt sein, weil dadurch die Luft kurzzeitig sauberer wird –doch im Lauf der Zeit verfärbt sich die Farbe und muss erneuert werden.
Einer Forschungsgruppe der Technischen Universität Wien und der Università Politecnica delle Marche (I) gelang es nun, spezielle Titanoxid-Nanopartikel zu entwickeln, die man ganz gewöhnlicher, kommerziell erhältlicher Wandfarbe hinzufügen kann, um ihr Selbstreinigungskräfte zu verleihen: Die Partikel sind photokatalytisch aktiv, sie können das Licht der Sonne nutzen, um Substanzen aus der Luft nicht nur zu binden, sondern anschliessend auch zu zerlegen. Die Wand macht die Luft sauberer – und reinigt sich gleichzeitig selber. Als Ausgangsmaterial für die neue Wandfarbe verwendete man Abfall: Metallspäne, die sonst weggeworfen werden müssten, und getrocknete Olivenblätter.
Modifiziertes Titanoxid in der Wandfarbe
In der Raumluft kommen ganz unterschiedliche Schadstoffe vor – von Rückständen von Putzmitteln und Hygieneartikeln bis hin zu Molekülen, die beim Kochen entstehen, oder die von Materialien wie Leder abgegeben werden. In manchen Fällen kann das zu Beschwerden führen, man spricht dann vom «Sick Building Syndrom».
«Schon seit Jahren versucht man, spezielle Wandfarben zum Reinigen der Luft zu verwenden», sagt Prof. Günther Rupprechter vom Institut für Materialchemie der TU Wien. «Titanoxid-Nanopartikel sind in diesem Zusammenhang besonders interessant. Sie können ein breites Spektrum von Schadstoffen binden und abbauen.»
Doch wenn man einfach gewöhnliche Titanoxid-Nanopartikel der Farbe beimischt, beeinträchtigt das die Haltbarkeit der Farbe: Genau wie Schadstoffe von den Partikeln zersetzt werden, können diese auch die Farbe selbst instabil und rissig machen.
Als Ausgangsmaterial für die neue Wandfarbe dienen Metallspäne und getrocknete Olivenblätter. (Bild: Envato)
Im schlimmsten Fall können dann sogar flüchtige organische Moleküle freigesetzt werden, die ihrerseits gesundheitsschädlich sein können. Nach einer gewissen Zeit wird die Farbschicht grau und unansehnlich, spätestens dann muss sie erneuert werden.
Selbstreinigung durch Licht
Die Nanopartikel können sich allerdings selbst reinigen, wenn sie mit UV-Licht bestrahlt werden. Titanoxid ist nämlich ein sogenannter Photokatalysator – ein Material, das bei geeigneter Lichteinstrahlung chemische Reaktionen ermöglicht. Die UVStrahlung lässt in den Partikeln freie Ladungsträger entstehen, mit deren Hilfe die eingefangenen Schadstoffe aus der Luft in kleine Teile zerlegt und wieder abgegeben werden können. So werden die Schadstoffe unschädlich gemacht, bleiben aber nicht dauerhaft an der Wandfarbe angelagert. Die Wandfarbe bleibt langfristig stabil. In der Praxis nützt das allerdings wenig –schliesslich wäre es äusserst aufwändig, die Wand immer wieder mit intensivem UV-Licht zu bestrahlen, um den Selbstrei -
nigungsprozess aufrecht zu erhalten. «Unser Ziel war es daher, diese Partikel so zu verändern, dass der photokatalytische Effekt auch durch gewöhnliches Sonnenlicht hervorgerufen werden kann», erklärt Günther Rupprechter.
Das gelingt, indem man den TitanoxidNanopartikeln bestimmte zusätzliche Atome beimischt, etwa Phosphor, Stickstoff und Kohlenstoff. Dadurch ändern sich die Lichtfrequenzen, die von den Partikeln aufgenommen werden können, statt nur durch UV-Licht wird die Photokatalyse dann auch durch gewöhnliches sichtbares Licht ausgelöst.
96 Prozent der Schadstoffe abgebaut
«Wir haben dieses Phänomen nun sehr detailliert mit einer Vielzahl unterschiedlicher Oberflächen- und Nanopartikel-Analysemethoden untersucht», sagt Qaisar
Maqbool, Erstautor der Studie. «So konnten wir zeigen, wie sich diese Partikel genau verhalten, vor und nachdem sie der Wandfarbe zugefügt wurden.»
Die Forschungsgruppe mischte die modifizierten Titanoxid-Partikel ganz gewöhnlicher, handelsüblicher Wandfarbe bei und überspülte eine damit bemalte Oberfläche mit einer schadstoffhaltigen Lösung. Durch Sonnenlicht konnten anschliessend 96 Prozent der Schadstoffe abgebaut werden. Die Farbe selbst verändert sich dabei nicht – weil die Schadstoffe nicht bloss gebunden, sondern mit Hilfe von Sonneneinstrahlung auch zerlegt werden.
Müll als Rohstoff
Für den kommerziellen Erfolg solcher Farben ist es auch wichtig, dass keine allzu teuren Grundstoffe notwendig sind. «In der Katalyse verwendet man beispielsweise Edelmetalle wie Platin oder Gold. In
unserem Fall reichen aber Elemente, die überall leicht verfügbar sind: Um Phosphor, Stickstoff und Kohlenstoff zu gewinnen, haben wir getrocknetes Laub von Olivenbäumen verwendet, das Titan für die Titanoxid-Partikel haben wir aus Metallabfällen gewonnen, die normalerweise einfach weggeworfen werden», sagt Günther Rupprechter.
Die neuartige Wandfarbe vereint also mehrere Vorteile gleichzeitig: Sie kann Schadstoffe aus der Luft unschädlich machen, sie hält länger als andere Farben –und sie ist sogar auch noch rohstoffschonend in der Herstellung und kann aus recycelten Materialien gewonnen werden. Weitere Experimente dazu werden durchgeführt, eine Kommerzialisierung der Wandfarbe ist geplant.
www.tuwien.at
Das Arbeiten mit aktiven Wirksto en ist eine echte Herausforderung. Mit den fl exiblen WIBObarrier Containment-Systemen schützen Sie höchst e ektiv Ihre Mitarbeiter, Ihre Produkte und die Umwelt. Unsere innovativen Closed- und Open-Containment-Lösungen garantieren durch die WIBObarrier Luftführungstechnik maximale Sicherheit für die OEB-Level 1– 5 bei grösstmöglicher Prozessfl exibilität – eine gute Alternative zu Isolatoren. Lassen Sie sich gerne beraten, ganz sicher haben wir auch die optimale Lösung für Sie im Programm.
Betriebsanweisungen für Gefahrstoffe haben sich im deutschsprachigen Raum als Informationsmittel für die Mitarbeitenden zur Sicherstellung von Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz etabliert. Die Datenbasis für Betriebsanweisungen sind in der Regel die Sicherheitsdatenblätter der im Betrieb verwendeten Gefahrstoffe. Doch diese liefern mittlerweile einen so grossen Umfang an Detailinformationen, dass sie für die Verwendung am Arbeitsplatz und Information der einzelnen Mitarbeitenden nicht mehr praktikabel sind.
Dr. Stephan Steines ¹
Wie stark ist der Arbeitnehmende tatsächlich exponiert? Welche Mengen werden gehandhabt? Ist die vorhandene persönliche Schutzausrüstung adäquat? Welche Notfallmassnahmen müssen im Fall einer Havarie getroffen werden? Diese und weitere Fragen kann ein Sicherheitsdatenblatt (SDB) nicht abschliessend beantworten.
Werden Aussagen aus dem SDB ohne Hinterfragen in Betriebsanweisungen übernommen, kann das negative Folgen haben: Vorgaben der resultierenden Anweisung sind teilweise nicht umsetzbar, sind miss oder unverständlich oder passen nicht zur Situation vor Ort. Kommen mehrere solche negativen Punkte zusammen, braucht man sich nicht zu wundern, wenn die Mitarbeitenden die Arbeitsanweisungen ignorieren. Die Aussage, eine Betriebsanweisung sei eine Zusammenfassung des Sicherheitsdatenblatts greift also zu kurz.
Rechtlicher Hintergrund
In Deutschland gibt es mehrere Gesetze, die vom Arbeitgeber die Erstellung von Betriebsanweisungen fordern. So heisst es in Paragraf 18 der Gefahrstoffverordnung wörtlich: «Der Arbeitgeber hat sicherzustellen, dass den Beschäftigten eine schriftliche Betriebsanweisung (. .) in einer für die Beschäftigten verständlichen Form und Sprache zugänglich gemacht wird.» Darüber hinaus werden in der TRGS 555 – Betriebsanweisung und Information der Be
1 Berater im Bereich Expertise Services, Swiss Safety Center AG
Werden Standardsätze aus dem SDB ohne Hinterfragen in Betriebsanweisungen kopiert, kommt der Arbeitgeber seinen Pflichten nicht nach. (Bilder: Shutterstock)
schäftigten – die Anforderungen an die BA auf weiter konkretisiert.
In der Schweiz ist die rechtliche Basis zur Verwendung von Betriebsanweisungen im Vergleich weniger stark. In der Schweizer Chemikalienverordnung und in den Verordnungen zum Arbeitnehmerschutz (Verordnungen zum Arbeitsgesetz, Unfallverhütungsverordnung) kommt der Begriff «Betriebsanweisung» nicht vor, allerdings werden in den Verordnungen Vorgaben gemacht, die sinngemäss analoge Pflichten des Arbeitgebers definieren. So zum Beispiel in der Verordnung 3 zum Arbeitsgesetz: «Der Arbeitgeber sorgt dafür, dass alle in seinem Betrieb beschäftigten Arbeitnehmer (. . .) ausreichend und angemessen informiert und angeleitet werden über die bei ihren Tätigkeiten möglichen physischen (. .) Gefährdungen sowie über die Massnahmen des Gesundheitsschutzes.» Das Seco bezeichnet darum in einer
Checkliste für SiBes aus dem Jahr 2022 Betriebsanweisungen als «Voraussetzung für den sicheren Umgang mit Chemikalien im Betrieb». Weitergehende Angaben zum Inhalt der Betriebsanweisungen finden sich in den Schweizer Vorschriften dagegen nicht.
Vorgaben an die Erstellung von Betriebsanweisungen
In der Praxis werden Betriebsanweisungen häufig auf die Weise erstellt, dass relevante Abschnitte aus dem Sicherheitsdatenblatt eines Gefahrstoffs ausgewählt und wörtlich in die zugehörige Betriebsanweisung übernommen werden. Diese Praxis birgt folgende Risiken:
Datenbasis
Gemäss TRGS 555, 3.1 (6) sind nicht die Sicherheitsdatenblätter die Grundlage zur Erstellung von BAs, sondern die «Ergebnis
Bei der Erstellung von Betriebsanweisungen für Gefahrstoffe sollte von der konkreten Situation im Betrieb ausgegangen werden.
se der Gefährdungsbeurteilung». Bei der Definition der Schutzmassnahmen sind an erster Stelle «arbeitsplatzspezifische Gegebenheiten» zu berücksichtigen. Das heisst: eine Fokussierung allein auf das Sicherheitsdatenblatt ist nicht ausreichend, weil der Hersteller eines Gefahrstoffs und damit Ersteller des SDB die konkrete Situation beim Anwender nicht kennt.
Eindeutigkeit
Der Ersteller eines Sicherheitsdatenblattes kann häufig nur allgemeine Empfehlungen zu Schutzmassnahmen machen. Z. B. findet man in vielen SDB Formulierungen wie «bei unzureichender Belüftung Atemschutz (. .) verwenden». Solche Aussagen haben aber in einer Betriebsanweisung nichts zu suchen. Es ist nicht in der Verantwortung des Arbeitnehmers festzustellen, ob an seinem Arbeitsplatz die Belüftung unzureichend ist.
Die Vorgabe der TRGS in dem Zusammenhang lautet darum: «Es sind klare und eindeutige Angaben erforderlich, die in praktisches Verhalten oder Handeln umgesetzt werden können.» Das bedeutet, dass Sammelbegriffe wie z. B. «Atemschutz» genauer spezifiziert werden müssen. Weiter heisst es: «Das Sicherheitsdatenblatt ist (. .) auf offensichtlich unvollständige, widersprüchliche oder fehlerhafte Angaben zu überprüfen.» Wenn die Vorgaben des SDB nicht zu den Verhältnissen am Arbeitsplatz passen, «müssen die Angaben entsprechend angepasst oder ergänzt werden».
Adressat-gerechte Information Konkret fordert die TRGS: «Die Betriebsanweisungen sind sprachlich so zu gestalten, dass die Beschäftigten die Inhalte verstehen und bei ihren betrieblichen Tätigkeiten anwenden können.» Viele Angaben in Sicherheitsdatenblättern setzen jedoch Spezialwissen voraus, das von der Mehrheit der Mitarbeitenden nicht erwartet werden kann und für ihre Tätigkeit auch nicht nötig ist. Weite Teile des SDB sind für Mitarbeitende darum schwer verständlich.
Tipps
– Seien Sie kurz, prägnant und eindeutig. Das Ziel ist, die wichtigsten Informationen und Anweisungen auf einer Seite zusammenzufassen (zweiseitige BAs sollten die Ausnahme sein).
– Vermeiden Sie Verweise auf externe Vorschriften (Gesetze, Verordnungen, Normen etc.). Es ist die Pflicht des Arbeitnehmenden die Anweisungen zu beachten, aber nicht den gesetzlichen Hintergrund zu recherchieren.
– Machen Sie nur Angaben zur persönlichen Schutzausrüstung, die Mitarbeitenden im Betrieb zur Verfügung steht. Es bringt nichts, vorzugeben, dass Schutzhandschuhe aus Butylkautschuk verwenden werden sollen, wenn diese im Betrieb nicht vorhanden sind. In SDB werden häufig verschiedene Alternativen an Handschuhen angegeben. Der Sicherheitsverantwortliche im Betrieb muss feststellen, welche Schutz
handschuhe an welchem Arbeitsplatz nötig sind und dann ein entsprechendes Sortiment beschaffen. In der Betriebsanweisung wird dann möglichst ein konkretes Handschuh Modell aufgeführt.
– Halten Sie sich mit chemischen Bezeichnungen zurück. Es ist zwar sinnvoll, zusätzlichen zum Handelsnamen den Hauptgefahrenauslöser anzugeben, z. B. Phosphorsäure bei einem Entkalker oder Toluol bei einem Verdünner. Man sollte es aber nicht übertreiben: Es bringt nichts, auf mehreren Zeilen den ganzen Amin Cocktail eines EpoxidHärters in IUPAC Nomenklatur in der Betriebsanweisung aufzuführen.
– Vermeiden Sie technische Angaben, deren Konsequenzen sich den Mitarbeitenden nicht direkt erschliessen. So ist z. B. die Angabe «Staubexplosionsgruppe 1» für Mitarbeitende am Arbeitsplatz unbrauchbar. Der Arbeitgeber muss über konkrete Massnahmen sicherstellen, dass es im Betrieb nicht zu Staubexplosionen kommt. Die Sicherheitsmassnahmen, die der Mitarbeitende an seinem Arbeitsplatz beachten muss, sollen dann in der BA genannt werden. – Fassen Sie Gefahrstoffe mit vergleichbaren Gefahren und Schutzmassnahmen in Sammelbetriebsanweisungen zusammen. Ein solches Vorgehen bietet sich z. B. an bei Farben und Lacken. Es verringert Ihren Aufwand und erhöht die Akzeptanz beim Personal.
Fazit
Bei der Erstellung von Betriebsanweisungen für Gefahrstoffe sollte Folgendes beachtet werden: Gehen Sie von der konkreten Situation im Betrieb aus und geben Sie klare, umsetzbare Anweisungen. Dabei muss der Grundsatz lauten «Weniger ist mehr!» – je mehr Text Sie in eine Betriebsanweisung schreiben, umso weniger wird sie gelesen. Schliesslich ist der Inhalt der Betriebsanweisungen periodisch zu schulen. Mit dem Aufhängen der Anweisungen an den Arbeitsplätzen ist die Arbeit des SiBe nicht getan.
www.safetycenter.ch
Effiziente Prozesse in der Logistik sowie eine Maximierung der Energieeffizienz tragen zur Verbesserung der Klimabilanz bei. (Bild: Envato)
Auf die «echten» CO2-Emissionen kommt es an
Webinar «Steuerung der Logistikbilanz»
Dachser Chem Logistics führte am 16. April ein Webinar mit dem Thema «Steuerung der Logistikbilanz: Bedeutung, CO2e-Berechnung und alternative Kraftstoffe» durch. Dabei stellten die beiden Referenten Ralph Anthes, Product Manager bei EcotransitWorld, und Andre Kranke, Head of Research & Development bei Dachser, unter anderem klar: Für Optimierungen beim Gütertransport ist es am effizientesten, seine Energie in kürzere Fahrtstrecken und in Vorverlagerungen auf den Seeweg zu konzentrieren. Erst danach folgen Überlegungen zu Antriebstechnologien und zu speziellen Kraftstoffen. Besonderen Wert legten die Referenten darauf, wie sich Kohlendioxid-Emissionen methodisch richtig berechnen lassen.
Eine Triebkraft stellen die KlimaschutzVorgaben der Europäischen Union mit dem Ziel «Nullemission» dar, sprich: kein Kohlendioxidausstoss. Oder das freigesetzte CO2 muss, im Sinne eines Kreislaufs, an einer anderen Stelle des Prozesses wieder verbraucht werden. «Nur Unternehmen, die das unterstützen, sind zukunftsfähig», betont Andre Kranke, «und da gibt es noch viel zu tun.»
Was also tun? Zum einen sind in der Logistik durch effiziente Prozesse unnötige Transportkilometer zu vermeiden, und es sind alle verfügbaren Technologien zu nutzen, um die Energieeffizienz zu maxi -
mieren. Zum anderen können Elektrofahrzeuge, Wärmepumpen und der Ankauf von grünem Strom auf einem globalen Markt zur Verbesserung der Klimabilanz beitragen. Zuweilen kann das Gefühl aber auch trügen. War nicht Gas ein «guter» Energieträger? Vergleicht man jedoch den LKW mit LNG-Antrieb (liquid natural gas) mit einem modernen Euro6-Diesel-LKW, so erweist sich dieser nach seinen CO2-Emissionen oftmals als gleichwertiger oder sogar klimafreundlichere Variante.
Das bedeutet für die Praxis, dass es eines quantitativen Masses für die Bewertung von Kohlendioxid-Emissionen bedarf. Wie rechnet man das? Eine Antwort gibt ISO 14083:2023. Dieser weltweite Standard regelt die Berechnung der CO2-Emissionen im Gütertransport – und das für alle Verkehrsträger. Das Regelwerk muss allerdings mit Leben erfüllt werden, und zwar mit reichlich Daten-Input aus TransportManagement-Systemen und mit geeigneten Berechnungsverfahren. Diese übernimmt bei Dachser das Kalkulationstool Ecotransit World - der Branchenstand in der Logistik, der von führenden Umweltinstituten unterstützt und von vielen Logistikdienstleistern genutzt wird.
Von der Euro-Klasse über das Baujahr zur CO2-Emission
Einen tieferen Einblick in die Berechnungen gab Ralph Anthes, Product Manager für Ecotransit World. Dabei handelt es sich um die weltweit meistgenutzte Software zur automatisierten Berechnung des Energieverbrauchs sowie der anfallenden Treibhausgasemissionen, Luftschadstoffe und externen Kosten. Das dahinterstehende Unternehmen IVE, Hannover, führt derzeit pro Jahr 4 Milliarden solcher Berechnungen durch und entwickelt dafür mit seinen 340 Kunden Programmierschnittstellen (engl.: API, Application Programming Interface); damit lassen sich Kalkulationen zu spezifischen Transportketten des jeweiligen Kunden durchführen.
Einen ersten Eindruck in die Systematik vermittelt der allgemein zugängliche Emissionsrechner [https://www.ecotransit.org/ de/emissionsrechner]. Startpunkt, Zielpunkt und das Bruttofrachtgewicht reichen schon, um eine Kalkulation der CO2-Emissionen durchzuführen. Dafür muss allerdings eine Menge von Annahmen gemacht werden. Dazu gehört die Beantwortung von Fragen wie der folgenden: Eine Fracht soll aus der Schweiz über den Seeweg in die USA gelangen. An welchen Häfen werden Zwischenstopps eingelegt? Ecotransit würde dafür die wahrscheinlichsten Häfen als Input nehmen. Generell gliedert Ecotransit eine Route nach einem sogenannten «Vier-SchrittBottom-up-Verfahren» in einzelne Abschnitte. Zwischenstopps werden immer dort definiert, wo sich etwas ändert, beispielsweise wenn ein LKW von der Strasse
Um die Null-Emissionsziele zu erreichen, muss die Logistik künftig auf alternative Antriebe setzen. (Bild: Dachser)
auf eine Fähre fährt oder wenn ein Zug vom deutschen ins dänische Stromnetz gelangt und dort umweltfreundlichere Energiequellen nutzt. Die Grobkalkulation lässt sich mit vielen Detailinformationen verfeinern. Wird Ladung während der Fahrt gekühlt (z. B. Lebensmittel, Impfstoffe), so kostet das zusätzliche Energie. Beim Schiff muss der tatsächlich verwendete Treibstoff spezifiziert werden, denn fast alle Seeschiffe haben zwei Tanks und können mit Schweröl, Reindiesel oder mit einem Treibstoffmix fahren. Neuerdings gibt es auch die Option «Methanol» (Reederei Maersk). Bei so viel Input zu Energie und Kraftstoff fragt man sich am Ende: Wie kommt man von dort eigentlich auf die CO2-Emissionen? Das ist nicht einfach, denn LKW sind beispielsweise nach Euro-Klassen spezifiziert. Diese sagen nicht per se etwas über
Das Kalkulationstool Ecotransit World wird für die automatisierte Berechnung des Energieverbrauchs sowie der anfallenden Treibhausgasemissionen, Luftschadstoffe und externen Kosten für verschieden Routen und Transportmittel eingesetzt. (Bild: Envato)
die Kohlendioxid-Emission. Hier «denkt» Ecotransit intelligent um die Ecke und schliesst von der Euro-Klasse auf das Baujahr des Fahrzeugs, von dort auf die Energieeffizienz und schliesslich auf die CO2Emission.
Ausblick: Emissionen in der Produktion
Im Anschluss an die beiden Vorträge brachte eine lebhafte Diskussion interessante Handreichungen für die betriebliche Praxis. Zum Beispiel konkretisierte Andre Kranke sehr eindeutig: «Bei den LKW-Antriebstechnologien weist heute der Euro6-Diesel die beste Energieeffizienz auf. Um die Null-Emissionsziele zu erreichen, muss die Logistik künftig aber auf batterieelektrische Antriebe und die H2-Brennstoffzellen setzen. In manchen Ländern mögen Biokraftstoffe eine interessante Brückentechnologie sein. Sie stellen aber keine langfristige Lösung dar.»
Zum Fortschritt tragen die Webinare von Dachser Chem Logistics das Ihre bei. Nach den erfolgreichen Veranstaltungen im letzten Jahr (Titel: «Logistikeinkauf neu gedacht») und dem aktuellen Event ist für den nächsten April bereits ein neues spannendes Logistik-Thema eingeplant: «Auswirkungen der strukturellen Anpassungen in der Chemieindustrie».
Dachser Spedition AG CH-8105 Regensdorf dachser.regensdorf@dachser.com dachser.ch
Störungen beeinflussen Kohlenstoff-Speicherung im Waldboden
Waldböden speichern Kohlenstoff, geben diesen jedoch bei natürlichen Störungen oder Holzernte in grossen Mengen wieder frei. Die Art und Weise, wie dies geschieht sollte bei der Berechnung des CO2-Budgets berücksichtigt werden. Dies zeigt eine Studie der Eidgenössischen Forschungsanstalt WSL.
Bäume pflanzen gegen den Klimawandel? Medien der ganzen Welt haben die damit verbundene wissenschaftliche Diskussion in den letzten Jahren breit aufgenommen. Unbestritten ist, dass der Waldboden grosse Mengen von CO2 als organischen Kohlenstoff im Humus speichert, im Schweizer Wald 17 Prozent mehr als in der Biomasse. Eine Forschungsgruppe der WSL hat analysiert, welche Rolle dabei Störungen spielen, die in den letzten Jahren durch den Kli -
mawandel zugenommen haben. Dafür haben die Wissenschaftler 151 Studien weltweit unter die Lupe genommen, mit dem Ziel, die Freisetzung von CO2 und damit von gespeichertem Kohlenstoff nach einer Störung einzuschätzen. Sie kamen zum Schluss, dass Waldbrände den grössten Einfluss haben, gefolgt von Windwurf, Holzernte und Schadinsekten. Von grösserer Bedeutung als die Art des Schadereignisses waren allerdings die Art und Menge des vor dem Ereignis bestehenden Vorrats an organischem Kohlenstoff im Boden. Am grössten war der Kohlenstoff-Verlust in den kalten Regionen im hohen Norden und in den Bergen mit grossen Mengen an Humus im Oberboden. Bei solchen Waldböden waren die negativen Auswirkungen mindestens vier Jahrzehnte nach einem Schad -
ereignis noch nachweisbar. Wälder mit einem anfänglich geringem Humusgehalt im Oberboden hingegen verloren weniger Kohlenstoff und erreichten den Vor-der-StörungZustand in kürzerer Zeit. Die Forschungsgruppe erachtet es darum als wichtig, dass die
Alle drei Tage ein zusätzlicher Todesfall
Eine Studie der Universität Padua legt den Zusammenhang zwischen PFAS-Exposition und Sterblichkeit durch Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen offen.
2013 wurde ein riesiges mit Poly- und Perfluoralkyl-Stoffen (PFAS) verseuchtes Gebiet entdeckt, das die Oberfläche, den Boden und das Trinkwasser dreier Provinzen in Norditalien umfasst und mindes -
tens 30 Gemeinden mit rund 150 000 Einwohnern einschliesst. Eine Forschungsgruppe unter der Leitung der der Universität Padua publizierte in der Fachzeitschrift Environmental Health eine Studie, die zum ersten Mal einen Zusammenhang zwischen der Exposition gegenüber PFAS und der Sterblichkeit durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen nachweist und die Korrelation zwischen Nieren- und Hodenkrebs und PFAS in der Bevölkerung des kontaminierten Gebiets aufzeigen. Dabei wurden anonymisierte Daten aus den Sterbeurkundenarchiven über die Einwohner der Provinzen Vicenza, Padua und Verona, die zwischen
1980 und 2018 verstorben sind, aufbereitet. Die Analyse des Kalenderzeitraums und der Geburtskohorte wurde unter Verwendung der Gesamtbevölkerung der drei Provinzen als Referenz durchgeführt. Die Exposition wurde auf der Grundlage des Wohnsitzes in einer der 30 Gemeinden definiert, in dem das Aquädukt zur Trinkwasserversorgung aus dem kontaminierten Grundwasserleiter gespeist wurde. «In den 34 Jahren zwischen 1985, dem Beginn der Wasserverschmutzung, und 2018, dem letzten Jahr mit verfügbaren ursachenspezifischen Mortalitätsdaten, haben wir 51 621 Todesfälle in der Wohnbevölkerung beobachtet – ver-
Diskussion um die CO2-Bindung durch Aufforstung mögliche Verluste aus dem Boden bei Störungen mit einbezieht. www.wsl.ch
glichen mit 47 731 erwarteten Todesfällen», erklärt Prof. Annibale Biggeri der Universität Padua. «Das sind 3890 Todesfälle mehr als erwartet, was alle drei Tage ein zusätzlicher Todesfall bedeutet. Wir haben Hinweise auf eine erhöhte Sterblichkeitsrate bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen, insbesondere bei Herzkrankheiten und ischämischen Herzkrankheiten sowie bei bösartigen Neubildungen, einschliesslich Nieren- und Hodenkrebs, gefunden.» Der Trend verstärkt sich vor allem bei jüngeren Menschen, bei denen ein Anstieg der Krebssterblichkeit festgestellt wurde.
www.unipd.it
WSL-Forschende untersuchen Bodenprofile für das Waldbodeninventar. (Bild: Cedric Bührer)
(Bild: Envato)
Grüne Kunststoffe aus Landwirtschaftsabfällen
Mit minimaler Umweltbelastung – An der EPFL wurde eine nachhaltige Methode entwickelt, um aus landwirtschaftlichen Resten Hochleistungskunststoffe herzustellen.
Die Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Sustainability veröffentlicht wurde, stellt eine neuartige Methode zur effizienten Herstellung von Polyamiden vor – einer Klasse von Kunststoffen, die für ihre Festigkeit und Haltbarkeit bekannt ist, wovon die bekannteste Nylon ist – unter Verwendung eines Zuckerkerns, der aus landwirtschaftlichen Abfällen gewonnen wird.
«Typische Kunststoffe auf fossiler Basis benötigen aromatische Gruppen, um ihren Kunststoffen Steifigkeit zu verleihen – das verleiht ihnen Härte, Festigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit», sagt
Jeremy Luterbacher von der EPFL. «Mit unserer Methode erhalten wir ähnliche Ergebnisse, verwenden aber eine Zuckerstruktur, die in der Natur allgegenwärtig und ungiftig ist, um Steifigkeits- und Leistungseigenschaften zu gewährleisten.» Die Forschenden entwickelten ein katalysatorfreies Verfahren, um Dimethylglyoxylatxylose –ein stabilisiertes Kohlenhydrat,
das direkt aus Biomasse wie Holz oder Maiskolben hergestellt wird – in hochwertige Polyamide umzuwandeln. Das Verfahren erreicht eine beeindruckende Atomeffizienz von 97 Prozent. Fast das gesamte Ausgangsmaterial wird also im Endprodukt verwendet. Die biobasierten Polyamide weisen Eigenschaften auf, die mit ihren fossilen Pendants konkurrieren können, und bieten eine vielversprechende Alternative für viele Anwendungen: Diese reichen von Automobilteilen bis hin zu Konsumgütern. Die technisch-ökonomische und Lebenszyklus -
Elektrochemische Prozesse optimieren
Die Optimierung elektrochemischer Reaktionen ist für die Umstellung hin zu erneuerbaren Energie- und Kohlenstoffquellen eine wichtige Stellschraube. Forschende des Exzellenzclusters «Resolv» an der Ruhr-Universität Bochum und der École normale supérieure in Paris haben zwei neue Aspekte gefunden, um elektrochemische Reaktionen an Grenzflächen zu steuern und damit zu optimieren. Um das komplexe Verhalten an Grenzflächen zu verstehen, untersuchte die Gruppe einen wichtigen Parameter bei elektrochemischen Reaktionen, die sog. Säurekonstante (pKa) an
elektrifizierten Metalloberflächen/Wasser-Grenzflächen. Dieser Wert ist in der Lösung wohl bekannt. Allerdings gab es Spekulationen darüber, dass sich dieser Wert, der für die Reaktion entscheidend ist, in der Nähe einer Elektrode von der in einer Lösung unterscheidet. Um pKa-Werte unter elektrochemischen Bedingungen zu messen, hat das Team besondere, oberflächenspezifische spektroskopische Techniken –die Surface-Enhanced Raman Spectroscopy – eingesetzt und die Ergebnisse mit theoretischer Modellierung verglichen. Damit konnten als Funktion der
angelegten Spannung signifikante Abweichungen von der Säure-Base-Chemie an elektrifizierten Grenzflächen aufgedeckt werden, die sich von den bekannten Prozessen in der Lösung unterscheiden.
In der Publikation beschreiben die Forschenden zwei neue Schlüsselmechanismen, die Säure-Base-Reaktionen an elektrifizierten Grenzflächen beeinflussen: den Einfluss der lokalen Wasserstruktur an der Elektrode und die starken lokalen elektrischen Felder. Am Beispiel der Aminosäure Glycin wurde die Protonierung/Deprotonierung als Funktion der
analyse deuten darauf hin, dass die Materialien preislich wettbewerbsfähig gegenüber herkömmlichen Polyamiden –einschliesslich zum Beispiel «Nylon 66» – sein könnten, mit einer Reduzierung des Treibhauspotenzials um bis zu 75 Prozent. Darüber hinaus zeigten die Materialien eine erhebliche Widerstandsfähigkeit über mehrere Wiederverwertungszyklen hinweg. Die Produktion übernimmt nun das EPFL-Spinoff Bloom Biorenewables und bringt die Materialien auf den Markt.
www.epfl.ch
angelegten Felder vermessen und eine Destabilisierung des Zwitterions beobachtet. Die Ergebnisse zeigen die Veränderungen der lokalen Solvatationseigenschaften an Metall/ Wasser-Grenzflächen auf und eröffnen neue Möglichkeiten zur Optimierung der Reaktivität in der Elektrochemie. Diese Erkenntnisse bieten neue Chancen zur Entwicklung von Strategien für die Katalyse, da die beiden entscheidenden Faktoren – lokale Wasserstrukturen und elektrische Felder – manipuliert werden können.
Neben den laufenden Geschäften innerhalb des Zentralvorstandes lagen in den letzten zwei Jahren die Hauptarbeiten in der Weiterbildung (VHBCP) und der Berufsfeldanalysen der Scienceindustries. In diesen beiden Bereichen werden in den kommenden Jahren auch die meisten weiteren Arbeiten anfallen und den SCV fordern. Beim VHBCP ist es die mögliche Integration des Berufsverbandes der Laboranten, aus der Berufsfeldanalyse heraus die Überarbeitung der BiVo des CPT und CPP. Im Hinblick auf die Strategie/Vision 2030 ist es die Minderung des Fachkräftemangels und die Integration bzw. Bindung der Fachkräfte in den Firmen, unabhängig des Bildungsweges.
Der Zentralvorstand des SCV konnte sich den vergangenen zwanzig und mehr Jahren auf die Fachkenntnisse und das Engagement engagierter Berufsleute verlassen, die im Bereich Finanzen, Ausbildung und Weiterbildung viel dazu beigetragen haben, dass die Berufe und der Berufsverband gegen aussen sehr positiv aufgenommen worden sind. Die weiteren Schritte für den SCV werden sein, die Berufe CPT und CPP in der Überarbeitung für künftige Aufgaben und Aufgabenstellungen einzustellen und wichtiges von unwich
tigem bzw. unnötigem Ballast zu entlasten. Es liegen in den Fachgremien genügend Erfahrung über die entsprechenden Bereiche aus allen Landesteilen vor, um die Zukunft nicht als Utopie, sondern als greifbare Vision zu gestalten. In der Weiterbildung des VHBCP werden weitere Bildungswege und Bildungsabschlüsse dazu kommen, welche die Arbeit der Mitglieder im VHBCP weiter fordern werden.
Fachkräftemangel
Ursachen für den Fachkräftemangel können demografische Veränderungen, unzureichende Bildungs und Ausbildungsprogramme, Unstimmigkeiten zwischen den von Arbeitgebern geforderten Fähigkeiten und
■ Höhere Fachprüfung Chemietechnologe
Daniel Müller weiterbildung@cp technologe.ch
■ Termine Alle Termine online anschauen: www.cp technologe.ch
denen, die von den Arbeitskräften mitgebracht werden, oder wirtschaftliches Wachstum in bestimmten Branchen sein. Dieser Mangel kann sich auf das Wirtschaftswachstum, die Innovation und die allgemeine Wettbewerbsfähigkeit eines Landes oder einer Region auswirken.
Regierungen, Unternehmen und Bildungseinrichtungen arbeiten oft zusammen, um das Problem zu lösen, indem sie folgende Politik umsetzen: Bildung und Ausbildung optimieren, qualifizierte Arbeitskräfte aus anderen Regionen oder Ländern anziehen sowie Initiativen fördern, welche die Übereinstimmung zwischen den Fähigkeiten der Arbeitskräfte und den Bedürfnissen des Arbeitsmarkts verbessern.
Um Massnahmen zur Attraktivitätssteigerung auf die spezifischen Bedürfnisse und Erwartungen der potenziellen Fachkräfte abzustimmen, sollten folgende Themen beachtet werden.
Berufsfeldanalyse
Die Berufsfeldanalyse ist ein Prozess, bei dem eine detaillierte Untersuchung und Bewertung eines bestimmten Berufsfelds durchgeführt wird. Dieser Ansatz hilft Menschen dabei, fundierte Entscheidungen über ihre berufliche Laufbahn zu treffen, Karriereziele zu klären und sich besser auf den Einstieg in ein bestimmtes Berufsfeld vorzubereiten. Schritte und Aspekte, die in einer Berufsfeldanalyse be
Projekt scienceindustries Berufsbildung 2030 im Überblick
Das Projekt «Sienceindustries Berufsbildung 2023» ist in drei Phasen unterteilt. Nach Projektabschluss folgt in einem nächsten Schritt die Umsetzung z. B. mit Reformvorhaben zu einzelnen Berufen. (Grafik: Scienceindustries)
rücksichtigt werden, sind: Berufsfelddefinition, Berufsprofile, Trends und Entwicklungen, Qualifikationsanforderungen, Beschäftigungsaussichten, Gehaltsaussichten, gefragte Fähigkeiten und Kompetenzen, Bedeutung von Networking und Kontakten, persönliche Interessen und Werte sowie Weiterbildungsmöglichkeiten.
In der Schweiz regelt die Bildungsverordnung für einen Lehrberuf verschiedene Aspekte der beruflichen Ausbildung. Bildungsverordnungen werden in der Regel vom Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation (SBFI) in Zusammenarbeit mit Branchenexperten und relevanten Akteuren erstellt. Hier sind einige der typischen Punkte, die eine Bildungsverordnung für einen Lehrberuf in der Schweiz regeln kann: Berufsprofil und bezeichnung, Ausbildungsdauer und inhalte, Qualifikationen und Zulassungsvoraussetzungen, Lernorte, Prüfungen und Abschlüsse, berufliche Perspek tiven, Arbeitszeit und Arbeitsbedingungen, Berufsethik und Verantwortlichkeiten sowie Anpassungen und Aktualisierungen.
Berufsbildungssystem
Eine Berufslehre hat viele Vorteile und kann für viele Menschen eine ausgezeichnete Wahl sein. Einige Gründe, die dafür sprechen, sind: Praxisnahe Ausbildung, frühzeitige Berufserfahrung, berufliche Vielfalt und Perspektiven, theoretische Grundlagen, Verdienstmöglichkeiten, berufliche Anerkennung, Weiterbildungsmöglichkeiten, frühzeitige Karriereorientierung und flexible Ausbildungsstrukturen.
Eine Berufslehre bietet eine solide Grundlage für eine erfolgreiche berufliche Laufbahn und ist eine attraktive Option für
diejenigen, die eine praxisnahe Ausbildung schätzen. Die Entscheidung zwischen einer höheren Ausbildung und einem Studium nach einer abgeschlossenen Berufslehre hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschliesslich persönlicher Präferenzen, beruf licher Ziele und individueller Umstände. Hier sind einige Überlegungen, die bei dieser Entscheidung helfen können:
Letztendlich sollte die Entscheidung gut durchdacht sein und den individuellen Zielen, Präferenzen und Umständen entsprechen. Es ist auch möglich, verschiedene Weiterbildungswege zu kombinieren, wie z. B. ein berufsbegleitendes Studium oder die Teilnahme an Fortbildungen während einer beruflichen Tätigkeit.
Berufsattraktivität
Die Attraktivität eines Berufs hängt von verschiedenen Faktoren ab, und die Integration von Englisch als zusätzliche Qualifikation kann sicherlich ein positiver Beitrag sein. Hier sind jedoch einige weitere Aspekte, die berücksichtigt werden könnten, um einen Beruf attraktiver zu gestalten:
1. Berufsimage und Kommunikation:
– Klare und ansprechende Informationen über den Beruf können dazu beitragen, falsche Vorstellungen zu vermeiden und das Interesse potenzieller Fachkräfte zu wecken.
– Durch gezielte PR Massnahmen und Öffentlichkeitsarbeit kann das Image des Berufs in der Öffentlichkeit positiv beeinflusst werden.
2. Ausbildungs und Karrieremöglichkeiten:
– Klare Karrierewege und Entwicklungsmöglichkeiten innerhalb des Berufs steigern die Attraktivität.
– Die Möglichkeit zur kontinuierlichen Fort und Weiterbildung zeigt, dass der Beruf mit den sich ändernden Anforderungen der Industrie Schritt hält.
3. Arbeitsbedingungen und Work Life Balance:
– Die Implementierung flexibler Arbeitszeitregelungen kann die Work Life Balance verbessern.
– Die Möglichkeit von Homeoffice Optionen könnte in Erwägung gezogen werden, insbesondere in Berufen, die dies zulassen.
4. Vergütung und Zusatzleistungen:
– Eine angemessene, wettbewerbsfähige Vergütung ist ein wichtiger Faktor.
– Attraktive Zusatzleistungen wie betriebliche Altersvorsorge, Gesundheitsförderung oder Mitarbeiterrabatte können die Attraktivität erhöhen.
5. Arbeitsumfeld und Unternehmenskultur:
– Eine positive Unternehmenskultur, die Wert auf Teamarbeit, Innovation und Mitarbeiterentwick
lung legt, kann die Attraktivität des Berufs steigern. – Moderne und gut ausgestattete Arbeitsplätze tragen zur Zufriedenheit der Mitarbeiter bei.
6. Internationale Ausrichtung: – Das Unterrichten von Englisch ist ein positiver Schritt, insbesondere wenn der Beruf internationale Aspekte beinhaltet. Auch die Möglichkeit, in einem internationalen Umfeld zu arbeiten, könnte attraktiv sein.
7. Innovative Projekte:
– Teilnahme an innovativen Projekten
8. Gesellschaftlicher Beitrag:
Ein Beruf, der einen positiven Beitrag zur Gesellschaft leistet oder Aspekte der Nachhaltigkeit und sozialen Verantwortung berücksichtigt, ist für viele Menschen attraktiver.
9. Partnerschaften mit Bildungseinrichtungen:
– Zusammenarbeit mit Schulen und Hochschulen: Aktive Partnerschaften mit Bildungseinrichtungen können den Zugang zu qualifizierten Talenten erleichtern.
Es ist wichtig, dass die Massnahmen zur Attraktivitätssteigerung auf die spezifischen Bedürfnisse und Erwartungen der potenziellen Fachkräfte abgestimmt sind. Ein ganzheitlicher Ansatz, der verschiedene Aspekte berücksichtigt, ist oft am effektivsten.
Hier geht es zur ausführlichen Version in Deutsch und Französisch
Zuhanden der DV vom 15. Juni 2024 in Bern
Neue Lösung für waschechte Atomspektroskopie
Mit einer neuen Waschlösung für die Atomspektroskopie (AAS, ICPOES, ICP-MS) lassen sich im Probeneintragssystems adsorbierende Elemente sicher entfernen und so die Voraussetzungen für eine akkurate Analyse schaffen. Bei diesen Elementen handelt es sich insbesondere um leichte und schwere Platinmetalle. Sie spielen in der Geologie, der Katalysatortechnologie oder auch der Pharmazie eine besondere Rolle oder werden in der Recycling-Industrie aus
Elektroschrott oder aus KFZ-Katalysatoren wiedergewonnen. Eine kontinuierliche analytische Überwachung und akkurate Analyse dieser Elemente ist nur dann möglich, wenn hohe Blindwerte vermieden werden können. Zusätzlich hat sich die neue Waschlösung auch für andere kritische Elemente wie Gold und Quecksilber bewährt. Alle genannten Elemente lassen sich durch Waschlösungen, die mit HNO3 angesäuert wurden, nicht oder nur sehr zeitaufwendig wieder
Breitere und individuellere Auswahl an Waagen
Der Trend bei Laborwaagen geht in Richtung Einfachheit, Leistung und Robustheit, wobei verschiedene Ausführungen den Fokus auf grössere Belastbarkeit, bessere Messleistung oder eine noch einfachere Benutzeroberfläche legen. Die Palette von Waagenmodellen, die die Anforderungen einer grossen Anzahl von Anwendern, Branchen und Arbeitsplätzen erfüllen, wird jetzt noch einmal deutlich grösser. Dabei ermöglichen hochwertige Materialien auch ein Plus in puncto Nachhaltigkeit und Langlebigkeit.
Im Vordergrund jedoch steht die Performance im Labor: genaue Wägeergebnisse, zuverlässige Leis-
tung, vertrauenswürdige Ergebnisse, einfache Bedienung und weltweit verfügbares Service-Know-
how des Herstellers. Konkret sind Ablesbarkeiten von 1 g bis 0,01 mg und Kapazitäten von 220 g bis
auswaschen, da sie an allen Wänden des Probeneintragssystems adsorbiert werden. Bei der neuen Waschlösung handelt es sich um eine 2-prozentige (v/v) HCl-Lösung, die mit 0,5 Prozent (w/v) Thioharnstoff versetzt wurde.
32 kg gefragt. Neuheiten auf diesen Gebieten schliessen Waagen mit grossen Plattformen und kompakte tragbare Modelle ein. Und beispielsweise können einige aktuelle Produkte eine Benutzerverwaltung und die Rückverfolgbarkeit von Aktivitätsprotokollen bieten, um Vorschriften wie GxP problemlos einhalten zu können.
Bei Tätigkeiten oder im Umgang mit flüchtigen Partikeln und Aerosolen stellen Arbeitszelte eine unverzichtbare Schutzzone dar und sollten daher nach den individuellen Anforderungen massgeschneidert werden.
Spezialisten für die Entwicklung, die Produktion und den Verkauf von Schutzausrüstungen und Abschirmsystemen für Mensch und Umwelt werden immer wichtiger. Um nur zwei Beispiele zu nennen: Der Schutz vor Asbest spielt bei der Gebäudesanierung nach wie vor eine grosse Rolle. Die Risiken von potenziell keimbelasteten Aerosolen sind in den vergangenen Jahren, gerade aufgrund der Corona-Problematik, sogar vielen stärker bewusst geworden.
Ein typisches Arbeitszelt besteht aus einem stabilen Rahmen und einer darin aufgehängten, flexiblen Umhausung. Sie verhindert in Kombination mit einem Unterdruck-Haltegerät (inklusive Filterung) jede Ausbreitung von Gasen, Dämpfen und Teilchen in die Umgebung. Sämtliche Gerüstkompo -
nenten befinden sich ausserhalb des Zeltes und bleiben kontaminationsfrei. Bei der Entsorgung zeigen sich die Einhausungen nachhaltig und erzeugen nur eine minimale Abfallmenge.
Wer sich in der chemischen, pharmazeutischen oder kerntechnischen Industrie für ein Arbeitszelt interessiert, denkt automatisch auch an spezielle Abmessungen und Ausführungsdetails. Denn kaum ein Anwendungsbeispiel ist wie das andere.
Pedi AG CH-5036 Oberentfelden info@pedi.ch www.pedi.ch
Prozessleitsystem-Upgrade mit Hebelwirkung
Prozessleitsysteme (PLS) bieten noch Potenzial für die Steigerung der Zuverlässigkeit und der Betriebszeit, wobei die Profinet-kompatiblen Geräte in der Anlage einen wesentlichen Hebel darstellen. Durch das Hinzufügen einer Redundanzfunktion zu einer neuen IOKarte, welche das Profinet-Protokoll für industrielle Netzwerke nutzt, lässt sich die Anlagenverfügbarkeit verbessern. Darüber hinaus steigern funktionale Erweiterungen
speziell im Bereich der Steuerung von Kompressoren die Betriebsund Engineering-Effizienz. Die Hebelwirkung solcher PLS-Upgrades ist deswegen so stark, weil Profinet eines der am weitesten verbreiteten Ethernet-basierten industriellen Kommunikationsprotokolle weltweit darstellt und sich durch eine hervorragende Echtzeitleistung auszeichnet. Eine vor fünf Jahren entwickelte IO-Karte, die Profinet unterstützt, ermöglichte
zwar die Überwachung des Betriebs von Profinet-kompatiblen Geräten im Prozessleitsystem, aber man identifizierte noch weiteres Potenzial, Zuverlässigkeit und Betriebszeit zu verbessern. Die darauf aufbauenden Entwicklungen mündeten nun in eine neue ProfinetIO-Karte mit Redundanzfunktion. Das bedeutet: Für ein einzelnes Profinet-IO-Gerät wird eine Applikationsbeziehung mit zwei Profinet-IO-Controllern aufgebaut. So kommt zur primären Applikationsbeziehung eine Backup-Applikationsbeziehung hinzu. Wichtig für die Prozesssteuerung ist bei solchen Entwicklungen stets, dass die Innovation – wie hier die neue Karte – alle Profinet-Standards der sogenannten Conformance Class B erfüllt.
- Intelligentes Rührsystem, Heizen, Kühlen - Auswertung von Temperatur, Druck und Rührung - Datenlogging via PC Hil-Trade GmbH
Dorfstrasse 26 / 8902 Urdorf Tel. 044 777 17 29
75 ml bis 5700 ml
Email: Web: www.
- Intelligentes Heizen, Kühlen
- Auswertung von Temperatur, Druck und Rührung
- Datenlogging via PC Hil-Trade GmbH
Dorfstrasse 26 / 8902 Urdorf Tel. 044 777 17 29
Intelligentes Rührsystem, Heizen, Kühlen
Email: info@hiltrade.ch
Web: www.hiltrade.ch
Auswertung von Temperatur, Druck und Rührung - Datenlogging via PC-Software Hil-Trade GmbH
Hoch& Nieder-DruckReaktoren mit & ohne PTFE-Lining www.berghof.com
75 ml bis 5700 ml Reaktor-Systeme -Edelstahl -Hastelloy Hil-Trade Gmb H Dorfstrasse 26 CH-8902 Urdor f Telefon 044 77 7 17 2 9 info@hiltrade.ch www.hiltrade.ch
– Intelligentes Rührsystem – Heizen und Kühlen – Auswertung von Temperatur, Druck und Rührung – Datenlogging via PC-Software www.berghof.com
-Edelstahl -Hastelloy Hil-Trade Gmb H Dorfstrasse 26 CH-8902 Urdor f Telefon 044 77 7 17 2 9 info@hiltrade.ch www.hiltrade.ch
Emerson – Messinstrumentierung für die Biotechnologie- und Pharmaindustrie
Die Nachfrage nach Arzneimitteln und biotechnologischen Produkten steigt kontinuierlich an, angetrieben durch Faktoren wie das Aufkommen von skalierbarer, personalisierter Medizin, Fortschritte bei der Entwicklung neuer Behandlungen und die wachsende Weltbevölkerung. Emerson untersucht praktische Lösungen für schnellere Produkteinführungen, zuverlässige -
re Geräteüberwachung und kürzere Produktionsaufbauten in der Life-Science-Industrie mit intelligenten Messinstrumenten. Das Unternehmen trägt zur Innovation in der Pharmaindustrie bei, indem es Prozesse in den verschiedenen Stufen der Arzneimittelherstellung optimiert: Buffer- und Medienzubereitung, Fermentation, Chromatographie, Filtration und Utilities
Chemie auf Holzbasis gewinnt an Vielfalt
Neue kommerziell verfügbare Lignine geben Herstellern von Elastomeren und Thermoplasten sowie Anwendern in den Bereichen 3DDruck oder Spritzguss frische Perspektiven.
Mit Ligninen lassen sich Zukunftsmärkte erobern. Denn dabei handelt es sich um vielfältig einsetzbare Biopolymere. Da sie aus Holz, Laub, Gräsern und Stroh hergestellt werden, kommen sie als nachwachsende Rohstoffe gleichzeitig dem Trend zu nachhaltigerem Wirtschaften entgegen.
Die verfügbaren Lignine unterscheiden sich sowohl nach ihrem Ursprung als auch nach ihrem Verarbeitungsprozess. Zu den Klassikern zählen beispielsweise Ligninsulfonate. Sie werden mit dem Sulfit-Verfahren unter Spaltung von Etherbrücken gewonnen und unter anderem in Binde- und Dispergier-
mitteln eingesetzt (z. B. Betonverflüssiger).
Verstärkt angeboten werden jetzt Varianten aus Laub- und Nadelholz, das zunächst über thermomecha -
Reaktorstativ mit Heizung und Touch-Controller
Der Reaktor ist das Herz der Apparatur, doch nur mit den richtigen Peripheriesystemen «schlägt» es im richtigen Takt – insbesondere mit einem einfach handhabbaren Reaktorstativ und mit einer ebenso einfachen Steuerung über ein Touch-Display.
Mit den richtigen Reaktorstativen für Reaktoren von 300 bis 1000 Milliliter Volumen lassen sich alle Verbindungen am Reaktordeckel fix installieren. Im Handumdrehen öffnen und schliessen, zum Befüllen und Entleeren einfach wegschwenken – das sind wichtige Komfort-Funktionen.
und bietet Beschleunigung, flexible Herstellung, betriebliche Integrität, Freigabe in Echtzeit und nachhaltige Betriebsabläufe.
nische Verfahren oder Säurebehandlung aus der Lignocellulose aufgeschlossen wurde. Des Weiteren richtet sich die Aufmerksamkeit auf Soda-Lignin. Man gewinnt es durch Isolierung mittels Soda-Verfahren schwefelfrei aus Einjahrespflanzen bzw. Stroh. Für die Verwendung in Forschung und Entwicklung empfehlen sich Lignine in Packungsgrössen von 100 oder 500 Gramm. Darüber hinaus sind auch Bulkmengen konfektionierbar.
Roth AG CH-4144 Arlesheim info@carlroth.ch www.carlroth.ch
Temperatur rauf oder runter? Kein Problem! Bei einigen aktuellen Reaktorstativen ist die elektrische Mantelheizung schon integriert, und bei Bedarf lässt sich der Reaktor schnell herunterkühlen. Temperaturveränderungen lassen sich über einen Controller sanft per Softstart-Funktion steuern. Damit ist ein «Heizen per Knopfdruck» möglich, und auch der Rührmotor und die Ventile werden komfortabel über ein Touch-Display bedient. Mehrstufige Temperaturprogramme, die immer wieder gefahren werden, lassen sich als Standards festlegen und dann einfach durch Tippen anwählen. Eine intelligente Auto-Tuning-Funktion verbessert die Reaktionsführung automatisch. Ein Viskositäts-Indikator gibt dem Anwender einen ent-
scheidenden Parameter aus. Läuft er aus dem Ruder, müssen gegebenenfalls manuelle Eingriffe in die laufende Reaktion vorgenommen werden. Solche Peripheriesysteme eignen sich im Besonderen für Reaktoren von Berghof Products + Instruments. Weitere Qualitätskriterien: Es bestehen Anschlussmöglichkeiten für Pt-100, Drucksensor, Ventile und USB. Ein Datenlogging ist via PC-Software möglich. Das Usermanagement lässt sich über eine Rechtehierarchie vornehmen.
In Grosswiesen 14 8044 Gockhausen/Zürich Tel 044 881 20 10 www emott ch / info@emott ch G GMMP P z zeerrttiiffiizziieerrt t Labor für Festkörperanalytik & Elektronenmikroskopie & XRD
