Death Valley-klimaat nagebootst onder labcondities

Death Valley-klimaat in een plantengroeikast

Een van ’s werelds extreemste klimaten – Death Valley – nabootsen in een plantengroeikast, inclusief een dag- en nachtritme, om de groei- en overlevingsmechanismen van de hyperdroogte resistente ‘Arizona Honeysweet’ te kunnen ontrafelen. Zo’n kast ontwikkelen leek schier onmogelijk, maar het is gelukt. Na de Factory Acceptance Test is hij klaar om verscheept te worden van Zaltbommel naar de afdeling Plantenbiologie van het Californische Carnegie Instituut.

Vincent Hentzepeter | Fotografie: FOODnote

Bij het maken van de foto’s van de Death Valley-plantengroei- kast bij Bronson Climate was het aardig geweest de ‘Arizona Honeysweet’ (wetenschappelijke naam tidestromia oblongifolia) te laten poseren, maar die plant verkopen tuincentra

niet. Dus werd hij kaal gefotografeerd. Het licht werd flink gedimd, want een lichtintensiteit van 2200 μmol per vierkante meter per seconde, gangbaar rond het middaguur in deze woestijn, is ook voor een professionele camera too much. Als de kast op het Carnegie Institute, onderdeel van de Universiteit van Californië (UCLA, nabij San Francisco) in gebruik gaat, zullen de planten blootgesteld worden aan extreme temperaturen tot dichtbij de 50 ˚C, én aan diepvrieskou tot -10 ˚C die ’s winters kan optreden. Aan extreem lage luchtvochtigheden van enkele procenten, maar ook aan bijna tropische vochtige condities die kunnen optreden na die ene sporadische bui. Zo onder stress kunnen testen vereist een plantengroeikast die alle gangbare technische grenzen op dit gebied platwalst. Het is puur maatwerk geweest, gecombineerd met technische kennis en ervaring met dit type kasten in een ‘light’ variant, waardoor een plantengroeikast als deze gebouwd kon worden. Eentje die alles in huis heeft om planten voor het eerst onder reproduceerbare condities van het ‘Death Valley-klimaat’ te kunnen onderzoeken.

Babysitten

Eerst naar het Carnegie Institute in Californië, waar ze aan den lijve ondervonden dat je met dit soort onderzoek al snel tegen de technologische grenzen aanloopt. Onderzoek-

Directeur en mede-eigenaar Rob Hoogenboom van Bronson Climate (links, verantwoordelijk voor de techniek) en directeur Arno Wouters (rechts) van Bronson bij de voor het Californische Carnegie Institute gebouwde plantengroeikast die perfect het klimaat van Death Valley kan nabootsen.

Woestijnplanten blootgesteld aan extreme condities voor onderzoek naar klimaatverandering Death Valley-klimaat in een plantengroeikast

ster Sue Rhee vertelt in een publiek toegankelijk webinar (https://carnegiescience.edu/node/2853) dat ze vol goede moed van start was gegaan met haar onderzoek naar de overlevingsmechanismen van de Arizona Honeysweet, maar dat ze al snel kampte met apparatuur die uitviel. De hitte in de kasten bleek een groot probleem voor de lampen en het koelsysteem. Rhee zegt in het webinar: “We kwamen er al snel achter dat er geen klimaatkasten zijn die dit kunnen. Eén leverancier die zei dat hij het wel kon, kwam met een kamer die al na een week kapotging. We bouwden een koelsysteem dat even groot was als de kamer zelf tegen de hoge temperaturen, en toch bleef het systeem maar kapotgaan. Maar we kunnen niet gaan babysitten bij dit apparaat, we willen onderzoeken. Ik had nooit verwacht met zulke problemen te maken te krijgen bij plantenonderzoek.”

‘We kunnen niet gaan babysitten, we willen onderzoeken’

Oogverblindend licht

De afdeling Plantenbiologie kweekt de planten op onder standaardcondities, dat is 400 micromol licht per dag bij 30 ˚C. Een maand later gaan ze over naar zomerse Death Valley-omstandigheden. Dat wil zeggen 2200 μmol (oogverblindend) licht, zoals daar midden op de dag gangbaar is bij een temperatuur van 47 ˚C. Hierover vertelt Rhee in het webinar: “We meten parameters als fotosynthese, gashuishouding, nemen monsters voor genomics, verzamelen biochemische en celbiologische data op diverse tijdstippen in het groeiseizoen in de zomer, en modelleren om de reactie van de plant te zien op verstoringen.”

Climate change

Ondanks de extreme condities doet de ‘Arizona Honeysweet’ het prima in het Death Valley-klimaat, en maakt zelfs na twee weken onder blakerende condities een ongekende groeispurt door. Een raadsel hoe dit kan, blijkt uit het webinar. “Op dit moment is totaal niet duidelijk welke plantenmechanismen dit mogelijk maken. Dat achterhalen zou waardevolle informatie bieden bij de ontwikkeling van nieuwe droogte- en hitteresis-

Leidingwerk t.b.v. de watergekoelde verlichting, met links de stoombevochtiger, waarmee de relatieve vochtigheid heel precies te beheersen is.

tente plantensoorten voor de kweek van gewassen in woestijnachtige gebieden. Gezien de ‘climate change’ wordt dat steeds belangrijker.”

Fotosynthese optimum

Centraal in het onderzoek staat de ontwikkeling van de Arizona Honeysweet in vergelijking met die van andere hittebestendige planten. Hieronder een soortgenoot uit de regio die in een iets koeler klimaat groeit, een Indiase Amaranth-variëteit. “Die uit India kan minder goed tegen hitte”, verduidelijkt ze in haar webinar. “Je ziet dat die het niet zo lekker doet als het boven de 40 ˚C komt. De andere twee behouden bij die hitte wél hun fotosyntheseniveau. Maar dan ineens gaat de Arizona Honeysweet als een gek groeien met verhoogde fotosynthese, de andere plant doet dat niet. Hoe komt dit? We willen dit mechanisme van het

‘Een stresstest van 2 weken op volle lichtsterkte van 2500 μmol, bij 80% vochtigheid en 60 ˚C’

fotosynthese-optimum begrijpen. Waarom zie je de ene plant bij een zekere temperatuur instorten, en doet de ander het uitstekend? Als je dit kunt achterhalen, dan zou je zo’n mechanisme in planten kunnen inbouwen.”

The Beast

Dat vereist dus een plantengroeikast die onder dit soort condities betrouwbaar en reproduceerbaar functioneert. Na lang zoeken werd een fabrikant gevonden die de uitdaging aan wilde gaan, vertelt Rhee. “Dat was Bronson en we kregen groen licht van Carnegie om door hun een maatwerksysteem te laten bouwen, veel groter en veel beter voor het aansturen voor onze experimenten”. Medio november – na vele maanden van ontwerpen, bouwen, testen, aanpassen en optimaliseren – toont technicus Rob Hoogenboom trots het resultaat in de werkplaats. Het ontwerp is afgeleid van de Incrementum-serie plantengroeikasten. Die gaan qua specs al veel verder dan de gemiddelde kast in de markt, en werd daarom door het Luxembourg Institute of Science Technology gekscherend uitgeroepen tot ‘The Beast’. “En dit is dus ‘The Beast’ in het kwadraat, haha. Bij een conventionele kast is een temperatuurbereik van +5 ˚C tot +40 ˚C bij 400 micromol licht al vrij heftig. Bij het Max Planck-instituut staat onze op maat gebouwde kast tot 800 micromol, en na het opzoeken van de grenzen kwamen we op 1600 micromol. Zoiets bestond nog niet.” Belangrijk: deze kast heeft een heuse dagcyclus – dus niet 16 uur aan, 8 uur uit – en benadert het zonnestralingsspectrum.

Een hels licht in de kast, terwijl hij nu in een lage stand staat. Let op de kwartspanelen bovenin die in combinatie met koelpanelen de temperatuur van de leds onder de gevarengrens houden.

“Een dag- en zonlichtspectrum kan bijna feilloos gesimuleerd worden. Het is niet aan of uit in de natuur, je hebt ook een zonsopkomst en -ondergang. Om gewassen te onderwerpen aan stresstesten, wat in het kader van klimaatopwarming bij extreme droogte, vocht en temperaturen moet gebeuren, wil je zo realistisch mogelijk onderzoek doen.”

Leds

In dit kader hebben leds een revolutie ontketend in de lichtregeling- en lichtmogelijkheden van plantengroeikasten. Zonder leds was de bouw van een ‘Beast in het kwadraat’ onmogelijk geweest. Directeur Arno Wouters van Bronson heeft de ontwikkelingen op dit vlak snel zien gaan: “15 jaar geleden werkten de plantengroeikasten standaard op 20-22 ˚C met een lichtintensiteit van 150 micromol op basis van conventionele buizen. Met leds kan zo veel meer, zoveel plussen qua kleur en stabiliteit.” Hoogenboom knikt. “Kijk je puur naar kwaliteit van het licht, dan biedt led een veel breder spectrum en mooiere golflengtes. En led geeft 70% minder warmte af vergeleken met conventionele buizen, dus kun je meer verlichting in je kast kwijt zonder extra te hoeven koelen. In de standaardkasten in de markt kun je nu 400 micromol kwijt; genoeg voor arabidopsis [zandraket, red.] standaardonderzoek. Normale gewassen groeien al goed bij 150 μmol, mais en rijst zitten op 800 μmol en cannabiskwekerijen gaan naar 1700 μmol, dat is de lichtintensiteit op een volzomerse dag.”

Nauwkeurige regeling

Leds produceren wel warmte, en flink ook bij zulke lichtintensiteit. Dat kan gekoeld worden, maar onder hete condities getest worden de leds zelf ook heet, en daar houden ze niet van.

Hoogenboom: “Ledlampen degraderen boven 40 ˚C en hun chips bij 72 ˚C, ze gaan dan sneller stuk. Bij ‘the Beast’ hebben we dat technisch opgelost met moderne elektronica met een intelligente aansturing. Die maakt het mogelijk om het temperatuurregime in klimaatkasten binnen zeer nauwe bandbreedtes te beheersen.” En stabieler te houden, voegt hij toe. “Een ‘normale’ kast stel je in op een bepaalde temperatuur. Wordt-ie te koel, dan gaat de koeling uit, tot hij weer opgewarmd is. Het is ‘aanuit, aan-uit’; zijn de warmtebronnen en de koelcapaciteit niet in balans, dan krijg je schommelingen. De truc bij onze ‘Beast’ is dat we het koelvermogen proportioneel kunnen aansturen. Een beetje een technisch verhaal, maar we gebruiken onder andere een frequentiegestuurde compressor, zo koelen we op de warmtelast. Net koelen wat nodig is, waardoor je temperatuur heel constant blijft, en de verdamper voor het bevochtigen heel precies te beheersen is. Met de techniek en software die hier voor onze kasten is ontwikkeld, kun je je parameters heel goed regelen. Dat geeft stabiliteit en reproduceerbare resultaten.”

Extreem maatwerk

moest Hoogenboom wel even met zijn ogen knipperen. “We zijn best overtuigd van ons kunnen, maar hier moest wel even over nagedacht worden, gezien de extremiteiten in de intensiteit van de verlichting.” Extreme condities die extreem maatwerk vereisen. “Een echt zonlichtspectrum is niet beschikbaar in leds, dus moet je de armatuur op maat maken. Maar 2310 Watt per paneel en dat keer 4, dan moet je ook je warmte wegkoelen. Leds en hoge temperaturen gaan zoals gezegd niet goed samen, waarmee de warmteproductie van al die verlichting direct het grootste struikelblok wordt in het ontwerp. Niemand dacht dat dit kon, maar we hebben een oplossing bedacht door de verlichting watergekoeld te maken en met kwartsglas af te scheiden van het compartiment. Kwartsglas laat UV door, wat een eis was, terwijl je de armatuur door de compartimentering efficiënt kan koelen. Zo zijn we in staat de verlichting op 35 ˚C te houden, waardoor je de 50.000 branduren van een led – ruim tien jaar – kunt halen. UV-leds gaan standaard minder lang mee, maar die kunnen via een strip vrij eenvoudig gewisseld worden als ze aan vervanging toe zijn.”

Breed spectrum

De verlichting in de kast is 4-kanaals aanstuurbaar, waarbij zowel UV-B als -A én het voor de ontwikkeling van jonge planten belangrijke ver-rood inbegrepen is. “Het P.A.R.-gebied [PAR = fotosynthetisch actieve straling, red.] loopt van 400 tot 700 nm, de temperatuur van -10 tot +60 ˚C met 80% relatieve vochtigheid. Dat is in combinatie met die verlichting wel een uitdaging. Zulke hoge rv’s halen we met een speciale stoombevochtiger, want met het ultrasoon opwekken van nevel red je het boven de 40 ˚C niet meer. Verder is de kast ook CO2 en O2 gestuurd.”

Droge lucht inblazen is normaliter de manier om snel de relatieve vochtigheid te verlagen, maar daarmee veranderen ook andere parameters als de temperatuur en CO2. “En stabiliteit was leading in dit design. We blazen daarom geen droge lucht in, maar hebben een cold plate ingebouwd. Als er gedroogd moet worden gaat die op -5 ˚C, dan vriest het vocht aan die plaat en zo ontvochtigen we de zaak. Bevochtigen doen we met een speciale stoomunit, want ultrasoon vocht inbrengen door het ultrasoon te laten trillen werkt niet bij temperaturen boven de 40 ˚C.”

24/7 monitoring

Uiteraard heeft de plantengroeikast een 24/7 monitoringsysteem om alle parameters continu te kunnen volgen. Ze worden gelogd op een CSV-format, waardoor de data er dagelijks uit te trekken is. En deze kast heeft de mogelijkheid een CSV-import te draaien, zodat je in één keer een programmaperiode met alle stappen per dag kunt ingeven. Zo kun je bijvoorbeeld in één run de maanden maart tot en met augustus nabootsen. Onze ‘Beast’-software, in eigen beheer ontwikkeld en gemaakt, is voor deze applicatie gemodificeerd en wordt ook door ons onderhouden.”

Factory Acceptance Test

De besturingskamer van de plantengroeikast.

Carnegie Institute is voorzien voor begin 2023, als alle testen glansrijk doorstaan worden. “Spannende tijd,” zegt Hoogenboom: “Hij staat nu voor de FAT [Factory Acceptance Test, red.] op de rol, met als belangrijkste onderdeel een stresstest van 2 weken op volle lichtsterkte van 2500 μmol, bij 80% vochtigheid en 60 ˚C. Alle data worden gelogd, we brengen extra sensoren in en we zullen geregeld de lichtintensiteit valideren. We gaan ook de compartimenten onafhankelijk van elkaar laten werken, de een op een lage, de ander op een hoge temperatuur om de effecten op elkaar te zien.” Wouters besluit: “De klant gaat de specificaties beoordelen, dat gaat via Teams. Na validatie en akkoord kan hij het vliegtuig in voor verscheping naar UCLA, dat regelen we allemaal.”

4 TIPS

voor interne auditors in spe

Anita te Riet is één van de docenten van QAducation en werkt zelf al jarenlang in het auditorsvak. Werkprocessen toetsen is haar passie. “Je kan echt een kijkje nemen in de keuken van een ander. Een keer meelopen met je collega’s en kletsen over hun werk. Dat maakt het mensenwerk.”

Auditvormen en -technieken: Anita weet er alles van. “We toetsen altijd een proces of systeem. Je kunt bijvoorbeeld een technische audit doen, maar ook een systeemaudit. Bij die laatste pak je de norm erbij en toets je of de vastgelegde procedure ook voldoet aan de eisen van de norm. Is er bijvoorbeeld wel een degelijke klachtenprocedure? Of hoe zit het met de opleiding van het personeel?”

Audit-technieken

1. Open vragen stellen.

Tijdens de cursus leer je alles over deze verschillende vormen interne audits én de technieken die je kunt inzetten tijdens het auditen. “Het moet vooral geen kruisverhoor worden, dus open vragen stellen is superbelangrijk. In de rollenspellen die we doen, blijkt dat toch vaak lastig. Het is dus goed dat we daar zo veel mee oefenen.”

2. Sociale vaardigheden ontwikkelen. Social skills zijn superbelangrijk voor een auditor. “Ik heb gemerkt dat een hoop mensen schrikken wanneer je het woord ‘audit’ zegt. Dat komt omdat ze het gevoel hebben beoordeeld te worden of auditors wantrouwen. ‘Jij komt mij op mijn fouten wijzen’ is een overtuiging die veel mensen hebben van het auditorsvak. Daarom besteden we veel aandacht aan juist die sociale vaardigheden. Goed communiceren over wat je komt doen is belangrijk, zodat mensen begrijpen dat je niet hen, maar het werkproces toetst. Op een collegiaal niveau een praatje maken is wat mensen écht op hun gemak stelt!”

3. Niet de persoon, maar het systeem toetsen.

De interne audit is er om het systeem te verbeteren, benadrukt ze. “Daarom geef ik cursisten tijdens de lessen mee dat je als auditor niet boven de mensen moet gaan staan. Wij komen niet oordelen of vertellen wat de persoon wel of niet goed doet, wij zijn er om te toetsen of de processen goed in elkaar zitten om zo het systeem te verbeteren. Dat is belangrijk om te beseffen, want dat houdt je als auditor integer en objectief.”

4. Auditen: kwestie van doen!

Dan nog deze tip van Anita voor interne auditors in spe: “Je moet het gewoon gaan doen! Meters maken. De eerste audit die ik deed, vond ik ontzettend spannend. Ik moest echt een drempel over om stevig in mijn schoenen te gaan staan. Maar, door het vaker en vaker te doen werd ik steeds zekerder van mijn zaak. Dat maakt het werk ook steeds leuker. Je bent gewoon met mensen aan het kletsen en het mooie is: je hoeft niet alles te weten. Jij toetst alleen of de theorie overeenkomt met de praktijk. En je leert altijd weer wat nieuws over het werk van je collega’s!”

Ontdek hoe leuk interne audits zijn en volg de cursus ‘interne audit’:

Rob van Turnhout, salesmanager bij Skalar Analytical, deelde met hoofdredacteur Vincent Hentzepeter een jaar lang de tips & tricks voor slimmere, efficiëntere en betere milieuanalyses. Als afsluiter een ‘best of’-compilatie ‘Analytische Chemie 2.0’.

Analytische Chemie 2.0: tips & tricks (VIII)

Bekijk de introvideo:

Robs tip nummer 1. “Analytische Chemie 2.0” begint met de juiste ingrediëntenmix: ‘De juiste kennis, de juiste instrumentatie, de juiste robotiseringstools, de juiste software, de juiste digitale omgeving, en de juiste visie op kwaliteit.’ Wie ‘best in class’ wil zijn, moet al deze parameters op de rit hebben.”

Robs tip nummer 2. Maak het leven van de analist gemakkelijker met innovatieve instrumentatie, zeker gezien de schaarste aan hoogopgeleid personeel. “Neem onze BluVision, een volautomatische, colorimetrische discrete analyzer voor milieuonderzoek, die grote monsteraantallen kan verwerken voor nutriëntenanalyses. Hart van het systeem is de meetcarrousel met 64 wegwerp-kuvetblokken met elk 10 compartimenten, die een behoorlijke analysecapaciteit biedt met een minimum aan handling. Afhankelijk van de parameter die je wilt bepalen, is er een doorstroomsnelheid van 100 tot 150 monsters per uur. Hij biedt een walk away time van 640 metingen. De 15 mm langere meetcuvet maakt lager meten mogelijk. Kortom, preciezer meten met minder inzet van mensen. Voor een totaal parameter of andere complexe nutrientenanalyse kom je uit bij onze continuous flow analyzer, de SAN++, waarmee je wat meer mogelijkheden hebt.” zijn, maar het scheelt als wij samen met de gebruiker investeren in een ontwikkelingstraject. Vaak leidt dat tot applicaties die ook in andere laboratoria in een bepaalde sector of zelfs daarbuiten inzetbaar zijn. Wij investeren mee, dat is de kracht van co-innovatie.”

Robs tip nummer 4. Bekijk robotisering vanuit een breder perspectief, dus niet alleen vanuit kostenoogpunt. “Ja, zo’n robot gaat na vijven gewoon door. Dit betekent ook dat je zonder extra mensen – en iedereen weet dat die schaars zijn – je capaciteit kunt halen en zelfs sterk kunt uitbreiden. Maar wat vaak vergeten wordt en minstens zo belangrijk is, is dat je met robotisering de menselijke fout elimineert, je reproduceerbaarheid verhoogt, dus je kwaliteit verbetert, en je mensen in kunt zetten voor taken waar ze beter tot hun recht komen: de niet-routinematige taken die het labwerk interessanter maken!”

Bekijk de video

UW TOEKOMST

in het lab van 2030?

Bij gebrek aan een kristallen bol maak ik voor deze special ‘Lab 2030’ gebruik van de techniek van het extrapoleren.

Het jaar 2030 is al over iets meer dan 7 jaar, maar ik durf wel te stellen dat er tegen die tijd door vergaande automatisering veel minder analisten in het lab aanwezig zijn. Dat hoeft niet altijd tot banenverlies te leiden. Niet getreurd, werk blijft er genoeg, want er zullen nieuwe, nog niet bestaande banen bijkomen.

Trendwatchers waarschuwen voor disruptive technologies ofwel totale vervanging van een sector ten gevolge van nieuwe technologie. Wie zal het zeggen, het is al eerder gebeurd. De in de jaren ’70 snel opgekomen videotheken zijn op een enkeling na allemaal verdwenen en de nog bestaande platenwinkels verkopen opnieuw nostalgisch vinyl in plaats van cd’s. Kunnen we de komende 8 jaren ook dergelijke verschuivingen verwachten in het lab? Ik verwacht van niet. De ontwikkelingen in labtechnieken gaan namelijk best geleidelijk. Zo wordt er al jaren gepraat over de lab-on-a-chip, de Google-bril en de doorbraak van whole genome sequencing (WGS). Veelbelovende ontwikkelingen, maar disruptief zijn ze niet; daarvoor is de markt te behoudend. Voorbeeldje. De klassieke microbiologische methoden zijn inmiddels vervangen door de ELISA-techniek, die op zijn beurt wordt opgevolgd door PCR, die weer vervangen zal worden door WGS. Van een snelle, totale vervanging is echter geen sprake. Dat geldt zelfs voor de klassieke microbiologische technieken die noodzakelijk blijven voor de validaties. Binnen de groep van de chemische analyses blijven de ICP-MS-, de GC- en LC-MS/ MS-technieken voorlopig nog toonaangevend. Het spectrum van contaminanten zal zich steeds wel verder uitbreiden, zoals we zien met arseen, acrylamide, alkaloïden en microplastics. Naar verwachting zal de IR-MS – isotoopratio-massapectrometrie –een plek veroveren voor controle van de geografische herkomst en de authenticiteit van (biologische) producten. Maar disruptief? Niet bepaald.

Natuurlijk zult u als labprofessional ook benieuwd zijn naar uw plaats in het lab 2030? We zien nu al in de meeste laboratoria grote ruimten, waarin apparaten de monsters volautomatisch analyseren. Alleen de eigen onderhoudsanalist zal hier permanent aanwezig zijn. Toch zullen er altijd handjes en voetjes nodig blijven om de monsters een voorbewerking te geven, voordat de apparaten er iets mee kunnen. Daarbij zal het uitwerken en interpreteren van de resultaten steeds belangrijker worden. Tegen 2030 zullen de meeste klanten verwachten dat het laboratorium meedenkt met hun productieprocessen, trendanalyses maakt en op tijd zal waarschuwen bij overschrijdingen. Er is dus straks een enorme behoefte aan ‘helpdesk’ of ‘customer support’ analisten. ICT vervult straks een sleutelrol in die intensieve communicatie met de klant, dat vraagt om analisten met ict-affiniteit, want voor hardcore ict’ers is het analyseproces lastig te begrijpen. Het web en de social media vervullen straks een centrale rol in die communicatie met de klant, dus dat vraagt om webmarketeers, databeheerders en factcheckers om nepnieuws te ontzenuwen.

En wat nog meer in 2030? De afdeling QHSE zal worden versterkt met een ‘Risk manager’ en wordt QHSE-R. Interessant is dat je ook als baan de functie kunt hebben van ‘disruptor’: een soort plaaggeest die de organisatie uit zijn comfortzone duwt om snelle veranderingen te kunnen realiseren. De meeste organisaties zijn nog onbekend met dit begrip, maar ik raad u nu al aan op zoek te gaan naar zo’n eigenwijze ontregelende wijsneus, voordat ze schaars worden… U denkt eerst zien, dan geloven? Ik weet dat de meeste laboratoria trendvolgers zijn, maar besef dat de markt dwingend kan zijn. Wacht dus niet te lang, want ik geef u op een briefje dat een aantal van mijn voorspellingen voldoende momentum krijgt om werkelijkheid te worden als je in 2030 een lab inloopt.

Henk Heijthuijsen adviseert de redactie van LABinsights

Chiel Spruit, Portfolio Development Manager bij Siemens:

“Ons LIMS biedt prioritering”

Chiel Spruit laat zich bijpraten door collega en Jean-Marie Bonnier, Business Consultant Manufacturing Operations Management, over de interpretatie van met LIMS gegenereerde trend-analyses.

Door perfecte verbindingen met andere bedrijfsonderdelen en de klanten weet het lab op tijd waar het aan toe is. ‘De juiste connecties’ zorgen voor rust op de werkvloer, weet Chiel Spruit, Portfolio Development Manager bij Siemens. “Mensen in het lab hebben geen tijd om te troubleshooten. Daarom zit het voorkomen van problemen al in ons LIMS ingebakken.”

Leendert van der Ent | Fotografie: Marco Vellinga

Een paar jaar terug liepen contracten tussen voedingsmiddelenproducenten en retailers drie

jaar. Een product werd in bijvoorbeeld tien varianten geleverd. Nu is de looptijd in de levensmiddelenindustrie eerder zes maanden en het aantal productvarianten zomaar 85. Had een bedrijf bij een kwaliteitsprobleem vroeger een week de tijd om het op te lossen, nu staat het binnen enkele uren op sociale media. De situatie in het QC-laboratorium weerspiegelt die intensivering. Binnenkomende monsters staan soms hoog opgestapeld. Van bovenaf de stapel wegwerken voldoet niet langer, want met klanten zijn verschillende Service Level Agreements (SLA’s) overeengekomen over doorlooptijden van bijvoorbeeld 72, 36 of 8 uur. In het R&D-lab is het al niet anders: nieuwe producten moeten sneller naar de markt. Een adequaat LIMS biedt hier de helpende hand, zorgt voor prioritering, want soms is ‘last in, first out’ de enig juiste labactie.

Doorlooptijden beheersen

“Een Excel-bestand of een stand-alone LIMS voldoet niet meer”, concludeert Chiel Spruit. “Juist in de verbindingen met andere bedrijfsafdelingen en met de klant heeft een goed LIMS meerwaarde. Bijvoorbeeld in de Plannings- en Schedulingsmodule, die eenvoudig de doorlooptijden beheert en beheerst. Doordat we van heel veel bedrijven weten hoe ze werken, zitten heel veel functionaliteiten kant en klaar in ons systeem. Het is makkelijk te installeren en de laborant kan

‘Jonge laboranten gaan echt niet opschrijven en overtikken; dan kiezen ze voor een ander lab’

zich blijven concentreren op het leuke werk.” Dat is belangrijk, weet Spruit. “De arbeidsmarkt is krap en laboratoriummedewerkers kiezen voor labs die hun administratieve last onder controle hebben. Liggen er notitieblokjes naast de apparatuur? Jonge laboranten gaan echt niet opschrijven en overtikken; die kiezen voor een ander lab.”

Klantenportal

In die context verbaast het Spruit dat de eisen aan een nieuw LIMS vaak nog technocratisch zijn: technische specificaties, het aantal gebruikers en een prijs. Daarmee vergeten bedrijven volgens hem de meerwaarde die een LIMS kan opleveren: “Wij vragen altijd of we een paar uur mogen rondlopen op het lab en met mensen spreken. Daarbij kijken we naar zaken die, in het voordeel van de klant, beter kunnen. Gaan er drie mensen met pensioen en is het al moeilijk genoeg om één vervangende medewerker te vinden? Dan kunnen we in verder onderzoek kijken of we dat met werkplekautomatisering kunnen oplossen.”

Siemens richt zijn investeringen in productvernieuwing op toegevoegde waarde. Neem de manier om eenvoudig een mooie klantenportal in te richten, waarop de klant 24/7 real-time

Rechtsboven: Jean-Marie Bonnier, Business Consultant Manufacturing Operations Management Rechtsonder: Chiel Spruit, Portfolio Development Manager

de status van zijn monsters kan inzien. Ander voorbeeld: de verbinding tussen het R&D- en het QC-lab, waarbij het laatste vroegtijdig wordt betrokken bij het kwaliteitsplan voor een nieuw product. Daarvoor is ook direct duidelijk labelinformatie beschikbaar, want wet- en regeldatabases van veel landen zijn in het LIMS opgenomen.

Sneller ontwikkelen

Zo krijgt R&D zijn product sneller op de markt, terwijl QC het nieuwe product kalm in de normale workflow kan opnemen. Iedereen kan snel werken en toch de rust bewaren. Als Key Performance Indicators laten zien dat een product 35% sneller naar de markt kan, is de terugverdientijd veel korter. Zo komt een goed LIMS het hele bedrijf ten goede.

De real-time integratie met het ERP-systeem van het bedrijf ligt daarbij voor de hand. “Doordat Siemens groot is in fabrieksautomatisering, is real-time werken voor ons vanzelfsprekend”, merkt Spruit op. “Vanuit die ervaring werken we in het LIMS altijd met workflows.” Directe koppeling met ERP maakt het meenemen van kostprijs en beschikbaarheid van grondstoffen

‘Ons LIMS stuurt daarmee rechtstreeks op concurrentievoordeel’

in de productontwikkeling mogelijk. “Je hebt namelijk weinig aan een nieuw product zonder marge of moeilijk verkrijgbare grondstoffen. Zo werken we in alles aan toegevoegde waarde. Daarbij gaat het om zaken die een lijstje technische specificaties niet afdekt.”

Gesloten cyclus

Dankzij Closed Loop Quality Management stuurt het Siemens LIMS op het voorkomen van de afkeur van productiebatches. Spruit: “Al bij de ontwikkeling kijkt R&D dankzij het LIMS kritisch naar kwaliteitsrisico's. Die komen dus als het goed is al niet in het product. En vervolgens draait het om het steeds weer doorvoeren van verbeteringen op grond van de labtesten. Daar gaat het om: sneller en kosteneffectiever naar de markt en met minder fouten produceren. Ons LIMS stuurt daarmee rechtstreeks op concurrentievoordeel.”