ChemieXtra 1-2/2021

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Januar/Februar 2021

Offizielles Organ des Schweizerischen Chemie- und Pharmaberufe Verbandes

DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR DIE CHEMIE- UND LABORBRANCHE

CANgas Das Druckdosenprogramm für kleine Bedarfsmengen

Bei uns sitzen Sie in der ersten Reihe!

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EDITORIAL A U S WA H L IST DAS

Ohne Roboter läuft gar nichts mehr Die Vorstellung von künstlichen menschenähnlichen Wesen begleitet die Menschheit seit Urzeiten. Bereits Leonardo da Vinci hat Roboter entwickelt und das Genre der Science Fiction lebt unter anderem auch von Robotern. Bei all diesen Vorstellungen geht es immer darum, dass der Mensch so wenig Arbeit wie möglich verrichten muss. Unser modernes Wort dafür heisst «Roboter» und stammt aus dem Slawischen. «Rabotnik» bedeutet ganz einfach «(Schwerst-) Arbeiter». Bei früheren Vorstellungen hat die Fantasie Urstände gefeiert. Heute ist man fast ein bisschen enttäuscht über das Aussehen der modernen Roboter, aber sie haben unsere Gesellschaft nachhaltig verändert.

FÜR IHR LABOR.

Vor allem in der industriellen Produktion sind sie nicht mehr wegzudenken. Fords Autoproduktionsstrasse ist dank Robotern fast menschenleer geworden. Aber auch bei der Pharmaindustrie steigen die Anforderungen an Maschinen und Anlagen: Hohe Produktionsgeschwindigkeit und Präzision, schnelle Produkt- und Formatwechsel und immer kleinere Losgrössen sind deren Ziel. Da helfen modular kombinierbare Maschinen und Gesamtanlagen mit einem intelligenten Automatisierungssys­ tem – eben Roboter.

Die Produktion von Covid-19-Impfstoffen zeigt, wie wichtig es ist, den besten Wirkstoff so schnell als möglich auf den Markt zu bringen: In der Pharmabranche sind Zeit- und Kostendruck hoch. Automatisierung macht Prozesse effizienter – auch in der Intralogistik. Mobile Roboter unterstützen Pharmaunternehmen beim Materialumschlag, bei der Verpackung oder der Desinfektion von Räumlichkeiten. So optimieren sie Prozesse und ermöglichen, Personalressourcen dort einzusetzen, wo sie am dringends-

Wir fördern Ihr Tagesgeschäft.

Wir pushen Ihr Labor, indem wir genau das haben, was Sie brauchen, um neu Fahrt aufzunehmen.

Mit unserer Auswahl geht es kraftvoll voran.

ten gebraucht werden. Dies schafft Kapazitäten für andere Tätigkeiten.

Neben der Gesundheit brennt der Zustand der Umwelt den Menschen unter den Nägeln. Um die Anzahl von Fehlern und Fehlentwicklungen so niedrig wie möglich zu halten, braucht es Resultate aus der Forschung. Die Uni Bern hat in einem Grossversuch Trink- und Grundwasser untersucht. Leider ist das Resultat für uns Menschen nicht sehr schmeichelhaft. Entgegen der Meinung der Agrarlobby findet sich in grossen Teilen unserer Umwelt enorm viel Pestizid. Die Resultate dieser Forschung sind Grundlagen für Verbesserung und Abhilfe gegen die Vergiftung.

Wir wünschen beim Lesen viel Vergnügen und hoffen, dass Sie gesund bleiben.

Alexander Jegge

Zusammen durchstarten. #zusammenstark carlroth.ch

a.jegge@sigwerb.com

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

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PRODUKTION 4.0

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Mobile Roboter für die Pharmaindustrie

Mobile Roboter unterstützen Pharmaunternehmen beim Materialumschlag, bei der Verpackung oder der Desinfektion von Räumlichkeiten.

LABOR Partikel und Aerosole nach Mass

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ERNÄHRUNG Neues Verfahren macht Leinöl haltbarer

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CHEMIE Mit Bor und Bier Stickstoff reduziert

Ein bisschen Spass muss sein: Aus Neugier prüften Chemiker, ob ihre neue Reaktion auch mit Bier anstelle von Wasser funktioniert.

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BIOWISSENSCHAFTEN Natürliche Killerzellen mit Erinnerung

IMPRESSUM

Die Fachzeitschrift für die Chemie- und Laborbranche

Erscheinungsweise 10 × jährlich

Leinöl gilt aufgrund seines Reichtums an lebenswichtigen und vom Körper nicht selbst produzierbaren Omega-3-Fettsäuren als sehr gesund. Dank einer neuen Methode soll Leinöl hochwertiger und haltbarer produziert werden.

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MEDIZIN Verursachen Proteine den Placeboeffekt?

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IN KÜRZE

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NEWS

Herausgeber/Verlag SIGWERB GmbH Unter Altstadt 10, Postfach CH-6302 Zug +41 41 711 61 11 info@sigwerb.com www.sigwerb.com

Vorstufe Triner Media + Print Schmiedgasse 7 CH-6431 Schwyz +41 41 819 08 10 beratung@triner.ch www.triner.ch

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Redaktion Roger Bieri Unter Altstadt 10, Postfach CH-6302 Zug +41 41 711 61 11 redaktion@sigwerb.com

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Geschäftsleiter Andreas A. Keller

Redaktionelle Mitarbeit Dr. Kurt Hermann

Jahrgang 11. Jahrgang (2021) Druckauflage 9 099 Exemplare WEMF / SW-Beglaubigung 2020 9 219 Exemplare Total verbreitete Auflage 2 221 Exemplare davon verkauft

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Copyright 2021 by SIGWERB GmbH, CH-6302 Zug

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

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TERMINE

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Der Anspruch auf maximale Flexibilität

FIRMEN BERICHTEN Tiefkältelager für Impfstoffe

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VERFAHRENSTECHNIK

Neue biopharmazeutische Produkte verändern die Produk­t ion.

Die Chargen schrumpfen, wodurch schnelle Produkt- und Packmittelwechsel immer bedeutender werden. Flexibilität ist ein Grundbedürfnis geworden, auch wenn es um die Abfüllung der Produkte geht.

PUBLIREPORTAGE

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MANAGEMENT Das Versagen der neuen EU-Chemikalienstrategie

FORSCHUNGSWELT Wie Russ auf die Welt kommt

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UMWELT

Insgesamt belasten Pestizide den Lebensraum für Pflanzen und Tiere heute so stark wie noch nie zuvor. Dies zeigt eine Studie aus Bern.

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DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR DIE CHEMIE- UND LABORBRANCHE

CANgas Das Druckdosenprogramm für kleine Bedarfsmengen Titelseite_Messer Schweiz AG.indd 1

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PRODUKTE

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petenzzentrum der Messer Gruppe für Reinst- und Spezialgase. Dadurch sind wir in der Lage, Ihnen hochreine Gase oder Gasegemische genau nach Ihrem Bedarf und für Ihre Anwendung herzustellen.

Messer Schweiz ist zertifiziert nach ISO Guide 34 als «Hersteller von Referenzgasen» und nach ISO 17025 als «Kalibrierstelle für Stoffmengenanteile in Gasgemischen».

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LITERATUR

SCV-Informationen

Weiterhin ein grosses Problem: Pestizide

ZUM TITELBILD Wir, Messer Schweiz AG, sind ein unabhängiges, eigentümergeführtes Unternehmen, mit dem Anspruch, unsere Kunden mit Technologien und Produkten höchster Qualität im Gasebereich zu versorgen.

Um diesem Anspruch umfänglich gerecht zu werden, bedienen wir uns auch der internationalen Kompetenz der Messer Gruppe. Die Messer Gruppe gehört zu den grössten, international tätigen Indus­ triegaseunternehmen, mit Schwerpunktmärkten in Europa und China.

Gase von höchster Qualität zu erzeugen und für die unterschiedlichsten Anwendungen termingerecht zu liefern, ist die traditionelle Stärke der Messer Schweiz AG. In Lenzburg betreiben wir ein Kom-

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Messer Schweiz AG Seonerstrasse 75, CH-5600 Lenzburg Telefon +41 (0)62 886 41 41 info@messer.ch, www.messer.ch

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PRODUKTION 4.0

Saubere Sache

Mobile Roboter für die Pharmaindustrie Den besten Wirkstoff auf den Markt bringen, und dies möglichst schnell: In der Pharmabranche sind Zeit- und Kostendruck hoch. Automatisierung macht Prozesse effizienter – auch in der Intralogistik. Mobile Roboter unterstützen Pharmaunternehmen beim Materialumschlag, bei der Verpackung oder der Desinfektion von Räumlichkeiten. So optimieren sie Prozesse und ermöglichen, Personalressourcen dort einzusetzen, wo sie am dringendsten gebraucht werden. Dies schafft Kapazitäten für andere Tätigkeiten.

Zehn Jahre sind eine lange Zeit. Doch so lange dauert es im Durchschnitt von der Idee bis zur ersten Marktzulassung eines neuen Medikaments. Bei der Medikamentenentwicklung sind zahlreiche Untersuchungen und Studien notwendig, die in einer präklinischen und drei klinischen Phasen letztlich Wirksamkeit und Verträglichkeit eines Arzneimittels sicherstellen.

Der stark regulierte, komplexe Prozess verschlingt Kosten in Milliardenhöhe und erfordert qualifiziertes Fachpersonal sowie den Einsatz moderner Technologien. Kosten- und Zeitdruck sind hoch in dieser forschungsintensivsten Branche.

Um den Entwicklungsprozess effizienter zu gestalten und Patienten dadurch die dringend benötigten Medikamente schneller zur Verfügung zu stellen, fassen Pharmaunternehmen immer häufiger auch Automatisierungslösungen ins Auge.

Schon heute unterstützen Roboter zum Beispiel bei der Probenanalyse, bei der Arzneimittelformulierung oder beim Abfüllprozess. Durch ihre hohe Wiederholgenauigkeit sorgen sie für effiziente Prozesse und beugen Kontaminationen vor, indem sie menschlichen Kontakt mit dem jeweiligen Stoff reduzieren. In einer Studie der Münchner Beratungsgesellschaft Miebach Consulting, an der 540 internationale Pharmaexperten teilnahmen, erachteten 94 Prozent der Befragten die Themen Robotik und Automatisierung als relevant für die Zukunft. Jedoch war erst ein Fünftel dabei, entsprechende Projekte umzusetzen. ¹ Sales Director Dach & Benelux Mobile Industrial Robots

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Bilder: MiR

Jörg Faber ¹

Die anfängliche Skepsis der Infinitus-Mitarbeiter verflüchtigte sich schnell. Heute arbeiten sie gerne mit dem mobilen Kollegen zusammen.

Mobile Roboter optimieren Prozesse Viele Unternehmen übersehen dabei jedoch einen entscheidenden Bereich: Neben den verschiedenen Forschungs- und Produktionsschritten lassen sich auch unterstützende Prozesse gewinnbringend automatisieren – zum Beispiel Materialversorgung, -umschlag und -lagerung sowie Reinigungs- und Sterilisationsaufgaben.

Hier kommen autonome Transportroboter ins Spiel: Sie helfen Pharmaunternehmen, ihre Mitarbeiter von Tätigkeiten zu entlasten, die häufig eintönig und nicht selten ergonomisch ungünstig sind. Zudem sind es gerade diese Aufgaben, die die Arbeitszeit hochqualifizierter Mitarbeiter unnötig beanspruchen.

Indem mobile Transportroboter diese Tätigkeiten übernehmen, helfen sie Pharma-

Dank integrierter Sensorik und Sicherheitsalgorithmen können sich die Roboter sicher neben dem Menschen bewegen. Hindernisse erkennen sie rechtzeitig und umfahren sie entsprechend oder halten an.

herstellern ausserdem, ihre Produktionsstrukturen flexibler zu gestalten. Im Gegensatz zu herkömmlichen fahrerlosen Transportsystemen (FTS) benötigen sie nämlich keine Schienen, Magnetstreifen oder QR-Codes, sondern navigieren dank 1– 2 / 2 0 2 1

PRODUKTION 4.0

integrierten Sensoren und Laserscannern selbständig. So passen sie sich auch variablen Produktionslayouts an und finden stets den schnellsten Weg zum Ziel.

China: Automatisierter Materialtransport Für die Infinitus (China) Company Ltd. war diese Autonomie einer der Hauptgründe, sich mobile Roboter in die Fertigung zu holen. Der Spezialist für Medizinprodukte und traditionelle chinesische Kräuterpräparate setzt in seinem Werk in Jiangmen in der südchinesischen Provinz Guangdong auf mobile Roboter von Mobile Industrial Robots (MiR). Neben hundert Mitarbeitern bewegen sich im Werk nun auch drei Roboter vom Typ MiR200 durch die Gänge.

«Wir haben damit begonnen, unsere Intralogistik zu automatisieren, um Engpässe in der Produktion und die Vergeudung menschlicher Arbeitskraft zu vermeiden», erklärt Zhou Chauwei, Senior Supervisor des Werks. Die autonomen MiR-Roboter

Der chinesische Pharmaproduzent Infinitus entschied sich mitunter aufgrund ihrer autonomen Navigation für die MiR-Roboter.

erwiesen sich dabei als effizienter und flexibler als die vorher eingesetzten FTS. Zudem liessen sie sich schneller installieren, da Infinitus die Infrastruktur nicht baulich verändern musste.

Die Roboter verfügen über eine Traglast von 200 kg. Sie beliefern die automatisierte Verpackungsstation mit zehn verschiedenen, auf die Endprodukte abgestimmten Verpackungsmaterialien. Dafür sind sie

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Keine Kompromisse bei Containment-Systemen.

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PRODUKTION 4.0

beiter verstärkt für hochwertigere Aufgaben einsetzen, zum Beispiel in der Qualitätskontrolle.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Bei Infinitus beliefern die Roboter eine automatisierte Verpackungsstation mit verschiedenen Packmaterialien. Dafür sind sie mit speziellen Hebevorrichtungen und Regalaufsätzen ausgestattet, in die die Mitarbeiter das entsprechende Material verladen.

mit eigens entwickelten Hebevorrichtungen und Regalaufsätzen ausgestattet, in die die Mitarbeiter das entsprechende Material verladen. Die Verpackungsstation wird somit kontinuierlich beliefert und ist optimal ausgelastet.

Durch ihre Sensorik reagieren die Roboter zuverlässig auf ihre Umgebung. Hindernissen oder Menschen weichen sie rechtzeitig aus oder bremsen. So erwies sich die anfängliche Skepsis der Belegschaft schnell als unbegründet. «Unsere Werksmitarbeiter bewegen sich viel durch die Hallen, es herrscht ein reger Warenaustausch», berichtet Zhang Shujun, Werksmitarbeiter bei Infinitus. «Uns ist es daher sehr wichtig, dass das Arbeiten mit den Robotern sicher ist. Jetzt sind sie bei uns im Einsatz und wir können uns frei bewegen. Wir müssen uns keine Gedanken machen, denn die Roboter sind sehr sicher.»

Durch die kleine Roboterflotte kann Infinitus seinen Durchsatz steigern und Mitar-

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Mobile Roboter funktionieren wie Plattformen, auf denen Anwender verschiedene Aufsatzmodule montieren können – je nach Bedarf unter anderem Regale, Förderbänder oder Transportkisten. Ausserdem lässt sich ein Roboterarm darauf installieren, der sich mithilfe des mobilen Roboters dann räumlich flexibel bewegen und beispielsweise Probengläser sortieren kann.

Eine typische Applikation im Pharmabereich ist ein Regalaufzug. Dies ist eine Hebevorrichtung, mit der der Mobilroboter ein Regal oder einen Transportwagen unterfährt und anhebt, so dass er sie flexibel bewegen kann. Auch bei der Herstellung von Tabletten kommen solche «Shelf Lifts» häufig zum Einsatz, wenn mobile Roboter mit einem entsprechenden Aufsatz bis zu einer Tonne fertiger Tabletten von der Produktionslinie zur Verpackung befördern.

Mobile Roboter brauchen keine Pause und können Produktionslinien rund um die Uhr bedienen. So können Unternehmen ihre Kapazitäten voll ausschöpfen und ihren Durchsatz steigern. Die Anschaffung amortisiert sich dadurch schnell.

Automatisierung vermeidet Kontamination Eine weitere Anwendung, für die mobile Roboter auch in der Pharmaindustrie immer häufiger eingesetzt werden, ist die Säuberung und Desinfektion mit ultraviolettem Licht. Ausgestattet mit einem Aufsatz, der während der Fahrt konzentriertes UV-C-Licht abgibt, tötet er die in der Umgebung befindlichen Viren und Bakterien ab. Diese Applikation kann beispielsweise aseptische Produktionszellen reinigen.

Generell bringen Roboter den Vorteil mit,

dass Pharmaunternehmen die gegebenen Hygienestandards mit weniger Aufwand bedienen können. Die Robotermodelle MiR100, MiR200 und MiR250 zum Beispiel sind nach ISO-Level 4 für den Einsatz im Reinraum zertifiziert. So können sie beispielsweise ohne Weiteres Proben in ein Labor bringen oder sonstige Transportaufgaben innerhalb der Laborumgebung übernehmen. Im Gegensatz zum Menschen müssen sie sich dabei nicht Umziehen, Waschen und die Kleidung im Nachgang reinigen, was im Arbeitsalltag viel Zeit spart. Auch das Risiko, einen Wirkstoff durch menschlichen Kontakt zu kontaminieren, sinkt, wenn Transport und Handling an einen Roboter delegiert werden. Entsprechend niedriger ist auch das Risiko für Mitarbeiter, durch direkten Kontakt mit einem Stoff Schaden zu nehmen.

Kompetenzen voll entfalten So profitieren am Ende sowohl Mitarbeiter als auch Unternehmen von den Vorteilen mobiler Roboter. Letztere bieten das Potenzial, viele Prozesse in der Pharmaindustrie zu optimieren, die Unternehmen vielleicht erst auf den zweiten Blick ins Auge stechen. Dabei setzen sie Kapazitäten frei und helfen zugleich, die wertvollen Kompetenzen hochqualifizierter Mitarbeiter dort einzusetzen, wo sie am besten zum Tragen kommen. Am Ende profitieren davon auch diejenigen, die nach erfolgreicher Zulassung ihr ersehntes Medikament in den Händen halten.

Kontakt Mobile Industrial Robots GmbH Frankfurter Strasse 27 D-65760 Eschborn - Frankfurt a.M. +49 6196 7754751 dach@mir-robots.com www.mobile-industrial-robots.com

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Bilder: Ako-Tec AG

PRODUKTION 4.0

Eine Bohrinsel auf hoher See.

Digitalisierung und Alarmmanagement

Produktionsausfall durch zu viele Alarme Je komplexer verfahrenstechnische Abläufe und damit auch der Automatisierungsgrad der beteiligten Anlagen sind, desto mehr Alarme müssen von den Operatoren in der Leitwarte und in der Produktion verarbeitet werden – mehrere Tausend pro Tag sind keine Seltenheit. Dies ist aber in vielen Anlagen die Realität und entspricht damit nicht den Anforderungen an ein gut eingestelltes Alarmmanagement, denn es sollten nur so viele Alarme auftreten wie wirklich nötig.

Ein Alarm tritt auf, wenn der Prozess nicht in seinen normalen Grenzen läuft oder eine Fehlfunktion eines Assets vorliegt.

Ohne eine entsprechende Handlung besteht Gefahr für Mensch, Maschine und Umwelt. Zudem sind Produktionsausfälle und Anlagenstillstände nicht selten die Folge. Abhilfe schafft hier ein neues System der Ako-Tec AG: Mit Protos 2.0 lassen sich individuell Herkunft, Häufigkeit und Dauer der Alarme für jede einzelne Anlage darstellen und auswerten. Neben der Alarmeffizienz wird so auch die Produktivität gesteigert, denn mithilfe verschiedener Analysetools können zügig ungünstig parametrierte Alarme in der jeweiligen Prozesskette ausgemacht und entsprechend optimiert werden.

Unnötige Belastung für das Personal «Alarmflut durch flatternde Werte, fehlende Handlungshinweise oder ein zu sensibel eingestellter Alarm: Dies sind nur einige der Probleme, mit denen die Operatoren in den Leitstellen moderner Prozessanlagen und Produktionen zu kämpfen haben», berichtet Guido Kerzmann, Vorstand der Ako-Tec AG. Die hohe Anzahl an Meldun1– 2 / 2 0 2 1

Mithilfe des sogenannten Alarm-Cockpits können die Meldungen vollgrafisch analysiert werden. So ist eine übersichtliche Darstellung der Alarmhäufigkeiten für jede Anlage separat durch farbliche Kuchendiagramme möglich.

gen resultiert oft aus einer unzureichenden Planung des Alarmierungssystems. Ungünstige Warn- und Grenzwerte, nachteilig gewählte Alarmprioritäten oder unzureichende Reglereinstellungen führen zu einer hohen Alarmlast. Somit erscheinen zusätzlich viele Meldungen in der Alarmliste, die keinen menschlichen Eingriff erfordern. Damit steigt die Möglichkeit zur Desensibilisierung des Bedienpersonals.

Denn zu viele Alarme aus dem Prozessleitsystem bedeuten eine unnötige Belastung

für die Operatoren am Leitstand, weil sie zunächst Wichtiges von Unwichtigem trennen müssen. Dadurch erhöht sich das Risiko, dass tatsächlich kritische Alarme übersehen werden.

Um nicht nur das Personal zu entlasten, sondern auch das Alarmmanagement sowie die gesamte Prozesseffizienz dauerhaft zu verbessern, wählt die Ako-Tec AG einen ganzheitlichen Ansatz, der über die Bereitstellung eines einfachen SoftwareTools hinausgeht: Mithilfe einer umfassen7

PRODUKTION 4.0

den Analyse der vorhandenen Prozessund Anlageneinstellungen vor Ort wird die Ist-Situation des gesamten Prozesses untersucht. Dies geschieht durch die transparente Darstellung der Alarm- und Ereignissituation im «Protos 2.0»-System.

Die umfassenden webbasierten AnalyseTools erleichtern dem Personal die Beseitigung von Prozessschwachstellen wie etwa nicht optimal parametrierte Messstellen.

Eliminierung von Alarmflut und Flatteralarmen Protos 2.0 ist im Kern ein herstellerunabhängiges, datenbankbasiertes Informationssystem zur Erfassung, Archivierung und Analyse verschiedenster Alarm- und Meldearten. Dabei entspricht die zugrundeliegende Systematik allen aktuellen Normen und ist in Anlehnung an ISA 18.2 und EEMUA 191 optimiert. Die Erfassung der Daten erfolgt über verschiedene Schnittstellen, darunter serielle, TCP/IP-basierte sowie OPC-Schnittstellen. Mit dem Informationssystem ist es somit möglich, die Alarmmeldungen aus verschiedenen Systemen in einer Oberfläche gemeinsam auszuwerten. Das bringt grosse Vorteile bei Anlagen, die historisch bedingt aus verschiedenen Leitsystemen bestehen, jedoch einen Prozessverbund bilden.

«Der User-Zugriff auf die Daten wird durch eine moderne Benutzerverwaltung ermöglicht und mithilfe des intuitiven webbasierten Front-Ends geht die Navigation einfach von der Hand», so Kerzmann. «Dabei lassen sich mit wenigen Klicks Filter einstellen und die Ergebnisse nutzerfreundlich sortieren.»

Die «Key Performance Indicators»-Ansicht (KPI-Ansicht) ist nach Vorgaben der ISA 18.2 und EEMUA 191 erstellt und bietet eine Übersicht der wichtigsten Parameter wie beispielsweise Alarmverteilung oder Alarme pro Periode. Im Diagramm ist der Zustand der Anlage entsprechend den KPIs «predictive, robust, stable, reactive und overloaded» direkt ablesebar. Somit hat der Anwender eine einfache Möglichkeit den Vorher-Nachher-Unterschied seiner Massnahmen zu bewerten. Mithilfe des sogenannten AlarmCockpits können die Meldungen zudem vollgrafisch analysiert werden. So ist eine übersichtliche Darstellung der Alarmhäufigkeiten für jede Anlage separat durch farbliche Kuchendiagramme möglich.

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Alarmflut durch flatternde Werte, fehlende Handlungshinweise oder ein zu sensibel eingestellter Alarm: Dies sind nur einige der Probleme, mit denen sich die Operatoren in der Leitstelle befassen müssen.

«Die zuverlässige Beherrschung von Risiken ist generell in verfahrenstechnischen Anlagen aller Branchen unerlässlich», erklärt Guido Kerzmann, Geschäftsführer der Ako-Tec AG.

Anlagenteile mit der höchsten Alarmhäufung werden automatisch in einer sogenannten «Hit List» aufgeführt, wobei die Kriterien für diese Auflistung wiederum frei konfigurierbar sind. «Dank dieser Übersicht muss die Störquelle im Prozessablauf nicht erst lange gesucht werden, sondern kann anhand der Alarmhäufung direkt einer entsprechenden Stelle zugeordnet werden», erläutert Kerzmann. «Somit kann der Ingenieur zielgerichtet das Problem lokalisieren und beheben.»

Risiken minimieren Die heutigen Prozessleitsysteme bieten oft nicht die Möglichkeiten, um eine einfache Aufnahme des Ist-Zustandes durchzuführen.

«Genau aus diesen Erfahrungen heraus haben wir Protos 2.0 mit vielen Analysefunktionen versehen und legen grossen Wert darauf, den Anlagenzustand am Projektanfang beim Kunden sorgfältig zu untersuchen», erklärt Kerzmann. «Dadurch können wir nach der Optimierung der Alarmeinstellungen dem Kunden sehr einfach die Effizienzsteigerung seiner Anlage und seinen damit verbundenen Benefit darstellen.»

Sind die optimierten Einstellungen einmal umgesetzt, führen sie zu einer deutlichen Reduzierung der Alarme pro Zeiteinheit.

Bei Kundenprojekten konnten so Werte von über 90 % weniger Alarmmeldungen erreicht werden. Die Operatoren werden weniger belastet, die Produktqualität ist gesichert und Mensch, Maschine und Umwelt sind einem geringeren Risiko ausgesetzt. Qualitätsrelevante Alarme zur Prozesssicherung bleiben dabei im Fokus und werden nicht mehr übersehen, dadurch lassen sich Folgekosten aufgrund von Nacharbeiten oder die Entsorgung einer schlechten Produktcharge einsparen.

Dabei stützt sich das Unternehmen auf seine jahrzehntelange Erfahrung im Bereich der Prozessautomation und Software-Entwicklung. Davon profitiert auch Protos 2.0, denn das System ist modular und systemunabhängig aufgebaut und lässt sich mit nahezu allen gängigen Prozessleitsystemen verbinden. «Da es sich auch hier um eine vernetzte Umgebung handelt, ist die Informationssicherheit enorm wichtig, mehr noch in Zeiten von Industrie 4.0», erläutert Kerzmann. «Deshalb untersuchen wir im Rahmen der Implementierung beim Anwender die Netzwerkstruktur in Hinblick auf Cyber-­Security-­A spekte, um gegebenenfalls zusätzliche Schutzmassnahmen vorzuschlagen.» Damit die Kommunikation zwischen Protos 2.0 und den verschiedenen Anlagen besonders sicher ist, werden verschlüsselte und mit Zertifikaten gesicherte Verbindungen genutzt. «Die zuverlässige Beherrschung von Risiken ist generell in verfahrenstechnischen Anlagen aller Branchen unerlässlich, insbesondere in kritischen Bereichen wie der Öl- und Gasindustrie. Ein effizientes Alarmmanagement, das über die reine Installation einer Analyse-Software hinausgeht und die gesamte Anlagenstruktur auf den Prüfstand stellt, leistet hier einen massgeblichen Beitrag und eröffnet auch wirtschaftliche Vorteile», resümiert Kerzmann.

Kontakt Ako-Tec AG Gottfried-Kinkel-Strasse 26 D-53879 Euskirchen +49 2251 65030 0 info@ako-tec.de www.ako-tec.de

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COVID-19: Wir sind Teil der Lösung Lonza/Moderna

!

Während dem Lockdown im Frühling 2020 stand fast die ganze Schweiz still - aber nicht wir!

Unter schwierigsten Bedingungen und in kürzester Zeit durften wir das komplexe, systemrelevante Projekt für Lonza realisieren. Geliefert wurden Laboreinrichtungen, -86°C Freezer sowie Shock Freezer.

Wir danken und gratulieren unseren sehr engagierten Mitarbeitern und flexiblen Lieferanten für diese ausserordentliche, termingerechte und vorbildliche Leistung.

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copyright: Lonza Ltd

PRODUKTION 4.0

Bilder: Trapo AG

PRODUKTION 4.0

Mit grossem Aktionsradius: Dank des parallelkinematischen Aufbaus besitzt der Picker einen rotationssymmetrischen Arbeitsraum und kann daher auch hinter sich greifen.

Unter Reinraumbedingungen

Die Helfer am Fliessband In der Pharmaindustrie steigen die Anforderungen an Maschinen und Anlagen: hohe Produktionsgeschwindigkeit und Präzision, schnelle Produkt- und Formatwechsel und immer kleinere Losgrössen. Insbesondere beim Produkthandling besteht Verbesserungspotenzial. Abhilfe schaffen modular kombinierbare Maschinen und Gesamtanlagen mit einem intelligenten Automatisierungssystem. Wie können Pharmafirmen vom Einsatz modularer Pick-and-Place-Systeme beim Sortieren, Verpacken und Produkthandling profitieren?

Hersteller aus der Pharma- und Medizintechnik-Branche stehen vor der Herausforderung, in einem globalen Markt mit Ein Picker mit vier Achsen Einige Eckdaten zum Picker HPPS 200: – Mit grossem Aktionsradius: Dank des parallelkinematischen Aufbaus besitzt der Picker einen rotationssymmetrischen Arbeitsraum und kann daher auch hinter sich greifen.

– 200 Picks/Min. – Er kommt beispielsweise in einer Pickerzelle zum Einsatz, wenn ein oder mehrere Produkte in Trays gelegt werden sollen – und ersetzt den Knickarmroboter.

– Mit grossem Hub: Der Parallelkinematik-Picker bietet bei hoher Geschwindigkeit einen enorm grossen Arbeitsraum.

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Modulare Hochleistungs-Pick-and-Place-Systeme vereinen Komponenten wie Robotergreifer, Rahmeneinheiten, Kamerasysteme und Fördertechnik und empfehlen sich für filigrane Tätigkeiten und kurze Distanzen.

gleichbleibend hoher Produktqualität zu überzeugen. Um Arzneimittel und Medizinprodukte im innerbetrieblichen Materialfluss wiederholgenau aufzunehmen, um-

zusetzen und zu verpacken, empfiehlt sich der Einsatz von Pick-and-Place-Anwendungen: Sie führen 24 Stunden täglich unter Höchstleistung und mit absoluter Präzision 1– 2 / 2 0 2 1

PRODUKTION 4.0

Schnell und platzsparend agieren Der Druck auf Hersteller von Arzneimitteln und Medizinprodukten ist enorm: Sie benötigen innovative Lösungen, um die Effizienz ihres Betriebs und die Qualität ihrer

Produkte zu optimieren und zugleich die Kosten unter Kontrolle zu halten. Erschwerend hinzu kommen kurze Forschungsund Entwicklungszeiten sowie eine immer schnellere Time-to-Market. Auch durch den boomenden Onlinehandel, beispielsweise in Form von Online-Apotheken, gewinnen Automatisierungslösungen an Bedeutung, denn sie ermöglichen Same-Day-Lieferungen und geben eine Antwort auf den wachsenden Bedarf nach schneller und kostengünstiger Logistik. Raumsparende Pick-and-Place-Lösungen bieten einen effizienten Lösungsansatz: Sie können in bestehende Infrastrukturen integriert werden und ermöglichen, eine grössere Vielfalt von Produkten agil und flexibel zu handhaben.

Massgeschneiderte Konzepte Modulare Hochleistungs-Pick-and-PlaceSysteme vereinen Komponenten wie Ro-

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Sie erhalten die DIMATEC-Systeme auch bei unserem Schweizer Vertriebspartner heusser umwelttechnik GmbH CH-8408 Wintherthur Tel. +41(0)52 223 05 84 info@heusserumwelttechnik.ch www.heusserumwelttechnik.ch

botergreifer, Rahmeneinheiten, Kamerasysteme und Fördertechnik und empfehlen sich für filigrane Tätigkeiten und kurze Distanzen. Der Parallelkinematik-Picker (siehe Kasten) sortiert Teile via Kamera über Positionsbestimmung und Teileerkennung; sie werden positioniert, gepickt oder bei Defekt ausgeschleust. Darüber hinaus können modulare Baukastensysteme an unterschiedliche Rahmenbedingungen angepasst werden und decken so nahezu jeden Anwendungsbereich ab.

Kontakt Trapo AG Industriestrasse 1 D-48712 Gescher-Hochmoor +49 2863 2005 0 info@trapo.de www.trapo.de

Praktische Statistik: (Online-)Kurse mit Excel! viele Übungen am PC mit individueller Betreuung

konstant die gleiche Bewegung aus und sorgen so für gleichbleibend hohe Qualität, Verfügbarkeit und Taktraten. Für Hersteller bedeutet dies optimale Effizienz in der Produktion, kürzere Durchlaufzeiten, weniger Ausschuss, die nachhaltige Entlastung der Menschen bei monotonen Tätigkeiten und die Reduzierung von Fehlern.

Durch das Automatisieren von Pick-andPlace- oder Sortieraufgaben optimieren Pharmahersteller nicht nur aktuelle Produktionsprozesse, sondern begegnen auch anstehenden Entwicklungen vorausschauend und flexibel.

Visualisierung von Labordaten mit Excel Stat. Analyse von Labordaten mit Excel Methodenvalidierung in der Analytik

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Statistische Versuchsplanung und Optimierung am PC Teil A: 3.–4.5.21: Einführung, Screening, Modellierung, fraktionierte faktorielle Optimierungspläne, grafische Analyse.

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Bild: Adpic

CHEMIE

«Die Reduktion von Stickstoff zu Ammonium ist eine der wichtigsten chemischen Reaktionen für die Menschheit. Dies ist zweifellos das erste Mal, dass sie mit Bier gemacht wurde», sagt Rian Dewhurst.

Umwandlung von Stickstoff in Ammonium

Mit Bor und Bier Stickstoff reduziert Die industrielle Umwandlung von Stickstoff in Ammonium ist für die Ernährung der Menschheit von besonderer Bedeutung. Das Ammonium dient schliesslich als Dünger für die Landwirtschaft. Würzburger Chemiker haben diese Umwandlung nun bei Raumtemperatur, niedrigem Druck und mit leichten Elementen erreicht. Mit Bor lässt sich Stickstoff in Ammonium umwandeln. Ihre Erkenntnisse haben sie im Wissenschaftsmagazin «Nature Chemistry» publiziert.

Im Jahr 2018 gelang einem Team von Holger Braunschweig, Professor an der Universität Würzburg, die Bindung und chemische Umwandlung von Stickstoff mithilfe eines Moleküls, das nur aus leichteren, nichtmetallischen Atomen besteht. Ein Jahr später demonstrierte es mit einem ähnlichen System die erste Kombination von zwei Stickstoffmolekülen im Labor. Diese 12

Bilder: Adobe Stock

Die industrielle Herstellung von Ammonium, das so genannte Haber-Bosch-Verfahren erfordert hohe Temperaturen und Drücke. Sie verbraucht schätzungsweise etwa zwei Prozent der gesamten auf der Erde erzeugten Energie. Dieser Prozess stützt sich auf Katalysatoren der Übergangsmetalle, also auf schwere und reaktive Atome wie beispielsweise Eisen. Hier ist die einfache Nettogleichung dargestellt:

Fritz Haber (1868–1934) und Carl Bosch (1874–1940) erhielten für ihre Arbeit den Nobelpreis für Chemie. Haber erhielt ihn 1918 und Bosch 1931.

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CHEMIE

Reaktionen für die Menschheit. Dies ist zweifellos das erste Mal, dass sie mit Bier gemacht wurde, und es ist besonders passend, dass dies in Deutschland passiert ist», sagt Dr. Rian Dewhurst, Akademischer Oberrat und Koautor der Studie.

Noch viel Arbeit zu erledigen

Dank einer (hier nicht vollständig gezeigten) Bor-Verbindung konnten die Forschenden über mehrere Reaktionskaskaden N 2 zu Ammonium reduzieren. Die Reaktionsgleichung ist hier stark vereinfacht dargestellt.

Reaktion war zuvor nur in der oberen Erdatmosphäre und unter Plasmabedingungen beobachtet worden. Der Schlüssel zu diesen beiden Entdeckungen war die Verwendung von Bor, dem fünftleichtesten Element, an das der Stickstoff bindet. «Nach diesen beiden Entdeckungen war klar, dass wir ein ganz besonderes System in den Händen hatten», sagt Braunschweig.

Einfach Wasser hinzufügen Obwohl dieses System Stickstoff bindet und umwandelt, fehlte noch die Hälfte der Puzzleteile. «Wir wussten, dass die vollständige Umwandlung von Stickstoff in Ammonium eine grosse Herausforderung darstellen würde, da sie eine komplexe Abfolge chemischer Reaktionen erfordert, die oft nicht miteinander kompatibel sind», erklärt der Professor. Der Durchbruch gelang mit einfachen Reagenzien: Spuren von Wasser, die in einer Probe zurückblieben, reichten aus, um eine Folge von Reaktionen zu fördern, die das Team bis auf einen einzigen

Schritt an das Ziel «Ammonium erzeugen» heranbrachte. Später wurde entdeckt, dass die Schlüsselreaktionen mit einer festen Säure so durchgeführt werden konnten, dass die Reaktionen in einem einzigen Reaktionskolben bei Raumtemperatur nacheinander ablaufen konnten.

Ammonium mit Bier herstellen Als das Team erkannt hatte, dass die Reaktion selbst mit einfachen Reagenzien wie Wasser zu funktionieren schien, wiederholte es sie mit dem Bier der örtlichen Brauerei Würzburger Hofbräu. Zu ihrer Freude konnten die Chemiker auch damit die Vorstufe von Ammonium erzeugen. «Dieses Experiment haben wir aus Spass gemacht.

Aber es zeigt, wie tolerant das System gegenüber Wasser und anderen Verbindungen ist», erklärt Postdoc Dr. Marc-André Légaré, der die Studie initiiert hatte.

«Die Reduktion von Stickstoff zu Ammonium ist eine der wichtigsten chemischen

Diese Ergebnisse sind zweifellos aufregend, aber noch weit von der Anwendung in der industriellen Produktion von Ammonium entfernt. Es muss noch ein Weg gefunden werden, um den gesamten Prozess energieeffizient und wirtschaftlich zu gestalten. Trotzdem demonstriert die Entdeckung, dass auch leichtere Elemente selbst die grössten Herausforderungen in der Chemie meistern können. «Hier gibt es noch viel zu tun, aber Bor und die anderen leichten Elemente haben uns schon so oft überrascht. Sie sind eindeutig zu so viel mehr fähig», sagt Holger Braunschweig.

Originalpublikation Marc-André Légaré, Guillaume BélangerChabot, Maximilian Rang; Rian D. Dewhurst, Ivo Krummenacher, Rüdiger Bertermann, Holger Braunschweig, «One-Pot, Room-Temperature Conversion of Dinitrogen to Ammonium at a Main-Group Element», Nature Chemistry (2020); DOI: 10.1038/s41557-020-0520-6

Kontakt Prof. Dr. Holger Braunschweig Universität Würzburg Sanderring 2 D-97070 Würzburg +49 931 31 85260 h.braunschweig@uni-wuerzburg.de www.uni-wuerzburg.de

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CHEMIE

Wirkungsweise wichtiger Katalysatoren

Auf die Oberfläche kommt es an

Fabio Bergamin 1 Wasserstoff, insbesondere solcher, der «grün» hergestellt wurde, durch die Spaltung von Wasser mit erneuerbarem Strom, gilt als Schlüsselelement einer zukünftigen nachhaltigen Mobilität. Einerseits kann Wasserstoff in Brennstoffzellen chemisch reagieren und zur Gewinnung elektrischer Energie benutzt werden. Damit können Elektromotoren angetrieben werden. Andererseits wird er bei der Herstellung von synthetischen Flüssigtreibstoffen verwendet.

Die Spaltung von Wasser mittels Strom (Elektrolyse) erfolgt durch zwei Reaktionen, von denen die eine nicht ohne die andere stattfinden kann: Die Entstehung von Wasserstoff und jene von Sauerstoff an je einem elektrischen Pol (Elektrode).

Wasserstoffentwicklung und Sauerstoffentwicklung nennen Chemiker die beiden Teilreaktionen. Um den Gesamtprozess energieeffizienter zu gestalten, forschen Wissenschaftler am Einsatz neuer Materialien, die katalytisch wirken und somit die Teilreaktionen begünstigen. Diese sollen im Bereich der Elektroden zum Einsatz kommen.

Oberflächenchemie versus Elektrochemie «Bei der Erarbeitung von Katalysatoren für die beiden Teilreaktionen ist die Sauerstoffentwicklungsreaktion die weit grössere Herausforderung», sagt Javier Pérez-Ramírez, Professor für Katalyse-Engineering an der ETH Zürich. In einer neuen Arbeit hat ein

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ETH Zürich

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internationales Forschungsteam unter Leitung des Fritz-Haber-Instituts der MaxPlanck-Gesellschaft in Berlin und unter Mitwirkung der ETH Zürich nun grundlegend neue Kenntnisse zu Katalysatormaterialien dieser Sauerstoffentwicklungsreaktion gewonnen: Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass für eine gute katalytische Leistung vor allem Vorgänge an der Oberfläche des Katalysators verantwortlich sind und weniger elektrochemische Vorgänge. «Auch wenn es sich bei der untersuchten Reaktion um eine spezielle Form der Katalyse handelt, nämlich der Elektrokatalyse, folgt sie den bekannten Gesetzen von traditionellen katalytischen Reaktionen», sagt Guido Zichittella, Wissenschaftler in der Forschungsgruppe von Pérez-Ramírez. Diese Erkenntnis ist neu, denn bisher vermuteten Wissenschaftler, dass vor allem elektrochemische Vorgänge die Leistungsfähigkeit elektrokatalytischer Reaktionen bestimmen.

Katalysatoren im Vergleich Die Wissenschaftler benutzten in ihrer Studie als Katalysator jenes Material, das heute in Forschungslabors für diese Reaktion am häufigsten verwendet wird: Iridiumoxid. Pérez-Ramírez und seine Gruppe stellten Katalysatoren mit unterschiedlicher Aktivität her. Sie ersetzten dabei im Katalysator verschiedene Mengen von katalytisch aktiven Sauerstoffatomen durch katalytisch inaktive Chloratome. Diese Katalysatoren ermöglichten es, die Effekte der Oberflächenchemie getrennt von Effekten der Elektrochemie zu untersuchen.

Demnach war die Oberflächenchemie massgebend. Die neue Erkenntnis könnte bei der Entwicklung von leistungsfähigeren

Bild: Shutterstock

Die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff ist eine wichtige chemische Reaktion, auch im Hinblick auf die vermehrte Nutzung von Wasserstoff als Energieträger für eine nachhaltigere Mobilität. Ein internationales Forscherteam in Zusammenarbeit mit der ETH Zürich hat die Wirkungsweise eines Schlüsselkatalysators in diesem Forschungsgebiet aufgedeckt. Dabei spielen ganz andere Faktoren eine wichtige Rolle als bis anhin vermutet.

Katalysatoren sind wichtige Treiber von chemischen Reaktionen. Ihre Funktionsweise zu verstehen ist auch für die «grüne» Chemie äusserst wichtig. Ein Rundkolben mit grüner Flüssigkeit präsentiert sich draussen in der Natur.

Elektrokatalysatoren sowie der Suche nach neuen, billigeren Katalysatormaterialen helfen, um auf nachhaltige, energieeffiziente und günstige Weise Wasserstoff herzustellen.

An dieser Forschungsarbeit waren Wissenschaftler des Fritz-Haber-Instituts der MaxPlanck-Gesellschaft, der Technischen Universität Berlin, des Max-Planck-Instituts für Chemische Energiekonversion, der ETH Zürich und des Istituto officina dei materiali in Triest beteiligt.

Originalpublikation Nong HN et al., «Key role of chemistry versus bias in electrocatalytic oxygen evolution», Nature (2020) Kontakt ETH Zürich Rämistrasse 101 CH-8092 Zürich +41 44 632 42 44 news@hk.ethz.ch www.ethz.ch/news

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BIOWISSENSCHAFTEN

Neue Erkenntnisse in der Immunologie

Natürliche Killerzellen mit Erinnerung

Das Immunsystem schützt den Organismus auf zwei Arten: Unser Körper beherbergt Immunzellen der unspezifischen Immunabwehr. Diese Zellen greifen allgemein unerwünschte Eindringlinge an.

Neben diesen unspezifischen Immunzellen fliessen im Blut und im Lymphsystem aber auch die Zellen des spezifischen Immunsystems. Diese erkennen quasi den «Fingerabdruck» des eindringenden Erregers dank spezifischen Antigen-Rezeptoren und bilden Gedächtniszellen aus, damit sie das Pathogen immer wieder erfassen können. Die bekanntesten Vertreter dieser Gruppe sind die B- und T-Zellen. Sie gehören zu den Lymphocyten, weshalb sie auch B- und T-Lymphocyten genannt werden.

Ein weiterer Lymphocyt erinnert sich Zu den Lymphocyten gehören auch die Natürlichen Killerzellen (NK-Zellen). Im Gegensatz zu seinen «Geschwistern» besitzt dieser Lymphocyt jedoch keine spezifischen Antigen-Rezeptoren und bildet keine Gedächtniszellen aus. Dies ist die allgemeingültige Erklärung zur Funktion von NK-Zellen – bis jetzt. Denn Forschende unter der Leitung von Georg Stary und der Mitwirkung von Matthias Farlik konnten einer Untergruppe der zytotoxischen NKZellen eine immunologische Erinnerungsfunktion zuschreiben. Rund ein Drittel aller menschlichen NK-Zellen der Leber kann sich demnach an Viren erinnern und somit spezifisch reagieren. Damit gelten diese Zellen als interessantes Target, um sie für das menschliche Immunsystem gegen Infektionen und Viren prophylaktisch zu nutzen.

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Bild: Shutterstock

Gute Neuigkeiten für das menschliche Immunsystem: Forschende der Medizinischen Universität Wien konnten bestimmten Natürlichen Killerzellen (NK-Zellen) neu eine immunologische Erinnerungsfunktion zuschreiben.

Bisher galten diese Immunzellen als unspezifisch. Rund ein Drittel aller menschlichen NK-Zellen der Leber kann sich demnach an Viren erinnern und somit spezifisch reagieren. Die Erkenntnisse wurden in der Fachzeitschrift «Science Immunology» veröffentlicht.

Ein Lymphocyt erfasst eine Krebszelle.

Entlarvt bestimmte Hepatitis-Viren In der im Journal «Science Immunology» veröffentlichten Studie zeigten die Wissenschafterinnen und Wissenschaftler der Medizinischen Universität Wien, dass es in der Leber – das Organ gilt generell als grosses Reservoir von NK-Zellen – eine Subgruppe von NK-Zellen gibt, die in der Lage ist, etwa Infektionen bei Hepatitis A und B zu bekämpfen und sich auch daran zu erinnern. Diese Untergruppe zeigte auch ein anderes, einzigartiges Gen-Expressionsprofil im Vergleich zu den anderen NK-Zell-Gruppen.

Mögliches Target für Therapien «Unsere Studienergebnisse zeigen, dass in dieser besonderen Gruppe von NK-Zellen antigenspezifische Prozesse ablaufen und wirksam sind. Daher könnte sich diese NKZell-Untergruppe für spezifische, therapeu-

tische, aber auch prophylaktische Impfstrategien eignen», fasst Stary zusammen.

Gesunde Menschen haben etwa einen Anteil von 5 bis 15 Prozent an NK-Zellen im Blut, wobei die Leber ein Reservoir für diese Zellen bildet. Als nächsten Schritt untersuchen die Autoren die Rolle dieser NK-Zellen im Verlauf von Infektionskrankheiten. Ausserdem wollen sie untersuchen, ob bei Patienten und Patientinnen mit seltenen Erkrankungen mit Defekten im Bereich von T- und B-Lymphocyten diese NK-Zellen fehlende Gedächtnisfunktionen zusätzlich übernehmen können.

Originalpublikation Victoria Stary et al., «A discrete subset of epigenetically primed human NK cells mediates antigen-specific immune responses.»

Sci. Immunol. (2020); DOI: 10.1126/sciimmunol.aba6232.

Medienmitteilung Ludwig-Boltzmann-Gesellschaft www.lbg.ac.at 15

BIOWISSENSCHAFTEN

Mit Proteomik zu neuen Antibiotika

Wo dockt der Wirkstoff erfolgreich an?

Die Forscherinnen und Forscher, darunter viele Studierende der RUB, haben über Jahre hinweg Veränderungen des Proteoms des Modellorganismus Bacillus subtilis nach der Behandlung mit verschiedenen Wirkstoffen untersucht. «Die aktuelle Arbeit ist eine Zusammenstellung der Antworten auf fast 100 Substanzen», erklärt Prof. Dr. Julia Bandow, Inhaberin des Lehrstuhls für Angewandte Mikrobiologie und Leiterin des Cesar.

Die Antwort des Bakteriums auf Antibiotikabehandlung stellt gleichsam einen Spiegel des physiologischen Stresses dar: Sorgt das Antibiotikum beispielsweise dafür, dass die Fettsäurebiosynthese gestört wird, werden die dafür nötigen Enzyme hochreguliert. «Da man recht gut versteht, wie Bacillus subtilis sich an wechselnde Bedingungen anpasst und wie das Bakte-

Bilder: RUB, Marquard

Es gibt immer mehr antibiotikaresistente Erreger. Die Suche nach neuen antibiotischen Wirkstoffen läuft daher auf Hochtouren. Neue Substanzen sollen die Erreger auf unkonventionellem Weg angreifen. Wie analysiert werden kann, ob ein neues Antibiotikum einen neuen Wirkmechanismus aufweist, hat das Team des Centrums für systembasierte Antibiotikaforschung (Cesar) der Ruhr-Universität Bochum (RUB) in zwei Publikationen beschrieben.

Dr. Sina Schäkermann ist Hauptautorin eines der beiden Berichte, die zur Proteom-basierten Suche nach neuen antibiotisch wirksamen Substanzen veröffentlicht wurden.

rium auf unterschiedliche Stressfaktoren reagiert, können wir von der Proteomantwort oft darauf zurückschliessen, welcher Prozess in der Zelle durch ein neues Antibiotikum beeinträchtigt ist», erklärt Julia Bandow den sogenannten Comparison-ofProteomic-Responses-Ansatz, kurz CoPR.

Ähnliche oder neue Wirkweise Auf dieser Basis lässt sich ablesen, ob eine vielversprechende neue antibiotische Substanz ähnlich wirkt wie eine der bereits bekannten oder wirklich einen neuen Wirkmechanismus hat. «Wir freuen uns, wenn wir neue Proteomantworten sehen, denn das deutet darauf hin, dass die Sub­ stanz anders wirkt als die bisher untersuchten Antibiotika», erklärt die Forscherin.

In diesem Fall müsse man sich intensiv mit 16

den regulierten Proteinen beschäftigen, um der Ursache für die Antwort und damit dem Wirkmechanismus auf die Spur zu kommen.

Schweizer Wissenschaftspreis Marcel Benoist Vergangenes Jahr erhielt der Schweizer Pionier für Proteomik Ruedi Aebersold den begehrten Marcel-Benoist-Preis.

Aebersold lehrt und forscht an den beiden Zürcher Hochschulen ETH und Universität Zürich. Er optimierte analytische Methoden, um die Gesamtheit der Proteine eines Organismus zu erfassen. In diesem Forschungsfeld ist er weltweit bekannt. 2020 wurde Aebersold emeritiert.

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Dr. Christoph Senges mit Julia Bandow, Leiterin des Centers für systembasierte Antibiotikaforschung.

Als Beispiele haben die Forscherinnen und Forscher das erste jemals am Menschen eingesetzte Antibiotikum Salvarsan, das möglicherweise als Antibiotikum taugliche antirheumatische Auranofin, ein neues atypisches Tetracyclin sowie die neue Hemmstoffklasse der trans-Translationsinhibitoren näher untersucht.

Welches Protein das Ziel ist Bei neuen Antibiotika mit innovativen Wirkmechanismen ist es im nächsten Schritt essenziell, das direkte molekulare Ziel in der bakteriellen Zelle aufzuklären.

Dazu wurde in der zweiten Studie die Anwendbarkeit einer bereits bekannten Wirkort-Analytik untersucht. Die Forscherinnen und Forscher inkubierten die Proteine aus Bakterienzellen mit einem zu untersuchenden Wirkstoff, so dass dieser an sein Ziel binden konnte. Im nächsten Schritt wurden die Proteine chromatografisch getrennt, wodurch man das Gemisch in seine einzelnen Bestandteile zerlegt. Der Wirkstoff bleibt dabei an das Zielprotein gebunden.

Mittels Massenspektrometrie suchte das Forschungsteam dann nach dem Wirkstoff.

Neben dem an Proteine gebundenen Wirkstoff lässt sich auch der überschüssige Wirkstoff finden, der frei vorliegt. «Wenn man den Wirkstoff der gleichen chromatografischen Trennung ohne Proteine unterzieht, kann man feststellen, in welchen Fraktionen der freie Wirkstoff vorliegt. Die 1– 2 / 2 0 2 1

anderen Fraktionen sind dann die, die das Zielprotein enthalten», so Julia Bandow.

In seiner Arbeit konnte das Team von Cesar nicht nur den Wirkort eines gut untersuchten Antibiotikums bestätigen, sondern auch klären, dass mithilfe dieser Technik viele mögliche Antibiotikazielorte erfasst werden können. «Das bestätigt das Potenzial dieser Methode zur Identifizierung neuer Wirkorte», so Bandow.

Das Centrum für systembasierte Antibiotikaforschung wird an der RUB in Zusammenarbeit mit der Lead Discovery Center GmbH (Dortmund) aufgebaut. Es soll der Erschliessung neuer Wirkstoffe dienen und die Vernetzung mit Akteuren aus Wirtschaft und Hochschullandschaft regional und überregional intensivieren.

Originalpublikation Christoph H. R. Senges, Jennifer J. Stepanek et al., «Comparison of proteomic responses as global approach to antibiotic mechanism of action elucidation», Antimicrobial Agents and Chemotherapy (2020); DOI: 10.1128/AAC.01373-20 Kontakt Prof. Dr. Julia Bandow Ruhr-Universität Bochum Universitätsstrasse 150 D-44801 Bochum +49 234 32 23102 julia.bandow@rub.de www.ruhr-uni-bochum.de

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LABOR

Ein laborgestütztes Kalibrierverfahren

Partikel und Aerosole nach Mass Staub aufwirbeln können viele – umweltähnlichen Feinstaub produzieren, das kann nur Palma. Diese neue Anlage des Eidgenössischen Instituts für Metrologie (Metas) dient der Kalibrierung von Partikelmessgeräten. Sie produziert mit vier Aerosol-Generatoren «natürlichen» Feinstaub, wie er in der Umgebungsluft vorkommt. Die Mehrkomponenten-Aerosole lassen sich hinsichtlich Partikelgrössenverteilung, chemischer Zusammensetzung und Massenkonzentration variieren.

In der Röhre herrscht dicke Luft. Aus einer Düse strömt Feinstaub, wie wir ihn an stark befahrenen Strassen im Sommer in Bern einatmen. Es sind Modellaerosole, die der Aerosolgenerator Palma auf Knopfdruck produzieren kann: Russ, anorganische Salze und mineralische Staubpartikel, bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen und in den gewünschten Massenkonzentrationen [1]. «Die Anlage ist für ein breites Anwendungsgebiet gedacht», erklärt Konstantina Vasilatou, Leiterin des Labors Partikel und Aerosole am Metas.

«Damit lassen sich einerseits eine grosse Vielfalt an Partikelmessgeräten auf dem Markt kalibrieren. Durch das spezifische Einstellen der Partikelzusammensetzung ist es andererseits auch für viele andere Anwendungen interessant.» Etwa in F+EProjekten mit biologischen Materialien.

Vorstellbar seien die automatisierte Zählung von Pollen, harmlosen Bakterien oder sogar inaktivierten Viren.

Bild: Metas

David Lehmann ¹

Konstantina Vasilatou und Studienautor Stefan Horender.

Immer noch zu viel Feinstaub

¹ Metas, Bern-Wabern

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Grafiken: Metas

Umweltähnlichen Feinstaub auf Knopfdruck herstellen zu können, ist wichtig und notwendig. Feinstaub ist einer der bedeutendsten Luftschadstoffe, was die Schädigung der Gesundheit der Bevölkerung betrifft. Er gilt als Ursache von Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie von Lungenkrebs. Obwohl die Belastung mit Feinstaub in den letzten Jahren tendenziell abgenommen hat, ist ein beträchtlicher Teil Die ultrafeinen Partikel tragen nur wenig zur Massenkonzentration bei, bilden aber das Gros der Partikelanzahl.

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LABOR LASER SPECTROSCOPY MICROPOSITIONING der schweizerischen Bevölkerung immer noch übermässigen Feinstaubimmissionen ausgesetzt.

Spectroscopy

Ein komplexes Gemisch Als Feinstaub, fachsprachlich auch «particulate matter» (PM10 resp. PM2.5), werden Partikel bezeichnet, deren Durchmesser weniger als 10 μm resp. 2,5 μm beträgt. Je kleiner diese Partikel sind, desto tiefer können sie in die feinsten Verästelungen der Lunge und von dort teilweise in die Blutbahnen eindringen. Die Grösse der Partikel ist aber nur ein Kriterium. Feinstaub besteht aus einer Vielzahl von chemischen Verbindungen. Er ist weder einheitlich in Bezug auf seine chemische Zusammensetzung noch auf Form und Grösse der Partikel. Diese bestehen vorwiegend aus organischen und biologischen Substanzen, anorganischen Ionen (vorwiegend Sulfat, Nitrat und Ammonium), kohlenstoffhaltigen Partikeln (meist aus Verbrennungsprozessen), Mineralstaub und Wasser.

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Primäre und sekundäre Partikel Fachleute unterscheiden zwischen primären und sekundären Partikeln. Primäre Partikel werden einerseits direkt durch Verbrennungsprozesse ausgestossen (z. B. von Motoren ohne Partikelfilter oder von Holzheizungen). Anderseits entstehen sie durch mechanischen Abrieb von Reifen, Bremsen, Strassenbelag oder werden von natürlichen Quellen aufgewirbelt.

Die sekundären Partikel entstehen erst in der Luft aus gasförmigen Vorläuferschadstoffen wie Schwefeldioxid, Stickoxide, Ammoniak und flüchtigen organischen Verbindungen. Die Agglomeratstruktur und daher die grosse Oberfläche der Feinstaubteilchen ermöglicht eine Anlagerung von weiteren giftigen Substanzen.

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Anti-vibration Hohe Messunsicherheit Weil Feinstaub nachweislich schädlich ist, hat der Bundesrat die Luftreinhalteverordnung vor zwei Jahren verschärft, namentlich durch Festlegung eines Immissionsgrenzwertes für Feinstaub PM2.5. Der Grenzwert von 10 μg pro Kubikmeter für das Jahresmittel entspricht den Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO) und ergänzt die bestehenden Grenzwerte für Feinstaub PM10. Die wichtigste Messgrösse zur Überwachung der partikelförmigen Luftverschmutzung ist die Massenkonzentration. Sie wurde als Standardmetrik für «particulate matter» festgelegt, basierend auf der Annahme, dass Massenmessungen unkompliziert seien. Die Gesamtmasse pro Luftvolumeneinheit kann mit einem Filter und einer konventionellen Waage durchgeführt werden. Theoretisch unkompliziert, aber die vielgestaltige Beschaffenheit der Feststoffe, der Einsatz verschiedener Messprinzipien und der Mangel an repräsentativen, stabilen Referenzmaterialien, führen in der Realität zu einer relativ grossen Messunsicherheit. Aufsichtsbehörden, Luftqualitätsnetzwerke und Hersteller von Atmosphärenmessgeräten bemühen sich deshalb schon lange um eine Verbesserung der Luftqualitätsüberwachung. Leider fehlt es oft noch an einer Rückführbarkeit der Feinstaub-Messungen – bis jetzt.

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LABOR

Wie die neue Anlage funktioniert Die Anlage Palma umfasst neben den vier Aerosolerzeugungssystemen einen Strömungsrohr-Homogenisator und ein System für gravimetrische Referenzmessungen.

Die Anlage ist sehr vielseitig: Die gesamte PM-Massenkonzentration der Modellaerosole kann in einem Bereich von wenigen μg/m³ bis zu einigen hundert μg/m3 eingestellt werden, der prozentuale Anteil jedes PM-Bestandteils kann so eingestellt werden, dass verschiedene Aerosole aus städtischen, vorstädtischen oder ländlichen Umgebungen simuliert werden können. Auch die Aerosoltemperatur und relative Feuchtigkeit können so eingestellt werden, dass winter- oder sommerähnliche Umweltbedingungen simuliert werden können.

Alternative zu teuren Feldkampagnen Um die von der Politik beschlossenen Massnahmen zur Emissionsminderung zu überprüfen, sind verlässliche metrologische Grundlagen wichtig. Nur damit lassen sich die eingesetzten Messgeräte und -methoden vergleichen und relevante Feinstaubquellen erkennen. Bis heute werden automatisierte Feinstaubmessgeräte, etwa an Luftqualitätsmessstellen, mit realer Umgebungsluft auf Gleichwertigkeit geprüft. Die Überprüfung mit der manuellen gravimetrischen Referenzmethode er-

fordert lange und teure Testkampagnen.

Denn um die Variabilität der meteorologischen Bedingungen und die zeitlichen und räumlichen Schwankungen der Immissionszusammensetzung auszugleichen, sind Messungen an mehreren Standorten zu verschiedenen Jahreszeiten notwendig. Konstantina Vasilatou, die zurzeit das Arbeitspaket über die Kalibrierung von Feinstaubmonitoren im Rahmen des Empir-Projekts «Aerosol metrology for atmospheric science and air quality» (Aeromet) koordiniert, zeigt sich zufrieden: «Wir glauben, dass die hier vorgestellte labor-

gestützte Methode eine nützliche Alternative zu zeitaufwendigen und teuren Feldkampagnen darstellen könnte, die derzeit für die Zertifizierung und Kalibrierung von Instrumenten erforderlich sind.

Effektiv und rückführbar kalibrierte Staubmessgeräte helfen mit, die Grenzwerte zu überprüfen und die Bevölkerung von übermässigen Feinstaubimmissionen zu schützen.»

Mit der Entwicklung eines standardisierten, laborgestützten Kalibrierverfahrens für automatische PM-Messgeräte unter gut kontrollierten und reproduzierbaren Versuchsbedingungen können Hersteller auch die Leistungsfähigkeit ihrer Geräte unter variablen Bedingungen testen lassen.

Kennt man die Zusammensetzung des Feinstaubs, kann dieser auch im Labor zum grossen Teil (re-)produziert werden.

Nicht nur in Bern, sondern fast überall auf der Welt.

Literatur [1] S. Horender et al., «Facility for generation of ambient-like model aerosols in the laboratory: application in the intercomparison of automated PM monitors with the reference gravimetric method», Atmospheric Measurement Techniques (2020); https://doi.org/10.5194/amt-2020-362 [2] Chemische Zusammensetzung und Quellen von Feinstaub, Untersuchungen an ausgewählten Nabel-Standorten. Empa, Abt. für Luftfremdstoffe und Umwelttechnik

Kontakt Dr. Konstantina Vasilatou Metas Lindenweg 50 3003 Bern-Wabern +41 58 387 03 82 konstantina.vasilatou@metas.ch www.metas.ch

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ERNÄHRUNG

Expertise aus der physiologischen Chemie

Neues Verfahren macht Leinöl haltbarer

«Wir haben in Zusammenarbeit mit einem Speiseölhersteller den herkömmlichen Produktionsweg so adaptiert und ausgebaut, dass wir letztlich ein kostengünstiges Leinöl produzieren können, welches mehr gesundheitsfördernde Antioxidantien, eine längere Haltbarkeit und einen weniger bitteren Geschmack als herkömmliches Leinöl aufweist», sagt Marc Pignitter vom Institut für Physiologische Chemie. Für den mit dem Unternehmen Hagenthaler Ölmanufaktur entwickelten Prototypen ist bereits eine Erfindungsmeldung am Technology Transfer Office der Universität Wien hinterlegt.

Oxidation der Lipide Die schnelle Alterung des Speiseöls geht darauf zurück, dass die darin enthaltenen Fette (Lipide) unter Einfluss von Sauerstoff bei Raumtemperatur sehr schnell oxidieren. Besonders die im Leinöl mit einem Anteil von 50 Prozent enthaltene alpha-Linolensäure – eine pflanzliche mehrfach ungesättigte Fettsäure, der z. B. eine positive Wirkung auf den Cholesterinspiegel zugeschrieben wird – ist für die chemische Reaktion anfällig.

Bei einer Oxidation der alpha-Linolensäure im Leinöl entstünden jedoch unzählige Oxidationsprodukte, deren biologischen Effekte noch nicht umfassend verstanden seien, so Marc Pignitter. Kleine, dunkelfarbige Gebinde und eine Aufbewahrung im Kühlschrank können die Oxidation etwas verzögern.

Bisher versuchte man, kaltgepresstes Leinöl z. B. über die Zugabe von Antioxidantien haltbarer zu machen. Viele Studien zeigten allerdings, dass der Verzehr von synthetischen Antioxidantien gesundheitlich bedenklich ist; die Zugabe von natürlichen 1– 2 / 2 0 2 1

Bild: Adpic

Leinöl gilt aufgrund seines Reichtums an lebenswichtigen und vom Körper nicht selbst produzierbaren Omega3-Fettsäuren als sehr gesund. Das Speiseöl wird nach Anbruch aber schnell ranzig. Ein Team um den Lebensmittelanalytiker Marc Pignitter von der Fakultät für Chemie der Universität Wien präsentiert eine Methode, wie Leinöl hochwertiger und haltbarer produziert werden kann.

Leinöl ist ein hochwertiges Speiseöl, das vor Lichteinstrahlung geschützt werden sollte.

Antioxidantien wie Rosmarinextrakte verteuert hingegen die Herstellung. «Über die Verbindung von unserer Expertise in der analytischen Lebensmittelchemie und unternehmerischer Expertise im Maschinenbau haben wir einen neuen Weg für einen deutlichen Qualitätsgewinn gefunden», so der Assistenzprofessor. Im neuen Verfahren wird unter Ausschluss von Sauerstoff in einem ersten Schritt das Öl aus den Leinsamen gepresst und in einem zweiten Schritt dem Presskuchen (Rückstand nach erster Pressung) nochmals zugeführt.

«Bisher wurde der Presskuchen grossteils entsorgt oder zur Tierfütterung verwendet.

Unsere Analyse des Presskuchens hat jedoch gezeigt, dass dieser Rückstand noch wertvolle Inhaltsstoffe wie Polyphenole enthält, die bisher in der Ölproduktion nicht genutzt wurden», so der Forscher.

Polyphenole mit positiver Wirkung Polyphenole sind Antioxidantien mit besonders positiver Wirkung auf die Gesundheit und werden in dem neuen Verfahren über ein spezielles Trennverfahren in das

Leinöl überführt. Die Konzentration der Polyphenole ist damit zwölfmal höher als in einem herkömmlichen kaltgepressten Leinöl. Zudem stabilisieren die Polyphenole das Öl und sorgen nachweislich für längere Haltbarkeit.

Das dreijährige Projekt wurde unter dem Bridge-Programm der Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) initiiert und endet im September. Nun wollen die Forschenden die einzelnen Substanzen des auf neue Art gewonnen Leinöls erheben und die Geschmacks- und Gesundheitseinflüsse genauer charakterisieren. Gleichzeitig soll der Prototyp des Verfahrens im Grossmassstab getestet werden.

Kontakt Ass.-Prof. Dr. Marc Pignitter Institut für Physiologische Chemie Fakultät für Chemie Universität Wien Althanstrasse 14 A-1090 Wien +43 1 4277 70621 marc.pignitter@univie.ac.at www.univie.ac.at

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MEDIZIN

Spuren im Körper

Verursachen Proteine den Placeboeffekt?

Es ist, als käme die Heilung aus dem Nichts. Scheinmedikamente ohne Wirkstoff entfalten eine spürbare Wirkung und lindern Schmerzen. Der sogenannte Placeboeffekt wurde bislang vor allem im Zusammenhang mit Schmerzen erforscht.

Wissenschaftler untersuchten dabei vorwiegend Hirnaktivitäten. Die physiologischen Mechanismen hinter dem Phänomen sind bislang aber nur unzureichend verstanden. Nun hat ein Team um Karin Meissner vom Institut für Medizinische Psychologie der Universität München in Zusammenarbeit mit Forschenden des Helmholtz-Zentrums München den Placeboeffekt bei Übelkeit erstmals im Labor auf molekulare Mechanismen hin untersucht. Die Wissenschaftler bestätigten dabei nicht nur Symptomeffekte einer Placebo-Behandlung, sondern fanden physiologische Spuren im Blut, die sogar den Effekt selbst erklären können. «Es ist die erste Studie überhaupt, die die Methode der Proteomik, also der Erforschung aller im Körper vorkommenden Proteine, im Kontext der Placebo-Forschung einge-

Wortspielerei: Placebo und Nocebo Das Wort «Placebo» stammt aus dem lateinischen Verb «placere» (= gefallen).

«Placebo» heisst wörtlich «ich werde gefallen» (Futur). Die schriftliche Verwendung des Begriffs ist bereits seit dem 17. Jahrhundert belegt. Das Gegenteil von Placebo ist das sogenannte Nocebo.

Dieses Wort leitet sich aus «nocere» (= schaden) ab und bedeutet demnach «ich werde schaden».

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Bild: Shutterstock

Der Placeboeffekt birgt immer noch grosse Rätsel und ist ein beliebter Forschungsgegenstand in unterschiedlichen Disziplinen. Die molekularen Grundlagen dieses Phänomens sind nur unzureichend verstanden. Ein Team aus München blickte nun in die biochemischen Vorgänge des Placebos. Man mag es kaum glauben, aber sie wurden tatsächlich fündig und konnten gar bestimmte Symptome erklären. Dabei kam ihnen die Proteomik zu Hilfe.

Übelkeit im Flugzeug: Die Änderungen der Magenaktivität liessen sich theoretisch auch nach einem turbulenten Flug messen.

setzt hat», sagt Karin Meissner. «Proteomik bietet einen unvoreingenommenen Blick auf den Placeboeffekt.»

körperlicher Ebene unmittelbar untersuchen.

Schwerpunkt Übelkeit

Wenn Scheinbehandlungen trotzdem wirken

Übelkeit spielt nicht nur beim Reisen, sondern auch als Symptom im medizinischen Kontext eine wichtige Rolle, etwa als Nebenwirkung von Medikamenten und Narkosen oder in der Schwangerschaft. Bislang untersuchten Wissenschaftler vor allem den Placeboeffekt auf Schmerzen, vergleichsweise wenige Studien gibt es bislang zur Übelkeit. «Für mich ist das Symptom der Übelkeit besonders spannend, weil es mit messbaren Änderungen der Magenaktivität einhergeht», sagt Meissner.

Damit lasse sich der Phantom-Effekt auf

Die Wissenschaftler setzten zunächst hundert Testpersonen gezielt einem Übelkeitsreiz aus. Sie verwendeten dabei einen visuellen Reiz: Schwarz-weisse Streifen zogen auf einem halbrunden Bildschirm 30 Zentimeter vor den Probanden vorbei.

Anschliessend erfassten die Forschenden die Reaktion auf diesen sogenannten Vektionsreiz. Sie befragten die Probanden nach Symptomen, massen die Magenaktivität und entnahmen Blutproben für die Proteomik-Analyse. Am Tag darauf testete das Team dann in verschiedenen Studien1– 2 / 2 0 2 1

MEDIZIN

gruppen, wie die Probanden auf eine Placebo-Behandlung im Vergleich zu keiner und echter Behandlung reagierten. Bei einer echten Behandlung gegen Übelkeit stimuliert ein sogenanntes Tens-Gerät mit leichtem Strom bestimmte Akupunkturpunkte. Bei einer Placebo-Behandlung wird ein «Placebo-Punkt» entweder nur oberflächlich behandelt oder das Gerät erst gar nicht eingeschaltet.

Die Ergebnisse waren umso erstaunlicher, als sie einige Hypothesen der Literatur zum Placeboeffekt zu bestätigen scheinen, so Meissner. So konnten die Wissenschaftler bei ihrer ProteomikAnalyse spezifische Proteine finden, die mit einer schnellen Immunantwort bei Auftreten von Übelkeit in Verbindung stehen.

«Offenbar unterdrückt die Placebo-Behandlung diese schnelle Immun-Antwort», sagt Meissner. Zudem gebe es Hinweise, dass Proteine wie Neurexin oder Reelin, die für empathisches Verhalten und Bindung eine wichtige Rolle spielen, mit dem Placeboeffekt auf Übelkeit assoziiert waren. Bindungshormone können offenbar den Placeboeffekt verstärken. Das Phänomen könnte also auch eine evolutionäre Wurzel haben. «Lausen in der Gruppe stärkt im Tierreich die Bindung», sagt Meissner. Die soziale Körperpflege – so könnte man im weiteren Sinn auch die PlaceboBehandlung beschreiben – könne zu einem Anstieg bestimmter Hormone führen und damit den Effekt verstärken.

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Placebo ist vorhersagbar Generell konnte die entdeckte Proteinsi­gnatur im Blutplasma mit erstaunlich hoher Genauigkeit vorhersagen, welcher Proband oder Fueller_Schachbrett.indd 4 Probandin einen grossen Placeboeffekt entwickeln würde, so Meissner. Eine Überraschung gab es bei einem anderen physiologischen Marker, der Magenaktivität von Männern und Frauen. Übelkeit führt zu einer messbaren Veränderung der Magenaktivität. Bei Frauen normalisierte sich die Aktivität durch die PlaceboBehandlung, bei Männern nicht. «Die Gründe für diesen GeDie perfekte Pumpe für Anwendungen schlechterunterschied sind noch nicht bekannt», sagt Meissner. mit oxidierenden, reduzierenden und «Sie hängen aber möglicherweise mit einer unterschiedlichen gemischten Säuren. körperlichen Anpassung der Geschlechter an Stressreize zusammen.» Das Forscherteam sieht seine Studie insgesamt als ersten Schritt, der das grosse Potenzial des Proteomik-Ansatzes für die Vorteile: klinische Forschung bestätige.

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Originalpublikation Karin Meissner, Dominik Lutter, Christine von Toerne et al., «Molecular classification of the placebo effect in nausea», Plos One (2020); doi: https://doi.org/10.1101/2020.02.19.955740

Kontakt Prof. Karin Meissner Universität München Geschwister-Scholl-Platz 1 D-80539 München +49 172 8065542 karin.meissner@med.lmu.de www.uni-münchen.de

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MEDIZIN

Bekanntes Problem besser verstehen

Welcher Feinstaub die Lungen schädigt Eine internationale Studie unter Leitung der Universität Bern hat die Wirkung von Feinstaub aus menschlichen und natürlichen Quellen auf Lungenzellen untersucht. Für die gesundheitsschädigenden Wirkungen sind vor allem vom Menschen verursachte Luftschadstoffe, unter anderem aus der Holzverbrennung und dem Strassenverkehr verantwortlich. Dabei spielt das oxidative Potenzial der Partikel eine besondere Rolle.

Luftverschmutzung durch Feinstaub gehört neben Bluthochdruck, Rauchen, Diabetes und Übergewicht zu den fünf häufigsten Gesundheitsrisiken weltweit. Besonders gefährdet sind Kinder, Schwangere, ältere Personen sowie solche mit bestehenden Herz-Kreislauf- oder Lungen-Erkrankungen.

In der Schweiz sterben gemäss dem Bundesamt für Umwelt (Bafu) jährlich mehr als 2000 Personen vorzeitig an den Folgen der Luftverschmutzung, weltweit sind es 4,2 Millionen.

Noch wenig bekannt ist, welche PartikelEigenschaften die gesundheitlichen Schäden verursachen, und welche Signalwege in den Atemwegszellen davon betroffen sind.

Das internationale Forscherteam unter der Leitung der Lungenforscherin Marianne Geiser vom Institut für Anatomie der Universität Bern und des Aerosolforschers Josef Dommen vom Paul-Scherrer-Institut (PSI) hat erstmals aufgezeigt, dass die Zell-

Schwerwiegende Folgen: Luftverschmutzung in Europa Forschende der Universitätsmedizin Mainz und des Max-Planck-Instituts für Chemie haben 2019 eine Studie veröffentlicht, die sich mit den Folgen der Luftverschmutzung in Europa befasste: Danach sterben jedes Jahr fast 800 000 Europäer vorzeitig an Krankheiten, die durch Luftverschmutzung mitverursacht werden.

Quelle: Max-Planck-Institut für Chemie

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Bilder: zvg

Menschgemachter Feinstaub ist das Problem

Dr. Kaspar Dällenbach vom PSI bei der Analyse von Feinstaubproben.

schädigung durch Feinstaub und Entzündungsprozesse direkt miteinander verknüpft sind.

Eines der wichtigsten Abwehrsysteme der Lunge wird geschwächt, was bei einer bestehenden Lungenkrankheit zu einer Verschlimmerung führt. Zudem konnten die Forschenden nachweisen, dass die gesundheitsschädigenden Wirkungen vor allem auf Feinstaub-Emissionen aus menschlicher Quelle zurückgeführt werden können.

Der kausale Zusammenhang zwischen Inhalation von Feinstaub und gesundheitlichen Schäden ist seit langem wissenschaftlich belegt. Das bei gesunden Personen normalerweise gut ausgebildete Abwehrsystem in der Lunge sorgt dafür, dass abgelagerte Partikel möglichst rasch unwirksam gemacht und aus der Lunge entfernt werden. Können jedoch eingeatmete Partikel dieses Abwehrsystem aufgrund ihrer physikalisch-chemischen Ei-

genschaften überwinden, besteht die Gefahr, dass das Lungengewebe irreparabel geschädigt wird.

Gefährdet sind insbesondere Personen mit Asthma, Chronisch Obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) oder Cystischer Fibrose (CF). In der Studie wurde untersucht, welche Partikel-Eigenschaften für welche Schädigungen der Atemwegszellen verantwortlich sind, welchen Einfluss Feinstaubpartikel auf das zelluläre Abwehrsystem haben, und schliesslich, welche Änderungen des Abwehrsystems den Krankheitsverlauf beeinflussen.

Das oxidative Potenzial Für die Untersuchung wurde wasserlöslicher Feinstaub mit unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften aus regionalen und saisonalen Filterproben extrahiert und das sogenannte oxidative Potenzial (OP) der extrahierten Parti1– 2 / 2 0 2 1

MEDIZIN

Für höchste Prozesssicherheit bei Druck und Vakuum.

kel bestimmt. Das OP ist ein Mass für die Fähigkeit des Feinstaubes, Antioxidanten abzubauen, was zur Schädigung von Kör­ perzellen und Gewebe führen kann.

Schliesslich wurden gesunde und kranke Atemwegszellen verschiedenen Dosierun­ gen von Partikeln ausgesetzt («in vitro»).

Feinstaub fördert bakterielle und virale Infektionen Die Ergebnisse zeigten: Bei allen Zellkultu­ ren wurde ein Anstieg der Zellschädigung und gleichzeitig eine erhöhte Konzentra­ tion von Entzündungsmediatoren sowohl bei gesunden Zellen als auch denen mit Cystischer Fibrose nachgewiesen. Dabei entstand ein Ungleichgewicht in einem der wichtigsten natürlichen Abwehrsysteme in der Lunge, dem antioxidativen System.

Während bei den gesunden Zellen ein anti­ oxidativer Abwehrmechanismus das Fort­ schreiten der Entzündungsreaktionen stop­ pen konnte, reichte die Abwehrkapazität bei kranken Zellen dazu nicht aus. Dies führte zu einer erhöhten Zellsterblichkeit und somit zu einer Verschlimmerung der Krankheit. Aber nicht nur das: «Diese Re­ aktionen reduzieren auch die Fähigkeit der Atemwegszellen, auf einen nachfolgenden viralen oder bakteriellen Angriff entspre­ chend zu reagieren», erklärt Geiser.

Holz, Metall und Strasse Die Forschenden vom PSI fanden heraus, dass das OP vor allem von Bestandteilen 1– 2 / 2 0 2 1

aus der Holzverbrennung und von Metall­ emissionen aus Bremsen- und Reifenabrieb des Strassenverkehrs stammt. «In einem parallel durchgeführten Zellexperiment konnten wir erstmals zeigen, dass das oxi­ dative Potenzial gut mit den beobachteten Entzündungsreaktionen korreliert», sagt Kaspar Dällenbach vom PSI. Es zeigte sich, dass in ganz Europa die Menge des Feinstaubs und das oxidative Potenzial nicht auf dieselben Emissions­ quellen zurückzuführen sind. Daher ist an­ zunehmen, dass eine Reduktion der Men­ ge von Feinstaub allein nicht ausreicht, sondern vor allem Emissionsquellen mit hohem OP reduziert werden müssten.

Originalpublikation Z. Leni, L.-E. Cassagnes, K.R. Daellenbach, I. El Haddad, A. Vlachou, G. Uzu, A.S.H. Prévôt, J.-L. Jaffrezo, N. Baumlin, M. Salathe, U. Baltensperger, J. Dommen, M. Geiser, «Oxidative stress-induced inflammation in susceptible airways by anthropogenic ae­ rosol» Plos One (2020); https://doi. org/10.1371/journal.pone.0233425.

Kontakt Prof. Em. Dr. Marianne Geiser Institut für Anatomie Baltzerstrasse 2 CH-3012 Bern +41 31 631 84 83 marianne.geiser@ana.unibe.ch http://www.ana.unibe.ch/

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Extrahierte Feinstaubproben für die von Dr. Zaira Leni durchgeführten Zellanalysen.

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NEWS

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

Übernahmen Lonza Das Schweizer Unternehmen leitet die Veräusserung zweier Kompetenzzentren ein. Der Käufer soll der Vertragshersteller NextPharma sein. Von der Übernahme betroffen sind die Lonza-Standorte in Ploërmel (FR) und Edinburgh (UK). NextPharma kann so sein Angebot im Bereich der lipidbasierten Fertigarzneimittel erweitern. In den Kompetenzzentren sind gegenwärtig rund 390 Mitarbeitende beschäftigt. Sie bieten Expertise für orale Darreichungsformen auf Lipidbasis, inklusive Weichkapseln und flüssig gefüllte Hartkapseln für den Pharma- und Ernährungsmarkt.

Laxness Der Spezialchemiekonzern verhandelt zurzeit mit dem Desinfektions- und Hygieneanbieter Theseo über eine Übernahme. Die französische Unternehmensgruppe mit Hauptsitz in Laval ist ein führender Hersteller von Desinfektions- und Hygienelösungen in Europa und Lateinamerika. Die Produkte werden insbesondere in der Nutztierhaltung eingesetzt, um beispielsweise Krankheiten vorzubeugen oder zu bekämpfen.

Nach erfolgreichem Abschluss der Transaktion könnte Lanxess sein Angebot für den Wachstumsmarkt «Tierhygiene» deutlich ausbauen und zudem künftig auch Nahrungsergänzungsmittel für die Tieraufzucht anbieten.

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Siegfried Das Unternehmen nimmt dank der Übernahme von zwei Novartis-Produktionsstätten in Spanien eine neue Rolle ein. Im September gab Siegfried die geplante Akquisition von zwei pharmazeutischen Produktionsstätten von Novartis in der Region Barcelona bekannt. Nach der Zustimmung aller zuständigen Behörden und der Erfüllung aller weiteren Vollzugsbedingungen wurde die Akquisition am 4. Januar 2021 mit Wirkung zum 1. Januar 2021 vollzogen. Die beiden Produktionsstandorte in Barberà del Vallès und El Masnou sind eine Ergänzung zu den bestehenden Aktivitäten im Bereich Drug Products von Siegfried.

Forschung Helmholtz Ein internationales Team der Universität Barcelona, des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) und der Technischen Universität Darmstadt berichtet, wie sich effizientere und umweltschonende Kälteverfahren künftig umsetzen lassen könnten. Dazu haben sie näher untersucht, wie bestimmte Legierungen reagieren, wenn sie gleichzeitig einem Magnetfeld und einer mechanischen Belastung ausgesetzt werden. Bisher hatten sich die Forscher hauptsächlich mit dem sogenannten, schon länger bekannten «magnetokalorischen Effekt befasst, den sie beobachten,

wenn sie bestimmte Metalle und Legierungen einem Magnetfeld aussetzen: Diese Materialien ändern spontan ihre magnetische Ordnung und dabei auch ihre Temperatur.

SCNAT Übermässige Stickstoff- und Phosphoreinträge in die Umwelt schädigen Biodiversität, Wälder und Gewässer in der Schweiz massiv, verstärken den Klimawandel und beeinträchtigen die Gesundheit der Menschen. Die Emissionen stammen primär aus der Landwirtschaft und dem Verkehr. Kaum eines der vom Bundesrat verabschiedeten Reduktionsziele wurde bisher erreicht. Stickstoffemissionen verbreiten sich vor allem über die Luft. Viele Lebensräume der Schweiz sind in Folge der zu hohen Stickstoffeinträge überdüngt.

Phosphoreinträge in Gewässer wiederum erfolgen primär gelöst in Wasser oder an feste Bestandteile gebunden. In belasteten Seen besteht in der Tiefe nach wie vor Sauerstoffmangel, was die Fortpflanzung gewisser Fischarten verunmöglicht und die Gewässerqualität vieler Kleinseen beeinträchtigt.

Künstliche Intelligenz WWU Münster Im DigitalZeitalter wachsen Datenmengen exponentiell. Besonders die Anforderungen von Muster- und Spracherkennungen oder dem autonomen Fahren

übersteigen oftmals die Kapazitäten herkömmlicher Computer-Prozessoren. Wissenschaftler der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) entwickeln in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam neue Ansätze und Prozessor-Architekturen, die diesen Aufgaben gewachsen sind. Nun fanden sie heraus, dass sogenannte photonische Prozessoren, bei denen Daten mittels Licht transportiert werden, Informationen sehr viel schneller und parallel verarbeiten als elektronische Chips.

Textilien Empa Hochleistungsfasern, die hohen Temperaturen ausgesetzt waren, verlieren meist unerkannt ihre mechanischen Eigenschaften und können im schlimmsten Fall genau dann reissen, wenn Leben davon abhängen. Zum Beispiel Sicherheitsseile der Feuerwehr oder Tragseile für schwere Lasten auf Baustellen. EmpaForschende haben nun eine Beschichtung entwickelt, die die Farbe wechselt, wenn sie hohen Temperaturen durch Reibung oder Feuer ausgesetzt war. Ein Forscherteam der Empa und der ETH Zürich haben nun eine Beschichtung entwickelt, die aufgrund der physikalischen Reaktion mit Hitze ihre Farbe wechselt und so deutlich anzeigt, ob ein Seil auch zukünftig noch die Sicherheit bietet, die es verspricht.

1–2/2021

NEWS

Skans neues Logo reflektiert die Unternehmenskultur In den letzten 52 Jahren hat sich Skan vom reinen Handelsunternehmen zum Marktführer in den Bereichen Reinraumausrüstungen und Bau von Isolatoren für die pharmazeutische Industrie entwickelt. In der Vergangenheit wurde Skan teilweise als reines Maschinenbauunternehmen wahrgenommen, dabei verfügt das Unternehmen über hauseigene Forschungslabore, in denen an Dekontaminationsmethoden gearbeitet wird. Geschäftsfelder und Expertise werden stetig ausgebaut. Als letzter Zu-

wachs kam 2019 eine eigene Division für digitale Lösungen hinzu. Das Unternehmen ist auf mittlerweile 900 Mitarbeitende und fünf internationale Standorte angewachsen. Hinzu kommt, dass sich die Altersstruktur und die Dynamik im Unternehmen weiterentwickelt haben. Aus alldem ist das Bedürfnis entstanden, die Markenwerte zu schärfen und ein

frischeres sowie moderneres Erscheinungsbild zu erschaffen, das die Essenz des Unternehmens widerspiegelt.

Thomas Huber, CEO der Skan Gruppe, freut sich auf die Umgestaltung: «Wichtig war, dass der neue Markenauftritt uns als Skan widerspiegelt und unsere Verbundenheit zu den Kunden und Partnern noch mehr in den Fokus rückt. Ich hoffe, dass uns das mit dem neuen Auftritt gelungen ist.

Von Belang war ausserdem, dass der Übergang von alt auf neu sukzessive geschieht, da

wir ganz klar eine Evolution und keinen Bruch mit dem Alten anstreben.»

Die neue Wortmarke löst das bisherige Logo ab und bildet seit Anfang Januar 2021 den Auftakt für das neue Erscheinungsbild. Dieses findet seinen krönenden Abschluss in Skans neuem Hauptsitz, der Mitte des Jahres bezugsfertig sein wird. Ein neuer Webauftritt ist auch bereits in Arbeit.

Medienmitteilung Skan AG www.skan.ch

Bild: Adpic

Trotz Pandemie: KMU blicken zuversichtlich ins neue Jahr

Künftig wohl dank steigender Nachfrage nach Exportprodukten wieder mehr unterwegs: ein Lastwagen mit Container.

Der anhaltenden Pandemie zum Trotz rechnet die Mehrheit der KMU mit steigenden Exporten für die 1. Jahreshälfte 2021. Noch zuversichtlicher sind die Aussichten für das ganze Jahr, wie aus der aktuellen Umfrage von Switzerland Global Enterprise (S-GE) zur Exportstimmung hervorgeht.

Klar verbessert hat sich auch 1–2/2021

das «Credit Suisse»-Exportbarometer.

Die Exportstimmung hat gemäss der aktuellen S-GE-Umfrage, die zwischen Mitte November und Mitte Dezember durchgeführt wurde, das Niveau vor Ausbruch der Pandemie erreicht und liegt wieder klar über der Wachstumsschwelle. Gemäss der Umfra-

ge rechnen 59 Prozent der rund 200 befragten Schweizer KMU für das 1. Halbjahr 2021 mit mehr Exporten, während 27 Prozent von einer Stagnation und 14 Prozent von einem Rückgang ausgehen. Für das gesamte Jahr 2021 sind die Erwartungen noch optimistischer, insgesamt 72 Prozent der befragten KMU gehen von einer Exportsteigerung aus.

Gleichwohl wird das neue Jahr weiterhin von der Coronakrise beherrscht werden. Für 71 Prozent der befragten KMU bleiben die damit verbundenen Unsicherheiten das dominierende Thema. Der Grossteil der an der Umfrage teilnehmenden KMU kommt aus dem Industriesektor. Die Teilnehmer repräsentieren die Branchen Pharma/Chemie, Maschinenbau, Konsumgüter, Metallindustrie, Papier, Elektrotechnik, Präzisionsindustrie,

Dienstleistungen, ICT und Food.

Die positiven Aussichten bestätigt das «Credit Suisse»-Exportbarometer, das die ausländische Nachfrage nach Schweizer Produkten abbildet.

Nach dem Taucher im letzten Jahr haben sich gemäss der Credit Suisse die Perspektiven für die Schweizer Exportindustrie im Verlaufe des letzten Halbjahres wieder deutlich aufgehellt. Die Einkaufsmanagerindizes deuten darauf hin, dass sich die Stimmung in der globalen Industrie seit dem Frühjahr 2020 stark verbessert hat. Das dürfte die Nachfrage nach Schweizer Exporten im ersten Halbjahr 2021 stützen.

Medienmitteilung Switzerland Global Enterprise www.s-ge.com 27

NEWS

Bild: TU Hamburg

Hart wie ein Diamant und verformbar wie Metall

Nano-Eindruck mit erzeugten Versetzungen und Verdichtung des Superkristalls.

Smartphones mit grossflächigen Glasgehäusen und Displays überzeugen zwar optisch, sind aber auch sehr anfällig für Risse und Kratzer. Um diese Schäden künftig zu vermeiden, bräuchte es ein Material, das die Härte eines Diamanten und die Verformbarkeit eines Metalls ver-

eint. Ein Material, das dem Fund des heiligen Grals der Strukturmaterialien käme. Professor Gerold Schneider von der Technischen Universität Hamburg und weitere Hamburger Materialforscherinnen und -forscher haben nun gemeinsam mit der University of California, Berkeley ein

Hybridmaterial, einen so genannten Superkristall entwickelt, der diesem Ziel näherkommt.

Das Forschungsteam um Professor Gerold Schneider hat in Zusammenarbeit mit Kolleginnen und Kollegen vom Helmholtz-Zentrum Geesthacht und der University of California, Berkeley herausgefunden, dass sich Nanoteilchen wie Atome in einem dreidimensionalen, periodischen Gitter anordnen lassen und mithilfe von ultradünnen Schichten aus Fettsäuren aneinanderhaften. Da die Nanoteilchen aus sehr hartem Eisenoxid, einer Art Rost, und die Verbindungsschicht aus flüssiger Ölsäure bestehen, ist der Superkristall sehr hart,

gleichzeitig gut verformbar und noch dazu vollkommen umweltverträglich. Perfekt für stark beanspruchte Oberflächen.

«Plastische Verformungen von Materialien wie Kupfer, Aluminium oder Stahl sind in der Forschung längst bekannt. Dass sich dieses mechanische Verhalten auch auf hochfeste Superkristalle übertragen lässt, ist völlig neu», erklärt Diletta Giuntini, Wissenschaftliche Mitarbeiterin der TU Hamburg und mittlerweile Assistant Professor an der Technischen Universität Eindhoven.

Medienmitteilung Technische Universität Hamburg TUHH www.tuhh.de

Forschende der ETH Zürich haben mit einem Experiment untersucht, wie die ersten Schritte bei der Bildung von Aerosolen ablaufen. Ihre Erkenntnisse helfen nun, die Aerosolbildung – beispielsweise bei der Entstehung von Wolken in der Atmosphäre – besser verstehen und modellieren zu können.

Aerosole sind feinverteilte Tröpfchen oder feste Partikel in einem Gas. Wolken beispielsweise sind in der Luft verteilte Wassertröpfchen und damit ein Aerosol. Die Bildung von Aerosolen läuft in zwei Schritten ab: Zunächst bildet sich ein sogenannter Kondensationskeim. In einem zweiten Schritt kondensieren daran flüchtige Moleküle und bilden ein Tröpfchen. Kondensationskeime bestehen häufig aus anderen Molekülen als jene, die anschliessend daran kondensieren.

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Wissenschaftler unter der Leitung von Ruth Signorell, Professorin am Departement Chemie und Angewandte Biowissenschaften, haben nun neue Erkenntnisse gewonnen über den ersten Schritt der Aerosolbildung, dem Prozess der Keimbildung (Nukleation).

«Beobachtungen haben gezeigt, dass auch die flüchtigen Komponenten den Nukleationsprozess beinflussen können», erklärt Signorell. «Unklar war hingegen, wie dieser Mechanismus auf molekularem Niveau verstanden werden kann.» Denn es war bisher gar nicht möglich, die flüchtigen Komponenten während der Keimbildung experimentell zu beobachten.

Die Forschenden entwickelten ein Experiment, um die ersten Mikrosekunden des Nukleationsprozesses zu untersuchen.

Die dabei gebildeten Partikel

Bild: ETH Zürich/Ruth Signorell

Wie Aerosole entstehen

Die Experimentalanordnung in den Labors der ETH Zürich.

bleiben im Experiment während dieser Zeit unversehrt und können mittels Massenspektrometrie detektiert werden. Im Experiment untersucht haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Nukleation in verschiedenen CO2 -haltigen Gasmischungen.

Zum ersten Mal konnten sie dabei auch die flüchtige Komponente nachweisen. Dabei handelte es sich im Experi-

ment um CO2. Interessant sind die neuen Forschungsresultate unter anderem, um damit die Nukleation, ihre molekularen Mechanismen und Geschwindigkeit besser zu verstehen und auch in Modellen erfassen zu können – beispielsweise bei der Wolkenbildung in der Erdatmosphäre.

Medienmitteilung ETH www.ethz.ch 1–2/2021

NEWS

Reststoffe aus der Apfelsaftproduktion werden in Deutschland bisher meist zu Tierfutter verarbeitet. Doch aus Apfelschalen und -kernen können auch höherwertige Produkte gewonnen werden – neben Ethanol auch Essig- und Zitronensäure. Die Weiterverwendung des Apfeltresters durch Hydrolyse und Fermentation bietet für Betreiber von Saftpressen in Deutschland damit grosses Potenzial.

Bio-Ethanol, das als Grundchemikalie etwa in Desinfektionsmittel oder Biokraftstoff einsetzbar ist, wird bisher vorrangig aus Zuckerrüben und Getreide hergestellt. Der Universal-Stoff könnte künftig aber auch aus Resten der Apfelsaftproduktion gewonnen werden.

Besonders geeignet dafür ist der Apfeltrester, die festen Be-

Personalien Akademie der Naturwissenschaften Der Vorstand der Akademie der Naturwissenschaften hat Prof. Dr. Catherine Housecroft zur neuen Präsidentin der Plattform Chemie gewählt. Die Chemieprofessorin der Universität Basel engagiert sich bereits seit 2018 im Präsidium der Plattform und kennt somit auch die Plattform bestens.

Geboren in Bradford (UK), studierte sie in Durham und Cambridge Chemie. So unterrichtete und forschte sie an der University of Notre Dame (IN, USA), der University of New Hampshire 1–2/2021

standteile aus Stielen, Kernen, Fruchtfleisch und Schalen, die nach dem Pressen der Äpfel übrigbleiben. Darin enthalten sind neben Zucker auch Stärke, das Verdickungsmittel Pektin und Zellulose. Diese Stoffe können durch Hydrolyse und anschliessende Fermentation in höherwertige Produkte, wie Ethanol, aber auch Essig- und Zitronensäure umgewandelt werden. Das Problem: Bisher konnten nur geringe EthanolKonzentrationen aus Apfeltrester gewonnen werden.

Ein Team um Chemie-Professor Martin Bertau von der TU Bergakademie Freiberg hat nun ein optimiertes Verfahren vorgestellt, mit dem Ethanol mit einem Alkoholgehalt von bis zu 6 Prozent hergestellt werden kann. Um reineres Ethanol aus dem Apfeltrester herzustellen,

(USA), der University of Cambridge (UK) und ist seit 1994 an der Universität Basel tätig.

Stäubli Robotics Der Anbieter von Automatisierungslösungen beginnt das Jahr 2021 unter neuer Führung.

Christophe Coulongeat übernimmt die Robotik-Sparte von Gerald Vogt, der zum 1. Januar 2021 neuer Geschäftsführer der Stäubli Gruppe wird. In seiner neuen Funktion erhält Coulongeat auch einen Sitz im Konzernvorstand. Der gebürtige Franzose war seit 2018 bei Stäubli als stellvertretender Geschäftsbereichsleiter Robotics tätig.

Bild: TU Bergakademie Freiberg/S. Jachalke

Ethanol aus Apfeltrester

Im letzten Schritt wird die wasserhaltige Lösung aus dem Apfeltrester destilliert, so dass reines Ethanol entsteht.

hat das Wissenschaftler-Team einen alternativen Enzymkomplex eingesetzt, der aus dem Mikroorganismus Penicillium verruculosum gewonnen wird.

Wie auch andere Enzymkomplexe hat der nun erstmals für dieses Verfahren verwendete Cellulasekomplex die Fähigkeit, die langkettigen Zuckermolekü-

le in Einfachzucker zu spalten.

Werden die Einfachzucker nun mithilfe von Hefe vergärt und die wasserhaltige Lösung destilliert, erhält man das Ethanol in der gewünschten Konzentration.

Medienmitteilung Technische Universität Freiburg www.chemie.tu-freiburg.de

Bayer

Clariant

Sarena Lin wird zum 1. Februar 2021 in den Vorstand der Bayer AG berufen. Sie soll dabei die «beschleunigte Transformation» von Bayer vorantreiben. Sarena Lin (50) kommt von Elanco Animal Health Incorporated, wo sie derzeit als Mitglied des Executive Committee für die Bereiche «Transformation and Technology» zuständig ist. Zuvor arbeitete sie in leitenden Positionen unter anderem bei McKinsey und Cargill. Lin besitzt sowohl die US- als auch die taiwanische Staatsbürgerschaft. Sie spricht Englisch, Chinesisch (Mandarin) und verfügt über Grundkenntnisse der deutschen Sprache.

Das Spezialchemieunternehmen hat ab 2021 einen neuen CEO. Der Verwaltungsrat hat Conrad Keijzer zum Chief Executive Officer (CEO) von Clariant ernannt. Conrad Keijzer wird offiziell zum 1. Januar 2021 in das Unternehmen eintreten. Executive Chairman ad interim Hariolf Kottmann wird dann auf seine Position als Verwaltungsratspräsident zurückkehren. Conrad Keijzer (52) ist niederländischer Staatsangehöriger mit umfangreicher Erfahrung in der chemischen Industrie, die vor allem durch seine 24-jährige Tätigkeit beim führenden globalen Farben- und Lackhersteller AkzoNobel ersichtlich wird.

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TERMINE

Kurse, Seminare, Workshops und Messen FEBRUAR 25.–26.02.

Live Online Seminar: GMP/FDA-konforme Prüfpräparate (IMPs) (E 1) Veranstaltungsort: Internet Veranstalter: Concept Heidelberg GmbH Rischerstrasse 8 D-69123 Heidelberg info@mls-mikrowellen.de +49 6221 84 44 0 info@concept-heidelberg.de www.concept-heidelberg.de

MÄRZ 08.03.

GLP-Intensivtraining mit QS-Übungsaufgaben: Methodenvalidierung und Gerätequalifizierung unter GLP (Gute Laborpraxis) – mit Praxisteil Veranstaltungsort: Online Veranstalter: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. Varrentrappstrasse 40–42 D-60444 Frankfurt am Main +49 69 7917 0 gdch@gdch.de; www.gdch.de

09.03.

Wechselwirkungschromatographie und gekoppelte chromatographische/spektrometrische Methoden in der Polymeranalytik Veranstaltungsort: Online Veranstalter: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. Varrentrappstrasse 40–42 D-60444 Frankfurt am Main +49 69 7917 0 gdch@gdch.de; www.gdch.de

10.03.

Prüfmittelüberwachung und messtechnische Rückführung Veranstaltungsort: Online Veranstalter: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. Varrentrappstrasse 40–42 D-60444 Frankfurt am Main +49 69 7917 0 gdch@gdch.de; www.gdch.de

15.03.

18.03.

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Notfall- und Krisenmanagement bei Bränden, Explosionen, Stoffaustritten und Todesfällen Veranstaltungsort: Frankfurt am Main Veranstalter: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. Varrentrappstrasse 40–42 D-60444 Frankfurt am Main +49 69 7917 0 gdch@gdch.de; www.gdch.de GMP-Intensivtraining: Hintergründe und Essentials der GMP (Gute Herstellungspraxis) auf ­deutscher, europäischer und amerikanischer Ebene – mit Praxisteil Veranstaltungsort: Online Veranstalter: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. Varrentrappstrasse 40–42 D-60444 Frankfurt am Main +49 69 7917 0 gdch@gdch.de; www.gdch.de

25.03.

Live Online Seminar: Schlanke Qualifizierung (QV 10) Veranstaltungsort: Internet Veranstalter: Concept Heidelberg GmbH Rischerstrasse 8 D-69123 Heidelberg info@mls-mikrowellen.de +49 6221 84 44 0 info@concept-heidelberg.de www.concept-heidelberg.de

Online-Kurse und Termine Aufgrund der besonderen Lage haben Veranstalter von Messen und Kursanbieter Massnahmen ergriffen. Bei Kursen und Seminaren können die Massnahmen je nach Situation wieder ändern. Informie­ren Sie sich zur Sicherheit direkt bei den Kursanbietern. Es kann sein, dass Kurse verschoben, gestrichen oder online angeboten werden.

Stand: 28.1.2021

APRIL 12.04.

E-Learning: Big Data - Grundlagen, Methoden und praktische Umsetzung Veranstaltungsort: Online Veranstalter: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. Varrentrappstrasse 40–42 D-60444 Frankfurt am Main +49 69 7917 0 gdch@gdch.de; www.gdch.de

19.04.

E-Learning: Grundlagen der makromolekularen Chemie I: Synthese von Polymeren Veranstaltungsort: Online Veranstalter: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. Varrentrappstrasse 40–42 D-60444 Frankfurt am Main +49 69 7917 0 gdch@gdch.de; www.gdch.de

21.04.

NMR-Spektrenauswertung Veranstaltungsort: Online Veranstalter: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. Varrentrappstrasse 40-42 D-60444 Frankfurt am Main +49 69 7917 0 gdch@gdch.de; www.gdch.de

22.04.

Die Blockchain-Technologie in der Chemie­ industrie: Einführung und Anwendungsfälle Veranstaltungsort: Online Veranstalter: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. Varrentrappstrasse 40–42 D-60444 Frankfurt am Main +49 69 7917 0 gdch@gdch.de; www.gdch.de E-Learning: Chemie 4.0: Was kommt konkret auf mich zu?

Veranstaltungsort: Online Veranstalter: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. Varrentrappstrasse 40–42 D-60444 Frankfurt am Main +49 69 7917 0 gdch@gdch.de; www.gdch.de Weitere Termine finden Sie unter www.chemiextra.com bei Agenda/Veranstaltungen

1–2/2021

FIRMEN BERICHTEN

Für den Aufbau einer Covid-19-Impfstoff-Logistik

Tiefkältelager für Impfstoffe Bestimmte Covid-19-Impfstoffe wie die von BioNTech und Pfizer müssen bei mindestens –70 °C bis –80 °C transportiert und in extra eingerichteten Impfzentren vor Ort gelagert werden. Für diese anspruchsvolle Art der Tiefkältelagerung hat das Unternehmen L&R Kältetechnik ein ebenso sicheres wie flexibles und wirtschaftliches Konzept entwickelt: ein Tiefkältelager, das in einen Industriecontainer eingebaut wird.

Mit der Tiefkälte-Lagerung von sensiblen Pharmawirkstoffen und -produkten hat L&R umfassende Erfahrung. Impfseren, Blutplasma, Stammzellen, Knochenmark und biomedizinische Wirkstoffe gehören zu den Lagergütern, die in den begehbaren L&R-Tiefkältelagern bei Temperaturen bis zu –110 °C aufbewahrt werden. Solche Lager sind bei vielen Pharmaherstellern im Einsatz – unter anderem, weil sie zuverlässiger, effizienter und energiesparender sind als Labortiefkühlschränke.

Auf der Basis dieser Erfahrung hat L&R nun eine Lösung entwickelt, mit der Millionen von Impfdosen kurzfristig bei –80 °C gelagert werden können. Die Grundidee: Die –80 °C-Lagerzelle mit einem –20 °CVorraum wird zusammen mit der zugehörigen redundanten, mehrstufigen Kältetechnik in einen Industriecontainer eingebaut, um eine pharmagerechte und zugleich flexible Lagermöglichkeit zu gewährleisten.

In die 20- oder 40-Fuss-Container werden zwei Kälteanlagen installiert, die jede für sich ein dauerhaftes Temperaturniveau unterhalb von –70 Grad Celsius sicherstellen. Die Anlagen sind luftgekühlt, für den Betrieb ist also nur ein Stromanschluss erforderlich. Zudem sind sie redundant aufgebaut, so dass beim Ausfall eines Kältekreislaufs der zweite Kreislauf selbsttätig die Tiefkälteerzeugung übernehmen kann.

Eine optionale Notstromversorgung oder eine Stickstoff-Notkühlung (LN2) bieten ein nochmals höheres Sicherheitsniveau.

Die Innenausstattung des Kryo-Lagers wird den Anforderungen entsprechend angepasst. Palettenstellplätze sind ebenso möglich wie Regale und/oder Schubladen 1– 2 / 2 0 2 1

Bilder: L&R Kältetechnik

Idee: Industriecontainer

Innenansicht eines Containers: In den Lagerzellen herrschen Temperaturen von –80 °C.

für unterschiedliche Gebindegrössen. Die hoch wirksame Isolation gewährleistet einen niedrigen Wärmedurchgangskoeffizienten. Das erhöht die Temperatur-Haltedauer und senkt den Energiebedarf.

Die Tiefkältelager sind mobil Die Tiefkälte-Container entsprechen den Anforderungen der guten Herstellungspraxis (GMP). Über das Touch Panel der SiemensSPS können die Anwender die Anlage komfortabel steuern und den Prozess visualisieren. Eine Fernwartung ist ebenso möglich wie die GPS-Ortung des Containers.

Bei der Konstruktion dieser Tiefkälte-Lageranlage wurde nicht nur auf höchste Sicherheit und hohe Energieeffizienz geachtet.

Auch die weltweite Verfügbarkeit der verwendeten Komponenten spielte eine Rolle.

Die Containerbauweise schafft dabei die Voraussetzung dafür, dass die hochwertigen Anlagen mit sehr geringem Aufwand exakt dort aufgestellt werden können, wo geimpft wird. Und sie bietet noch einen anderen Vorteil: Die mobilen Tiefkältelager können über ihre Lebenszeit hinweg auch an anderen Standorten und für andere Aufgaben eingesetzt werden.

Kontakt L&R Kältetechnik GmbH & Co. KG Hachener Strasse 90 a D-59846 Sundern-Hachen +49 2935 9652 0 info@lr-kaelte.de www.lr-kaelte.de

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Bild: Shutterstock

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Mithilfe einer ausbalancierten Mischung aus Selbstverantwortung und kollegialen sowie externen Unterstützung wird ein Unternehmen widerstandsfähiger. Eine anspruchsvolle Bergwanderung versinnbildlicht dieses Prinzip des neuen Projekts.

Neue Führungskultur und gesteigerte Resilienz

Ein ungewöhnliches Projekt Wie können wir unsere Erfolge langfristig absichern? Eine Frage, die bei der Ypsomed AG der Auftakt für ein ungewöhnliches Projekt zur Weiterentwicklung der Führungskultur war. Gemeinsam mit der Step 5 AG formt das Schweizer Medizintechnik-Unternehmen proaktiv seine Zukunft. Michael Zaugg und Marcel Wiesendanger von der Ypsomed AG sowie Christoph Mahr, Managing Partner bei Step 5 AG, beschreiben den innovativen Weg des Traditionsunternehmens zu einem agilen Player.

Michael Zaugg ¹, Marcel Wiesendanger ², Christoph Mahr ³ Es war damals ein Zuckerschock für den Pharma-Markt: Als die Brüder Willy und Peter Michel aus Burgdorf vor mehr als 35 Jahren weltweit die ersten Mikro-Insulinpumpen herausbrachten, verbesserten sie damit das Leben von Menschen mit Diabetes Typ 1 weltweit. Neben den Infu­ sionssystemen spezialisierten sich die ­Gebrüder Michel seinerzeit auch auf Injektionssysteme. Im Jahr 2003 verkaufte Mitbegründer und Hauptaktionär Willy Michel

¹ Senior Vice President Human Resources (HR) bei Ypsomed AG, Burgdorf ² Head of Learning bei Ypsomed AG, Burgdorf ³ Managing Partner bei Step 5 AG, Zürich

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das Infusionsgeschäft an Roche, behielt aber das Injektionsgeschäft. Daraus entstand die Ypsomed, die seither ihre eigene Unternehmensgeschichte schreibt. Seit 2004 ist Ypsomed an der SIX Swiss Exchange gelistet und mittlerweile ins Insulinpumpen-Geschäft zurückgekehrt, seit vier Jahren auch wieder mit einer eigenen Insulinpumpe, der «mylife YpsoPump». Dabei werden die Injektionssysteme für Pharmaunternehmen wie auch die direkt vertriebenen Insulinpumpen immer digitaler und vernetzter.

Dies und die zunehmende Internationalisierung steigerten die Komplexität in Management und Produktion. Wachsender Innovationsdruck und die Markt-Nachfrage nach digitalen Gesamtlösungen sowie die Chancen datengetriebener Geschäftsmodelle erforderten von dem bislang klassi-

schen Medizinprodukthersteller neue Kompetenzen und eine viel höhere Dynamik auf allen Ebenen. Bei der bisherigen

Die Resilienz Das Wort Resilienz stammt aus dem lateinischen Verb «resilire», das mit «abprallen» übersetzt werden kann. In der Psychologie umschreibt dieser Terminus die starke Fähigkeit des Menschen, mit unglaublichen Schicksalsschlägen klar zu kommen. Diese prallen wie ein Gummiball einfach von ihm ab und tangieren ihn nicht. Den Begriff findet man auch in anderen Bereichen wie beispielsweise im Management oder in den Ingenieurwissenschaften wieder.

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Nachhaltige Transformation angestrebt

Bild: Step 5

Um eine nachhaltige Transformation anzustossen, die zu einer neuen Unternehmenskultur führt und die Resilienz der Organisation gegenüber dem künftigen Marktgeschehen steigert, entschied sich Ypsomed dazu, in der Führungskräfteentwicklung einen ungewöhnlichen Weg zu gehen – und zwar mit dem systemischen, businessnahen Ansatz von Step 5. Dieser strukturierte Ansatz der Führungskräfteentwicklung arbeitet jenseits konventioneller Standards.

Einer der wichtigsten Unterscheidungsmerkmale der Step 5 beim Führungskräftecoa-

Seit mehr als 20 Jahren unterstützt Christoph Mahr Organisationen und Menschen, die darin arbeiten, sich stetig zu entwickeln. Zusammen mit Michael Schwarz und Andreas Heckel führt er die Step 5 AG.

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Das Herzstück des Programms Bei Ypsomed steht das auf mehrere Jahre angelegte Programm, das bis heute andauert, unter dem Leitmotiv «Leading for Future» (L4F). Rund 170 Führungskräfte von Ypsomed auf sämtlichen Hierarchieebenen sind seither eingebunden. In einem Vorprojekt erarbeiteten Manager unterschiedlicher Ebenen unter interner und externer Begleitung, über welche Kompetenzen Führungskräfte bei Ypsomed im Jahr 2024 verfügen sollten.

Das so entwickelte Kompetenzmodell steht auf dem Fundament der Unternehmenswerte und der Führungsgrundsätze der Ypsomed. Insbesondere die Unternehmenswerte bilden den langfristigen Kern der Unternehmenskultur. Die Führungsgrundsätze wiederum sind im Sinne dieser Werte ausgearbeitet. Sie tragen so dazu bei, dass die Unternehmenswerte im Alltag lebendig und erlebbar sind.

Das Kompetenzmodell umfasst die drei zentralen Kompetenzkategorien: «Run Business», «Lead People» und «Develop Myself». «Run Business» umfasst strategisches Handeln, Kunden- und Ergebnisorientierung sowie Entscheidungsfindung. In «Lead People» manifestiert sich unter anderem die Anforderung an Führungskräfte, die Potenziale ihrer Mitarbeitenden zu entwickeln, die Zusammenarbeit zu fördern, professionell zu kommunizieren und den Wandel aktiv zu gestalten.

Mit «Develop Myself» sind Führungskräfte gefordert, wertorientiert zu agieren, authentisch zu handeln, Verantwortung für das Unternehmen, aber auch für sich selbst zu übernehmen und daran zu arbeiten, sich persönlich weiterzuentwickeln.

Bilder: Ypsomed

ching ist es, Lernprozesse so «hirngerecht» zu gestalten, dass sie der Natur des menschlichen Gehirns am besten entsprechen.

Relevanz der Inhalte, Autonomie und Freiwilligkeit sind nur einige Aspekte dabei, die das Lernen deutlich erleichtern, weil sie neurobiologische Belohnungsprozesse im Gehirn auslösen. Darüber hinaus soll das gesamte Programm bereits selbst Gelegenheit geben, erwünschte beziehungsweise zukünftige Führungswerte auf dem Weg zur neuen Unternehmenskultur gleich anzuwenden und zu trainieren.

Seit 2017 ist Marcel Wiesendanger Head of Learning bei Ypsomed, wo er für alle Belange der Personal-, Team- und Organisationsentwicklung zuständig ist.

Auf dieser Basis ist ein generelles Anforderungsprofil entstanden, wie Führungskräfte selbstbestimmt an ihren individuellen Entwicklungsbedarfen und -zielen lernen können.

Um den gesamten Prozess nicht nur hirngerecht, sondern vor allem so businessnah wie möglich zu gestalten, hatte jede Führungskraft zum Start des eigentlichen Projekts eine für die Organisation ohnehin bestehende Herausforderung auszuwählen, der sie sich widmen würde: eine sogenannte Business Challenge. Sie bildet das Herzstück des Step-5-Ansatzes. Als externe Interne flankiert die Step 5 die Business Challenges durch Peer Coachings, kollegialeTOSOH_Ins_58x90_4c_Layout Lern- und Reflexionseinheiten sowie Se-07:47 Seite 1 20.12.12

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Geschwindigkeit würde das Unternehmen in absehbarer Zeit an die Grenzen seines inneren Wachstums stossen.

Wer schnell auf Marktherausforderungen reagieren will, dessen Führungskräfte müssen bereit sein und gelernt haben, Eigeninitiative zu übernehmen, Verantwortung nach unten abzugeben und Aufgaben zu delegieren.

Bei Ypsomed aber fielen lange viele Entscheidungen zentral, so dass die zweite und dritte Führungsebene gar nicht rechtzeitig trainieren konnte, Verantwortung zu übernehmen. Bis ungefähr 2010 bildete die Unternehmens- und Führungskultur ein Traditionsunternehmen mit Top-DownEntscheidungen ab, während das Unternehmen sich operativ bereits dem Druck einer massiven, marktgetriebenen Transformation gegenübersah.

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

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Seit 2017 ist Michael Zaugg Senior Vice President Human Resources (HR) bei Ypsomed.

minarmodule, in denen Trainer die selbstorganisierten Lernprozesse mit Anregungen und Empfehlungen unterstützen.

Beim Peer Coaching unterstützen sich Führungskräfte gegenseitig bei der Lösung von aktuellen Problemen. Sie befeuern so den allgemeinen Lernprozess und stärken wiederum ihre eigenen Coaching-Fähigkeiten. Diese ausbalancierte Mischung aus Selbstverantwortung, Lernen mit den Kollegen und Lernen für die Organisation einerseits und der kollegialen und externen Unterstützung (Coaching, Seminare, Beratung) andererseits machen den Unterschied zu herkömmlichen Ansätzen aus.

An die Stelle von Theorievermittlung mit Frontalunterricht tritt die Praxis, die als Katalysator kollektiver und individueller Lernfortschritte wirkt und zu greifbaren, businessnahen Ergebnissen führt. Nichts bleibt theoretisch, alles lässt sich unmittelbar zur Lösung der Business Challenge anwenden,

was sich sehr förderlich auf die Lernmotivation auswirkt.

Durch die interdisziplinäre und abteilungsübergreifende Zusammensetzung der Business Challenge haben die Führungskräfte einen systemischen Blick auf die eigene Organisation. Der offene Austausch und die Peer Coachings führten dazu, dass die Führungskräfte ihre eigenen Denkmuster, ihre Rollen und Funktionen hinterfragen – ein wertvoller Prozess, sowohl für die Beteiligten als auch für die Organisation.

Durch die Phasen der Reflexion bei der kollegialen Fallbearbeitung entstehen kollektive Learning Loops, die auch zu individuellen Lernerfahrungen führen. In diesen Prozessen fungieren interne Berater aus HR sowie die Step-5-Coaches als Begleiter auf Augenhöhe und nicht mehr als Anleiter.

Vielmehr schaffen sie den Raum, moderieren vielleicht Anlaufphasen der Gruppen oder geben methodische Anregungen; die eigentlichen Lernerfolge aber entstehen in den Gruppen. Ergänzt werden diese Prozesse dann durch fortlaufende Entwicklungsgespräche zwischen Führungskräften und Mitarbeitenden, um individuelle Lernbedarfe zu ermitteln und zeitnah beispielsweise mit Seminaren zur Methodenkompetenzentwicklung zu bedienen.

Neue Routine im Führungsverhalten Da erworbenes Wissen in den Business Challenges täglich angewendet und durch Peer Coaching selbstorganisiert und damit jenseits von Laborsituationen mitten im

unternehmerischen Alltag verstärkt wird, verankert sich das Gelernte als neue Routine im Führungsverhalten und damit in der Unternehmenskultur – und fällt damit in der Organisation auf einen viel fruchtbareren Boden als in üblichen Ansätzen.

Angestrebte Führungswerte wie eine stärkere Kundenorientierung und strategisches Handeln leben die Führungskräfte konkret und täglich im Rahmen des Programms, ihr Führungsverhalten selbst erleben sie als wirkungsvoll und als positiv, denn es zeigt Ergebnisse.

Das Projekt ist auf zwei bis drei weitere Jahre angelegt und weist bereits deutliche Erfolge auf. Die Arbeitszufriedenheit hat sich erhöht, das Gesamtsystem arbeitet agiler, prozessorientierter, ist weniger störungsanfällig und damit resilienter gegenüber Veränderungen in der Zukunft.

Mehr Wissenswertes unter: https://step5.ch/ de/fuehrungs-lernen/ Kontakt Ypsomed AG Brunnmattstrasse 6 CH-3401 Burgdorf +41 34 424 41 11 info@ypsomed.com www.ypsomed.com Step 5 AG Turnersteig 5 CH-8006 Zürich +41 78 768 68 07 office@step5.ch www.step5.ch

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Edinburgh Instruments: 50 ans d’expertise en spectroscopie moléculaire

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Les limites de la Science Raman repoussées Le RMS1000 est disponible avec un microscope confocal droit ou inversé pour la Principales caractéristiques – Véritablement confocal – ouverture à positions multiples pour une haute résolution spatiale, la fluorescence et le rejet du bruit de l’arrière-plan et l’optimisation des applications – Tourelles à réseau à cinq positions– pour une résolution spectrale inégalée de < 0,1 cm–1 et une couverture de plus de 5 cm–1– 30 000 cm–1 – Deux options de spectrographes – spectrographes standard compacts ou à longue distance focale – Quatre détecteurs simultanés - il est possible d’installer jusqu’à quatre détecteurs, dont des CCD refroidis par TE à haute efficacité, des EMCCD, des InGaAs. – Mesure du déclin de photoluminescence à l’échelle microscopique, l’imagerie en temps de vie de fluorescence (FLIM) – étendez les capacités Raman à la fluorescence et au-delà

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Le RMS1000 est un microscope Raman confocal à architecture ouverte, conçu pour être adapté à toutes les applications Raman modernes de pointe. Cet outil de recherche haut de gamme a été construit sans aucun compromis, ce qui en fait un système unique en termes de spécifications et de facilité d’utilisation. D’autres applications en plus du Raman, telles que la mesure du déclin de fluorescence à l’échelle microscopique et l’imagerie en temps de vie de fluorescence (FLIM) sont possibles avec le polyvalent RMS1000.

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cartographiées avec précision. Cette information est ensuite utilisée pour la cartographie Raman en surface. Pour une représentation fidèle des données, la topographie de la surface est affichée en 3D. English version

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FORSCHUNGSWELT

Chemiker erforschen Verbrennungsprozesse

Wie Russ auf die Welt kommt Für Kaminfeger ist Russ eine Ablagerung, die weggebürstet werden muss. Für Ärzte ist Russ feiner Staub, der die Lungen schädigt. Wieder anders für Chemiker: Für sie ist Russ eine Ansammlung von kohlenstoffhaltigen Molekülen. Die so entstehenden Partikel sind das Ergebnis von komplexen Russbildungsprozessen bei einer Verbrennung. Nun haben Chemiker diesen Prozess untersucht. Die Ergebnisse könnten zu saubereren Verbrennungsmotoren führen und bei der Herstellung von Biotreibstoffen helfen.

Es mag sich überraschend anhören, doch Russ ist ein Lebenselixier der Menschheit. In den frühen Hochkulturen der Ägypter und Chinesen wurde das schwarze Kohlenstoffpulver aus der Verbrennung von Harzen und Pflanzenölen gewonnen und zu kostbaren Tinten und Tuschen verarbeitet, die der Schrift und der Kunst den Weg bahnten. Über Jahrhunderte blieb die Herstellung von erstklassigem Russ eine in vielen Spielarten erprobte Kulturtechnik. Im 19. Jahrhundert wurde Russ zu einem begehrten Grundstoff der industriellen Produktion: Aus Erdgas gewonnener «Industrieruss» dient jetzt beispielsweise als verstärkender Füllstoff für die Reifenproduktion.

Heute nimmt die breite Öffentlichkeit vor allem die problematische Seite von Russ wahr. Das Nebenprodukt aus unvollständigen Verbrennungsprozessen gilt als schmutzig und gesundheitsschädigend.

Die Weltgesundheitsorganisation hat 2012 die sehr feinen Russpartikel von Dieselmotoren als krebserregend eingestuft. Doch es gibt auch gute Nachrichten: Durch optimierte Verbrennungstechnik und Partikelfilter lassen sich die Feinstaubemissionen stark vermindern. Die Filter entfernen über 99 Prozent der Russteilchen aus den Abgasen.

Hunderte Reaktionsschritte bis zum Russteilchen «Wollen wir Russemissionen in Zukunft weiter reduzieren, müssen wir verstehen, wie Russ entsteht», sagt Dr. Patrick Hem¹ Freier Wissenschaftsjournalist im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE)

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Bilder: B. Vogel

Dr. Benedikt Vogel ¹

Bild 1: Blick in die Synchrotron-Lichtquelle am Paul-Scherrer-Institut im aargauischen Villigen: Unter den Betonplatten befindet sich der ringförmige Tunnel mit dem Beschleunigerring (gelbe Markierung). Darin kreisen Elektronen und strahlen dabei Synchrotronlicht ab, das für verschiedene Experimente genutzt werden kann.

berger, Chemiker am Paul-Scherrer-Institut (PSI) in Villigen (AG). Die Bildung von Russ während der Verbrennung ist ein komplexer Vorgang, der von der Wissenschaft noch nicht in allen Einzelheiten verstanden wird. Das hängt auch mit den sehr kurzen Zeiträumen zusammen, in denen Russ entsteht. Der Blick auf einen Dieselmotor mag das veranschaulichen: Läuft dieser mit 3600 Umdrehungen pro Minute, zündet im Zylinder das Treibstoffgemisch, dessen chemische gespeicherte Energie das Auto antreibt, 30-mal pro Sekunde. Der Verbrennungszyklus nimmt – grob betrachtet – einen Viertel dieser Zeit in Anspruch, also rund acht Millisekunden.

Bild 2: An diesem Experimentierplatz in der SLS untersucht Patrick Hemberger mit seinem Team Russbildungsprozesse. In der quer durch das Bild verlaufenden, mit silbriger Wärmedämmung verpackten Vakuumröhre wird das Synchrotronlicht zum Experiment geleitet.

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FORSCHUNGSWELT

Bild 3: Die Daten aus dem Experiment (Vordergrund) werden von Dr. Patrick Hemberger am Computer erfasst und analysiert.

die ersten ein, zwei dieser mehreren Hundert Reaktionsschritte auf dem langen Weg zum Russpartikel», sagt Hemberger.

Ganz am Anfang steht ein einfaches Molekül, wie es z. B. aus Dieseltreibstoff durch Abspaltung eines Wasserstoffatoms entsteht. Dieses Molekül oxidiert (verbrennt) entweder mit Sauerstoff – oder es sucht sich andere Reaktionspartner und wird dann zu Russ. Im zweiten Fall bindet das Russ-Vorgängermolekül in mehreren Hundert Schritten immer neue Kohlen- und Wasserstoffatome bzw. Kohlenwasserstoffmoleküle an sich. So entsteht ein Gebilde aus mehreren Tausend Atomen, das wir als Russpartikel kennen. Die wichtigsten zwei Vorgängermoleküle sind die Kohlenwasserstoffe Benzol und Naphthalin (siehe Bild 5).

Russbildung von Einzel­molekülen

Ein sehr kurzer Zeitraum – für den Russforscher aber noch immer sehr lange. Der chemische Prozess der Russbildung dauert nämlich einen Bruchteil dieser Zeit, nur wenige Mikrosekunden.

Auf diesen äusserst kurzen Zeitraum fokussieren Forscherinnen und Forscher am PSI, wenn sie die Bildung von Russ untersuchen. Heute weiss man: Der chemische Prozess der Russbildung läuft in mehreren Hundert Reaktionsschritten ab. «Wir konzentrieren uns in unserer Forschung auf

Bild: Patrick Hemberger

Bild 4: Chemiker Dr. Patrick Hemberger an seinem Arbeitsplatz in der SLS.

In einem vom Bundesamt für Energie (BFE) unterstützten Forschungsprojekt ist es den Forschern gelungen, die Eigenschaften verschiedener Russ-Vorläufermoleküle zu beschreiben und die Dauer einzelner Reaktionsschritte zu bestimmen.

Diese Untersuchungen wurden an der

Synchroton-Lichtquelle Schweiz des PSI durchgeführt, einer kreisrunden Grossforschungsanlage, deren Beschleunigertunnel einen Umfang von 288 Metern hat. Mit dem hier erzeugten Licht sind Einblicke in Gewebe und Materialien bis auf die Ebene einzelner Atome möglich. Deshalb wird die Anlage auch als sehr leistungsfähiges «Mikroskop» beschrieben, das unter anderem Versuche mit vakuumultraviolettem Licht erlaubt (siehe Kasten). Die Wissenschaftler interessierte nicht nur die Russbildung aus einzelnen Vorläufermolekülen, sondern auch das Zusammenspiel vieler Moleküle, wie es bei der Russbildung in einer Flamme zu beobachten ist.

Ein Ergebnis dieser Forschung, das hier beispielhaft genannt werden soll, bezieht sich auf die Allylradikale. Diese Kohlenwasserstoffe sind ein Zwischenprodukt des Russbildungsprozesses. In einer internationalen Kollaboration (PSI, Universität Würzburg, Universität Kiel und University of the Pacific/USA) konnten die Forscherinnen und Forscher zeigen, dass der Oxidationsprozess dieser Moleküle unter bestimmten Bedingungen weniger als 1 Millisekunde dauert. Kennen Chemiker die Reaktionsgeschwindigkeit («Ratenkonstante») eines Moleküls, können sie daraus ableiten, wie

Bild 5: Eine typische Bildungsreaktion von Russvorläufermolekülen: Sauerstoffhaltige Treibstoffabbauprodukte (C 6 H 5 O) zerfallen durch Kohlenmonoxidabspaltung (CO) zu einem 5-Ring-Zwischenprodukt (C 5 H 5 ). Letzteres reagiert zu Naphthalin (C10 H 8 ), einem typischen Russvorläufer. Durch eine Vielzahl solcher Reaktionen entsteht Russ.

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FORSCHUNGSWELT

Mikroskop für sehr kurzlebige Moleküle Die Russbildung bei einem Verbrennungsprozess geschieht in wenigen Mikrosekunden und besteht aus mehreren Hundert Zwischenschritten. Mit klassischen Spektroskopiemethoden kann man die Zusammensetzung von Gasproben bestimmen. Das gelingt jedoch nur, wenn die Stoffe stabil sind (Lebensdauer von mehr als ein paar Minuten), womit Zwischenprodukte nur indirekt nachweisbar sind. Moderne Forschungsgeräte machen es möglich, solche Entstehungsprozesse auch direkt zu beobachten. Am PSI wird dafür eine spezielle Messmethode eingesetzt: die Photoelektronen-PhotoionenKoinzidenzspektroskopie (Pepico). Pepico erlaubt die detaillierte Identifizierung von kurzlebigen Gasproben, die nur während Mikrosekunden bestehen, bevor sie zu anderen Stoffen reagieren.

Die Forscher führen ihre Experimente an der Synchrotron-Lichtquelle Schweiz (SLS) durch. Im ringförmigen Tunnel der SLS werden Elektronen beschleunigt, die dann eine spezielle Art Licht abstrahlen. Diese sogenannte Synchrotronstrahlung wird an 20 Experimentierplätzen für Untersuchungen verschiedener Art genutzt. An einem untersucht Patrick Hemberger mit seinem Team Russbildungsprozesse.

Bild 6: Mit geeigneten Messanlagen (Hintergrund) lässt sich der Russgehalt in den Abgasen von Dieselmotoren bestimmen. Die Filter stammen aus Abgasmessungen mit unterschiedlich grossem Russgehalt. Russ besteht aus einer Vielzahl von Partikeln unterschiedlicher Form und Grösse.

sich dieses im Verlauf des Russbildungsprozesses voraussichtlich weiterentwickelt.

Neue Verbrennungsmodelle Auf der Grundlage von Ratenkonstanten und weiterer Forschungsergebnisse können Wissenschaftler Modelle formulieren, welche die Russbildung mathematisch beschreiben. Diese bilden einen Mosaikstein zur Darstellung von Verbrennungsprozessen, wie Patrick Hemberger ausführt: «Unsere Modelle beziehen sich auf einzelne 38

Reaktionszwischenschritte. Bis daraus Computerwerkzeuge hervorgehen, die in der industriellen Motorenforschung eingesetzt werden können, ist noch ein sehr weiter Weg. Ein Treibstoffgemisch besteht ja aus unzähligen Molekülen, und für jedes von ihnen müssten Informationen zu Reaktionsketten und Sauerstoffkonzentrationen in das Modell einfliessen. Das Gesamtsystem müsste dann nach den Gesetzen der Strömungslehre (Fluiddynamik) modelliert werden. Das ist Zukunftsmusik. Motorenentwickler müssen daher heute noch mit stark vereinfachten Modellen arbeiten.»

Auch wenn die Grundlagenforschung am PSI nicht direkt in der Fahrzeugindustrie nutzbar ist, könnte sie mittelfristig emissionsärmere Motoren hervorbringen, wenn beispielsweise vorhandene Modelle gegen Experimente getestet und weiterentwickelt werden. Dies geschieht bereits heute in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Universität Duisburg-Essen. Hier wird die Zusammensetzung gut definierter Flammen analysiert und mit theoretischen Modellen abgeglichen. Längerfristig können Modelle so verbessert und ihre Vorhersagekraft gesteigert werden.

Stickstoff­haltige Russvorläufer Relevant sind die Erkenntnisse aus der Russbildungsforschung auch für künftige Biotreibstoffe auf der Basis von Ligninen. Ligni-

ne sind Makromoleküle, die rund 30 % der Trockenmasse von Pflanzen ausmachen.

Diese organischen Verbindungen können bei hohen Temperaturen mittels katalytischer Pyrolyse (Umwandlung unter Ausschluss von Sauerstoff) gespalten werden (das Verfahren wurde schon früher in Krisenzeiten zur Herstellung von Holzgas verwendet). Jedoch ist der Prozess bislang nicht sehr effizient und lohnt sich kaum.

Gefragt sind somit optimierte Verfahren und bessere Katalysatoren. Die Voraussetzung dafür schafft ein tiefergehendes Verständnis der zugrundeliegenden chemischen Prozesse, auf das die Forscherinnen und Forscher am PSI hinarbeiten. Auf diesem Weg könnten in Zukunft – unterstützt durch den Schweizerischen Nationalfonds (SNF) – nachhaltige Biotreibstoffe hergestellt werden. Unter Einbezug von spezifischen Katalysatoren und unter genau eingestellten Reaktionsbedingungen liessen sich ferner vielfältige Feinchemikalien produzieren, wie die beteiligten Wissenschaftler hoffen.

Mit einem neuen Forschungsprojekt sollen am PSI die Arbeiten der letzten Jahre fortgesetzt und neue Erkenntnisse gewonnen werden. Die Grundidee besteht darin, in die Betrachtung von Russbildungsprozessen neu auch Stickstoff mit einzubeziehen. Das ist eine relevante Frage, weil die für Mensch und Umwelt schädlichen stickstoffhaltigen Russvorläufer beispielsweise in der Biotreibstoffverbrennung entstehen können. Eine zusätzliche Motivation betrifft die Verbrennung von Kohlenwasserstoff/Ammoniak-Gemischen in Gasturbinen, welche weltweit vorangetrieben wird.

Dafür müssen erweiterte chemische Modelle entwickelt werden, um diesen Prozess gut beschreiben zu können.

Weitere Informationen Stephan Renz Leiter des BFE-Forschungsprogramms Verbrennungsbasierte Energiesysteme info@renzconsulting.ch

Kontakt Bundesamt für Energie Pulverstrasse 13 CH-3063 Ittigen contact@bfe.admin.ch www.bfe.admin.ch

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Bild: Universität Bern

UMWELT

Der Moossee befindet sich auf einem Naturschutzgebiet, das von stark landwirtschaftlich genutzten Flächen umgeben ist.

Ökosysteme in Seeböden geschädigt

Weiterhin ein grosses Problem: Pestizide

Als in den 1960er-Jahren in der Schweizer Landwirtschaft immer mehr Pflanzenschutzmittel eingesetzt wurden, dachte niemand daran, in Bächen, Flüssen, Seen und im Grundwasser nach entsprechenden Rückständen zu suchen. Inzwischen jedoch ist klar, welche Probleme diese Produkte in der Umwelt verursachen: So können sie bereits in kleinsten Konzentrationen Wasserlebewesen schädigen. Daten darüber, wie sich ihre Konzentrationen im Lauf der Zeit verändert haben, sind von grossem Interesse. Dabei stellen Ablagerungen am Boden von Seen ein ausgezeichnetes Umweltarchiv dar. Dank einer neuartigen Analyse von Seesedimenten, die an der Universität Bern entwickelt wurde, lassen sich nun Wissenslücken über die Verbreitung von Pestiziden schliessen.

Die Berner Umweltwissenschaftlerin Aurea Chiaia-Hernández und ihr Team nutzten für ihre Untersuchung Sedimentproben aus dem Moossee. Der kleine See in der Nähe von Bern ist typisch für viele Seen in der Schweiz, die durch die Land1– 2 / 2 0 2 1

Bilder: Universität Bern

Eine Studie der Universität Bern vom vergangenen Jahr zeigt anhand von Sedimenten aus dem Moossee im Kanton Bern, dass ein Verbot einzelner Pflanzenschutzmittel wirkt: Ihre Konzentration in der Umwelt ist gesunken.

Hingegen nimmt die Belastung durch weiterhin bewilligte Pflanzenschutzmittel stetig zu. Insgesamt belasten Pestizide den Lebensraum für Pflanzen und Tiere heute so stark wie noch nie zuvor.

Forschende der Universität Bern bei der Feldarbeit auf dem Moossee. Der Sedimentkernbohrer wird für den Einsatz am Boden des Moossees vorbereitet.

Interfakultäre Forschungskooperation Die Studie ist im Rahmen der Interfakultären Forschungskooperation (IFK) «One Health» der Universität Bern entstanden. Neun Forschungsgruppen aus drei Fakultäten untersuchen interdisziplinär, wie Umweltchemikalien die Gesundheit von Böden, Pflanzen, Tieren und Menschen beeinflussen.

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UMWELT

wirtschaft stark beeinträchtigt werden.

Obwohl unter Naturschutz, werden ihre Ökosysteme durch eine Vielzahl von Pestiziden belastet, die durch Zuflüsse oder direkt ab den Äckern eingeschwemmt werden. In einer in der Fachzeitschrift «Environmental Science & Technology» veröffentlichten Studie weisen Chiaia-Hernández und ihr Team die Belastung durch Pflanzenschutzmittel in den Seesedimenten nach – und zeigen auf, welche ökotoxikologischen Risiken durch diese Stoffe im Lebensraum am Boden von Seen entstehen. Die Forscherin am Geographischen Institut und Oeschger-Zentrum für Klimaforschung der Universität Bern setzte dabei modernste Analysemethoden ein.

Bild: A. Chiaia-Hernández

Forschende der Universität Bern entnehmen einen Seedimentkern vom Seeboden.

Pestizide bauen sich kaum ab

Bild: zvg

Die Forschenden kamen bei der Untersuchung eines 60 Zentimeter langen Sedimentkerns zu folgenden Ergebnissen: Insgesamt konnten 34 verschiedene Pflanzenschutzmittel nachgewiesen werden. Seit den 1960er-Jahren nahm sowohl die Anzahl der Pflanzenschutzmittel wie ihre Konzentration massiv zu. Bei den meisten eingesetzten Mitteln wurden die höchsten Werte in den Sedimentschichten ab Ende der 1990er-Jahre bis etwa 2010 gemessen, bei einem Viertel von ihnen stieg die Konzentration allerdings auch danach weiter an. Das gilt vor allem für Fungizide.

Seit 2002 wurde der Einsatz einzelner Produkte verboten – was sich schon wenige Jahre später an ihrer abnehmenden Konzentration in den entsprechenden Schichten nachvollziehen lässt. Doch nach wie vor lassen sich Produkte nachweisen, bei-

Aurea Chiaia-Hernández vom Geographischen Institut der Universität Bern und Oeschger-Zentrum für Klimaforschung.

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Der aufgeschnittene Sedimentkern zeigt die Schichten, die sich Jahr für Jahr auf dem Boden des Moossees abgelagert haben.

spielsweise Herbizide, die seit zehn oder gar zwanzig Jahren nicht mehr eingesetzt werden dürfen. «Wir finden diese Stoffe auch in den jüngsten Sedimentschichten – das zeigt, wie schwer abbaubar Pflanzenschutzmittel in Gewässern sind, und wie lange sie in der Umwelt verbleiben», erklärt Chiaia-Hernández.

Belastung seit 40 Jahren permanent zu hoch Die Rückstände wirken sich unter anderem negativ auf das Leben am Boden der Seen aus. Sedimente sind ein wichtiger Bestandteil von Gewässern, sie dienen vielen Wasserorganismen als Lebensraum und Laichplatz und erfüllen essenzielle Funktionen im Nährstoffkreislauf. Doch wie die Untersuchung zum Moossee zeigt, steht es um die Qualität dieses Lebensraumes schlecht. «Unsere Studie belegt, dass die Qualität der Sedimente als Lebensraum seit den 1980er-Jahren permanent ungenügend ist», sagt Aurea Chiaia-Hernández. Die grössten ökotoxikologischen Risiken gehen von Herbiziden und zunehmend von Insektiziden wie zum Beispiel Chlorpyrifos aus. Dieses Produkt wurde in der Schweiz im Juli 2020 verboten.

Räumliche Verteilung des Herbizids Metolachlor in den Oberflächensedimenten des Moossees. Rote Farbe steht für hohe Konzentration, blaue Farbe für tiefe.

Bis anhin war über die Belastung der Seesedimente durch Pflanzenschutzmittel sehr wenig bekannt – vor allem, weil es an Analysemethoden fehlte. Die Berner Studie kommt nun zum Schluss, dass das ökologische Risiko, das Pflanzenschutzmittel am Boden dieses Kleinsees darstellen, noch nie so hoch war wie heute. Die höchsten Werte wurden für die jüngsten Schichten der Seesedimente ermittelt.

Originalpublikation Aurea C. Chiaia-Hernández et al., «HighResolution Historical Record of Plant Protection Product Deposition Documented

by Target and Nontarget Trend Analysis in a Swiss Lake under Anthropogenic Pressure», Environmental Science & Technology (2020); https://doi.org/10.1021/acs. est.0c04842

Kontakt Dr. Aurea Chiaia-Hernández Universität Bern Hochschulstrasse 6 CH-3012 Bern + 41 31 631 55 18 aurea.hernandez@giub.unibe.ch www.unibe.ch

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UMWELT

Moderne Analytik zeigt verborgene Zusammenhänge

Umweltgifte beeinflussen Medikamente

Die Forschung geht zurzeit von mindestens 10 000 bis 100 000 Umweltgiften und Fremdstoffen aus, denen ein Mensch in seinem Leben ausgesetzt ist und die dieser vor allem über die Nahrung aufnimmt. «Die meisten Stoffe kann unser Körper vermutlich effektiv entgiften – doch verschiedene Verbindungen bzw. deren Kombination können die Wirksamkeit von Wirkstoffen beeinflussen», so Benedikt Warth, stellvertretender Vorstand des Institutes für Lebensmittelchemie und Toxikologie an der Fakultät für Chemie der Universität Wien und Koordinator der neu ins Leben gerufenen nationalen Forschungsinfrastruktur für Exposom-Forschung (Eirene Austria).

Spuren von Bisphenol A Dass dem so ist, zeigt ein allseits bekannter Rat in Beipackzetteln: Nach der Einnahme von Antibiotika oder Schmerzmitteln sollte man auf Alkohol verzichten. «Ethanol ist ein gut untersuchtes Zellgift, das die Wirkstoffwirkung verändern kann», so Warth. Ein weiteres prominentes Umweltgift, das praktisch jeder Mensch – in sehr geringen und normalerweise nicht besorgniserregenden Konzentrationen – im eigenen Körper hat, ist Bisphenol A (BPA).

Es hat sich gezeigt, dass die vor allem in der Kunststoffproduktion verwendete Chemikalie mit verschiedenen Anti-Krebs-Therapeutika wechselwirkt und darüber zu Medikamentenresistenz und reduzierter Wirksamkeit führen kann.

Genistein, ein aus der Sojabohne stammendes Pflanzenöstrogen und prominenter Wirkstoff in Hormonmitteln gegen Beschwerden in den Wechseljahren, kann ebenfalls verschiedene Wirkstoffe, insbe3/2021

sondere hormonrelevante Chemotherapeutika bei Brustkrebs, beeinträchtigen, wie die Forscher in ihrem Artikel ausführen. In manchen Fällen sind die Effekte negativer, in anderen Fällen durchwegs positiver Natur.

«Unter den Zehntausenden bis Hunderttausenden Molekülen, denen der Mensch ausgesetzt ist, könnten unzählige mit Medikamenten interagieren, vor allem unter bestimmten Umständen oder in kritischen Lebensphasen wie die Schwangerschaft oder Pubertät», sagt Doktorand Manuel Pristner.

«Die heutige hochauflösende Massenspektrometrie ermöglicht es uns, eine sehr grosse Zahl von Molekülen parallel zu messen. So können wir das Beziehungsgeflecht zwischen dem sogenannten Exposom, der Gesamtheit aller messbaren Umwelteinflüsse, und bestimmten Wirkstoffen künftig systematisch untersuchen», so Warth. Es gibt auch immer bessere bioinformatische Algorithmen, um die generierten grossen Datensätze auszuwerten.

Suchte die Forschung bisher sehr zielgerichtet nach der Wirkung eines bestimmten Moleküls auf etwa einen bestimmten Rezeptor und damit auf einen Wirkstoff, «können wir mit der heutigen Technologie nicht nur eine Angel, sondern ein Netz auswerfen und erstmals ein gross angelegtes Screening durchführen. Dadurch können wir auch Entdeckungen machen, an die wir durch rationale Hypothesen zuvor nicht gedacht hätten», so die Forscher.

Personalisierte Medizin Warum gewisse Wirkstoffe bei einem Menschen gut wirken und bei einem anderen Menschen weniger bis gar nicht,

Bild: Shutterstock

Körperfremde Moleküle, wie wir sie etwa über die Umwelt oder Nahrung aufnehmen, können die Wirkung von Medikamenten schwächen oder auch verstärken. Dies haben Studien zur Industriechemikalie Bisphenol A sowie zum Sojabohnen-Östrogen Genistein gezeigt. Das Zusammenwirken zwischen Umweltstoffen und Wirkstoffen wurde aber bisher nie systematisch analysiert. Ein Übersichtsartikel von Chemikern der Universität Wien schliesst nun diese Wissenslücke.

Medikamente in unterschiedlichen Farben und Formen.

kann verschiedene Gründe haben – vom Erbgut, der Ausstattung mit bestimmten Rezeptoren bis hin zur Aktivität bestimmter Enzyme oder einfach chemischer Reaktivität.

Das Zusammenwirken von Exposom und Medikamenten umfassender zu verstehen könnte helfen, Medikamente und ihre Dosis individuell abzustimmen, so dass sie besser und mit möglichst wenig bis gar keinen Nebenwirkungen wirken. Bei einer Person über ein standardisiertes Vorabscreening ihres Exposoms auf die passende Medikation schliessen zu können, sei zwar «noch Zukunftsmusik», sagt Warth, «aber der systematische Ansatz könnte bahnbrechend sein und auch schon die Wirkstoffentwicklung unterstützen.»

Medienmitteilung Universität Wien www.univie.ac.at 41

VERFAHRENSTECHNIK

Peristaltisches Abfüllen in der Biopharmazeutik

Der Anspruch auf maximale Flexibilität

Biopharmazeutika, also gentechnisch aus lebenden Zellen hergestellte Medikamente, sorgten in der Schweiz 2019 für einen Umsatz von 1,6 Milliarden Franken. Ihr Umsatzanteil am Erstattungsmarkt der Krankenkassen macht bereits 24 Prozent aus. Biopharmazeutische Produkte ermöglichen immer mehr Patienten mit meist sehr schweren Krankheiten eine Therapie.

Haupteinsatzgebiete der innovativen Medikamente sind neben immunologischen Erkrankungen und Krebs vor allem Stoffwechselerkrankungen.

Der bemerkenswerte Erfolg dieser auf kleine Stückzahlen ausgerichteten Produkte, aber auch der Wandel bei der Produktion von klassisch chemisch hergestellten Arzneimitteln hin zu immer stärker spezialisierten Nischenprodukten und damit verbunden zu kleineren Stückzahlen machen ein Neudenken der Produktionsabläufe notwendig und verändern so auch den Markt für pharmazeutische Produktionstechniken rasant und nachhaltig.

Neuartige Anlagenkonzepte Viele Anlagen spiegeln diese neue Wirklichkeit der (bio-)pharmazeutischen Produktion allerdings noch nicht wider: Der Planung und Ausrüstung der meisten Produktionsstandorte, die heute in Betrieb sind, lag noch die Idee des Blockbusters zugrunde – eines einzelnen Produktes, das in grossen Volumen und für einen längeren Zeitraum produziert wird.

In den letzten Jahren hinterlässt der Trend zu kleineren Produktionsgrössen und Mehrproduktfähigkeit jedoch auch im Anlagenbau zusehends seine Spuren: Hersteller von pharmazeutischen Produkten legen immer mehr Wert auf die Gesamt42

Bild: iStock

Neue biopharmazeutische Produkte verändern die Produktion. Die Chargen schrumpfen, wodurch schnelle Produkt- und Packmittelwechsel immer bedeutender werden. Im Fill/Finish-Bereich bieten diese Eigenschaften vor allem Systeme zur peristaltischen Abfüllung: Vollautomatische Anlagen, die auf Schlauchpumpen setzen, ermöglichen nicht nur eine schnelle Umrüstung. Sie sorgen auch für hohe Prozesssicherheit, Genauigkeit sowie eine besonders schonende Abfüllung.

Arzneimittel werden vermehrt mit biotechnologischen anstatt mit klassisch chemischen Verfahren produziert. Eine Biologin betrachtet die Kulturen auf einer Petrischale.

anlageneffektivität (Over­all Equipment Effectiveness). Dabei geraten neben wartungsbedingten Ausfällen insbesondere Stillstandszeiten für Produkt-, Chargenoder Formatwechsel in den Fokus. Was viele Produzenten heute verlangen, sind dementsprechend vor allem hohe Flexibilität und schnelle Umrüstzeiten, um einen reibungslosen Wechsel des Produktes zu ermöglichen. Dieser Trend gilt insbesondere für Lohnhersteller, deren Bedeutung auf dem Markt im Zuge der fortschreitenden Flexibilisierung von Produktionskapazitäten in den vergangenen Jahren signifikant gewachsen ist: Denn naturgemäss führen sie besonders häufig Produktwechsel durch und sind daher in besonderem Masse auf flexible Anlagen angewiesen.

«Single-Use» hat sich zu einem weiteren Schlüsselbegriff entwickelt, der mittlerweile untrennbar mit dem Fill/Finish-Bereich verbunden ist. Ermöglicht doch der Einsatz von

Einmal-Komponenten in den Produktionsanlagen die gewünschte höhere Flexibilität, da Produktwechsel schneller vollzogen werden können und lange Vorbereitungs- und Reinigungszeiten im Idealfall entfallen.

Gleichzeitig bieten Single-Use-Komponenten die notwendige Minimierung des Risikos von Kreuzkontaminationen zwischen den Produkten.

Die Nachfrage nach flexiblen Anlagen für kleine Chargen, die ganz nebenbei natürlich auch noch möglichst wenig Platz benötigen sollen, steigt seit einigen Jahren rapide an. Von diesem Trend erfasst sind alle Prozessschritte, vom Upstreaming bis hin zum Fill/Finish. Gerade die Anbieter von Abfüll- und Verschliessanlagen sind von dieser Entwicklung betroffen. Denn die neuen biopharmazeutischen Produkte werden aufgrund der auftretenden Molekülgrössen in der Regel flüssig verabreicht.

Zum Zeitpunkt der Abfüllung verfügt das 1– 2 / 2 0 2 1

Bild: NIBRT

Bild: Watson-Marlow Ltd

VERFAHRENSTECHNIK

Labormitarbeitende bereiten die noch leeren Vials für die aseptische Abfüllung vor. Vorne hängt ein Einwegbeutel mit blauer Flüssigkeit und im Hintergrund steht die peristaltische Abfülleinheit der Anlage FPC60.

Produkt dann über seinen maximalen Wert und eine mögliche Störung des Produktionsprozesses verursacht die grössten Kosten.

Flexibilität als Spezialisierung Neben Herstellern aus dem High-Speedund Grossseriensegment, die ihre Anlagen für schnellen Produkt- und Chargenwechsel umrüsten, agieren auch solche Anbieter auf dem Markt, die sich speziell auf Abfüll- und Verschliesslösungen für kleine Chargen und häufige Produktwechsel – zum Beispiel für Abfülllösungen für Phase III-Studien oder kleinere Serien – spezialisiert haben. Solche Anlagen werden bereits in ihrer Entwicklung und Konzeption auf häufige Umrüstung ausgelegt, in der Regel ohne den aufwendigen Austausch von Formatteilen. Sie bieten so von Haus aus die notwendige Spezialisierung auf maximale Flexibilität.

Vorreiter im Segment flexibler Anlagen für kleine Chargen und häufige Produktwechsel ist Flexicon Liquid Filling, ein Geschäftsbereich der Watson-Marlow Fluid Technology Group. Bereits seit 1986 ist das dänische Unternehmen mit Sitz in Ringsted in der Nähe von Kopenhagen spezialisiert auf Abfülllösungen für Pharma und Diagnostik nach dem peristaltischen Funktionsprinzip. Flexicon Liquid Filling ist Marktführer im Bereich der peristaltischen Abfüllung.

Die peristaltische Abfüllung Gegenüber anderen Pumpenarten – wie beispielsweise Kolbenpumpen – bietet 1– 2 / 2 0 2 1

Die Abfülleinheit dosiert die flüssigen Biopharmazeutika mit einer Nadel in die Vials (0,2–100 ml ± 1 %). Unmittelbar danach werden diese steril verschlossen. Die Anlage füllt und verschliesst so bis zu 2700 Vials pro Stunde.

die peristaltische Abfüllung signifikante Vorteile: Insbesondere bei häufigen Produktwechseln punkten Schlauchpumpen bauartbedingt mit hoher Reinheit dank minimalem Risiko einer Kreuzkontamination. Das Medium wird in einem geschlossenen System gefördert und kommt ausschliesslich mit einem nach USP Class 6 zertifizierten Schlauch und der Füllnadel in Berührung. Beide können problemlos mit wenigen Handgriffen ausgetauscht werden.

Durch die geringe Scherwirkung und sanfte Förderung werden auch empfindliche Produkte und lebende Zellen ohne Beeinträchtigungen verarbeitet bei einer hohen Abfüll- und Wiederholgenauigkeit von – selbst bei geringsten Mengen – bis zu 0,5 Prozent.

Flexicon Liquid Filling verfügt über eine breite Auswahl an Systemen – von manuellen Tisch-Abfüllgeräten und halbautomatischen Systemen bis hin zu vollautomatischen Abfüll- und Verschliesssystemen.

Dank kurzer Umrüstzeiten eignen sich diese für die effiziente Verarbeitung von kleinen und mittleren Chargen.

innovative System eine einzigartige dynamische Ansaugung, Erstkalibrierung ohne manuellen Eingriff und eine dynamische Rekalibrierung. Anwender können daher sicher sein, dass jedes Vial, vom Ersten bis zum Letzten, zuverlässig die festgelegten Füllparameter erfüllt. Teurer Ausschuss in der Anlaufphase nach einer Umrüstung wird so minimiert. Für eine hohe Flexibilität und einen schnellen Wechsel des Packmittels wurde das System auf alle gängigen Vialgrössen von 2R bis 100H ausgelegt.

Bei einem Wechsel zu grösseren oder kleineren Vials und Stopfen müssen am gesamten Gerät nur wenige Teile – darunter keine Formatteile – ausgewechselt werden, ohne dass Werkzeuge benötigt werden. Die Neuentwicklung eignet sich auch speziell für den Einsatz bei zu lyophilisierenden Produkten.

Als besonders kompakt konzipiertes System benötigt die Anlage nur eine geringe Stellfläche und eignet sich dank dem modularen Aufbau standardmässig zum Betrieb in einem Laminar Flow (LAF) oder Restricted Access Barrier Systeme (Rabs).

Eine Anlage nach Mass Die neue Flexicon FPC60 des Unternehmens füllt und verschliesst bis zu 2700 Vials pro Stunde und eignet sich so insbesondere für klinische Phase-II- und IIIStudien sowie kleine Serien. Sie ist modular aufgebaut, so dass jeder Arbeitsschritt des Fill/Finish-Prozesses nach den spezifischen Anforderungen ausgelegt werden kann. Dank einer optionalen, automatischen Inline-Gewichtskontrolle bietet das

Kontakt Watson-Marlow Ltd Falmouth Zürich Office Gustav-Maurer-Strasse 9 CH-8702 Zollikon +41 44 552 17 00 info.ch@wmftg.com www.wmftg.ch

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MANAGEMENT

Zu viele Tierversuche und nutzlose Tests

Das Versagen der neuen EU-Chemikalienstrategie Am 14. Oktober 2020 veröffentlichte die Europäische Kommission ihre Chemikalienstrategie für Nachhaltigkeit (im Folgenden: «Strategie») und unterzeichnete damit das Todesurteil für Millionen von Tieren in Versuchslaboratorien. Ziel dieser im Kontext des European Green Deal entwickelten Strategie ist die Gewährleistung einer sicheren und nachhaltigen Chemikalienproduktion und damit einhergehend eine giftfreie Umwelt.

Samantha Saunders, PhD 1 Ein rühmliches Ziel. Weniger rühmlich sind hingegen die Mittel zur Erreichung des Ziels. Denn ohne Umstellung auf vorrangig tierfreie Methoden zur Identifikation giftiger Chemikalien hat die Strategie Leid und Tod unzähliger Tiere durch nutzlose Tests zur Folge.

Grundpfeiler der Strategie ist der Ansatz: «eine Substanz, eine Bewertung» [1]. Im Gegensatz zum derzeitigen fragmentierten System soll künftig auf Basis eines Toxizitätsdatensatzes jede Chemikalie nur noch einmal bewertet werden. Zwar könnte dieser Ansatz Transparenz fördern und doppelte Tests vermeiden, doch würde er in seiner aktuellen Version deutlich mehr Tierversuche als bisher fordern – und das, obwohl die stark eingeschränkte Übertragbarkeit von Ergebnissen aus Tierversuchen auf den Menschen in der Wissenschaft hinreichend bekannt ist. Das Versprechen der Strategie, Substanzen mit neurotoxischen, immuntoxischen, endokrinschädigenden oder karzinogenen Eigenschaften zu identifizieren, läuft ins Leere, da es noch keine geeigneten Testmethoden gibt, um dieses Ziel zu erreichen.

Wiederholungstests mit dürftigem Ergebnis Ein besonderer Fokus der Strategie liegt in der Identifizierung und Regulierung endokriner Disruptoren. Diese Chemikalien, Tierrechtsorganisation Peta UK, Bristol

1

44

Bild: Peta US, Quelle: FSAP

Neue Strategie und altbekanntes Problem

Die Strategie verfehlt das Ziel, Tierversuche nur als letztes Mittel einzusetzen und tierfreie Methoden zu fördern: Hier ein Kaninchen im Versuchslabor.

greifen in das Hormonsystem ein und können schwere negative Auswirkungen nach sich ziehen [2]. Der vorgesehene Ansatz der Strategie, die Anforderungen an Toxizitätsdaten zu erhöhen, kann nur scheitern.

Denn es gibt schlichtweg keine validierten Methoden, um einige Wirkungsweisen endokriner Disruptoren zu identifizieren. Viele bestehende Methoden, z.B. der Hershberger-Test, der in nur 72 % der Wiederholungstests das gleiche Ergebnis liefert [3], sind von Grund auf unzuverlässig.

Der Vorschlag, «alle in der EU hergestellten oder importierten krebserregenden Sub­ stanzen unabhängig von der Menge» [4] zu identifizieren, ist gerechtfertigt und wird auch weithin unterstützt, werden dazu jedoch Nagetiere verwendet, ist das Vorhaben nutzlos. Denn der sogenannte Rodent-Cancer-Bioassay ist bereits ein halbes Jahrhundert alt und gehört zu den am

wenigsten zuverlässigen Tierversuchen, die aktuell von Regulierungsbehörden gefordert werden. In Wiederholungstests mit derselben Chemikalie liefert er in nur 57 % der Fälle gleiche Ergebnisse [5]. Wegen der Unterschiede zwischen Nager und Mensch sind zudem die Ergebnisse aus diesem Bioassay für den Menschen häufig irrelevant [6]. Ferner muss pro Test über 400 Tieren ein Leben lang, täglich und über Jahre hinweg eine Chemikalie zwangsverabreicht werden [7].

Die mangelnde Zuverlässigkeit von Tierversuchen ist nicht nur bei Karzinogenen und endokrinen Disruptoren ein Problem.

Insgesamt lässt sich eine im Tierversuch festgestellte Toxizität nur in 70 % der Fälle reproduzieren [8]. Inhärente Unterschiede zwischen den Spezies in Kombination mit unnatürlichen Bedingungen und der Gefangenschaft der Tiere im Labor [9] sorgen 1– 2 / 2 0 2 1

Bild: Peta US

MANAGEMENT

In-vitro- und In-silico-Methoden (Computermodelle) sollten kombiniert werden, um negative Auswirkungen von biologisch relevanten Dosen einer Chemikalie zu ermitteln.

dafür, dass sich die Ergebnisse aus Tierversuchen nicht zuverlässig auf Mensch oder Umwelt übertragen lassen, die sie eigentlich schützen sollen [10]. Auch können Ökotoxizitätstests an Fischen beispielsweise unmöglich die Reaktion von etwa 32 500 Fischarten in ihrem natürlichen Lebensraum vorhersagen [11]. Denn die Tests werden nur an einer kleinen Anzahl von Arten durchgeführt und die Auswahl derer erfolgt weniger nach biologischer Relevanz als aufgrund einer einfacheren Handhabung. Die daraus entstehende Ungewissheit und das mangelnde Vertrauen in ihre Ergebnisse machen Tierversuche zu einem äusserst wackeligen Fundament für eine Strategie wie diese.

EU-Kommission muss konkrete Schritte einleiten Es scheint, als würde sich die Kommission dem politischen Druck beugen und in aller Eile und auf Kosten der wissenschaftlichen Sorgfalt handeln. Stattdessen sollte die Strategie als Chance betrachtet werden, um den Umgang mit Chemikalien dahingehend zu verändern, dass Regulierungen in Zukunft auf modernen tierfreien Ansätzen basieren können. In-vitro- und In-silico-Methoden (Computermodelle) sollten kombiniert werden, um negative Auswirkungen von biologisch relevanten Dosen einer Chemikalie zu ermitteln [12].

Obwohl die Strategie von der Notwendigkeit spricht, «innovativ zu sein, um die Abhängigkeit von Tierversuchen zu reduzie1– 2 / 2 0 2 1

ren» [13], sagen Taten mehr als Worte.

Doch ohne detaillierten Plan, wie genau die selbstgesteckten Ziele tierversuchsfrei umgesetzt werden können, prescht die Kommission voraus und missachtet somit das letztliche Ziel der EU, Tierversuche ganz zu ersetzen, sowie die rechtlichen Vorgaben, Tierversuche nur als letztes Mittel einzusetzen und tierfreie Methoden zu fördern [14]. Zur Realisierung ihrer Ambitionen muss die Kommission umgehend konkrete Schritte einleiten, die eine gezielte Finanzierung, ehrgeizige zeitliche Vorgaben und eine Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Sektoren beinhalten. Nur so können für den Menschen relevante tierfreie Ansätze zur Identifizierung toxischer Chemikalien entwickelt, validiert und implementiert werden.

Ohne einen solchen Plan werden sämtliche Bemühungen für eine giftfreie Europäische Union nicht nur Millionen von Tieren das Leben kosten, sondern auch im Hinblick auf den Schutz von Mensch und Umwelt scheitern.

Literatur [1] European Commission, Chemicals Strategy for Sustainability Towards a Toxic-Free Environment – COM(2020) 667 final, Brussels 2020.

[2] R. Lauretta et al., «Endocrine disrupting chemicals: effects on endocrine glands», Front. Endocrinol. 2019;10:178.

[3] N. C. Kleinstreuer et al., «A curated database of rodent uterotrophic bioactivity» Environ Health Perspect. 2016;124(5).

[4] European Commission, Chemicals Strategy for Sustainability Towards a ToxicFree Environment – COM(2020) 667 final, Brussels 2020.

[5] E. Gottman E et al., «Data quality in predictive toxicology: reproducibility of rodent carcinogenicity experiments», Environ Health Perspect. 2005;109:509–514.

[6] A. R. Boobis et al., «Classification schemes for carcinogenicity based on hazard identification have become outmoded and serve neither science nor society», Regulat Toxicol Pharmacol. 2016;82:158–166.

[7] OECD. Test No. 451: Carcinogenicity Studies, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris, 2018.

[8] L. Meigs et al., «Animal testing and its alternatives – the most important omics is economics», Altex. 2018;35(3):275–305.

[9] G. P. Lahvis, «Point of view: Unbridle biomedical research from the laboratory cage». eLife. 2017;6.

[10] R. J. Wall, «Are animal models as good as we think?», Theriogenology. 2008; 69(1):2–9.

[11] M. C. Celander et al., «Species extrapolation for the 21st century», Environ Toxicol Chem. 2011;30(1):52–63.

[12] G. T. Ankley et al., «Adverse outcome pathways: a conceptual framework to support ecotoxicology research and risk assessment», Environ. Toxicol. Chem. 2010; (29):730–741.

[13] European Commission, Chemicals Strategy for Sustainability Towards a ToxicFree Environment – COM(2020) 667 final, Brussels 2020.

[14] Richtlinie 2010/63/EU des Europäischen Parlaments und des Rates vom 22. September 2010 zum Schutz der für wissenschaftliche Zwecke verwendeten Tiere; Rn 10, Artikel 4(1), 13(1), 47.

Kontakt Samantha Saunders, PhD Mitglied des Royal College of Veterinary Surgeons, London People for the Ethical Treatment of Animals UK +44 20 7837 6327 SamanthaSaunders@peta.org.uk peta.org.uk

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WERKSTOFFE

Werkstoffliche Leistung und grüne Technologie

Die Hightech-Kunststoffe von heute Es ist kompliziert: Zahlreiche Bilder von vermüllten Stränden haben Kunststoffe für einen nennenswerten Anteil der Bevölkerung zu einem gefährlichen Feind hochstilisiert. Dies ist aber nur eine Betrachtungsweise. Denn Kunststoffe bieten nicht nur ein breites Spektrum von Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten, sondern lassen sich weitgehend recyceln – und das in der ganz realen betrieblichen Praxis.

Bilder: MCH Messe Schweiz (Basel) AG

Die Vision weist in Richtung «grüner» Materialien: Aktuelle Hightech-Kunststoffe binden CO2 in umweltfreundlichen Textilien oder steigern die Leistungsfähigkeit von Windkraftanlagen. Medizinische Anwendungen stehen zurzeit besonders stark im Fokus: beispielsweise Hygienemasken aus Polypropylen (FFP-Masken), Schutzkleidung aus kunststoffbeschichteter Zellulose oder Spritzen, Schläuche und Beatmungsgerät-Komponenten.

Entscheidend wird es jedoch sein, einen möglichst grossen Anteil der Kunststoffabfälle als Sekundärrohstoff zu nutzen.

Nicht umsonst hat die BASF schon vor anderthalb Jahren in den norwegischen Pyrolyse- und Rohölaufreinigungsspezialisten Quantafuel investiert, um gemischte Kunststoffabfälle zu recyceln.

Wiederverwendetes Material – so gut wie das Original Eine vielversprechende Zukunftsidee besteht in der Nutzung von Steamcrackern zum Kunststoffrecycling. In diesen wohlbekannten Anlagen könnten statt Öl und Gas auch gesammelte und sortierte Kunststoffabfälle als Edukte dienen, dazu biobasierte Altmaterialien (z. B. Papier, Holz und Kleidung). Im Labor stellt man bereits aus Altpapier und Orangenschalen Materialien für den 3-D-Druck her.

Bei der grosstechnischen Verwendung von Recycling-Steamcrackern führt eine gekonnte Temperierung zum Erfolg (z. B. 850 °C, eduktspezifische Aufheizrate). Die zurückgewonnenen Kunststoffe können dann sogar dieselbe Qualität aufweisen wie die gesammelten Original-Kunststoffe.

Gekonntes Temperieren ermöglicht auch eine flexiblere Herstellung von Kunststoffverpackungen. Dabei werden auf Basis der 46

Bild 1 und 2: Sie sind eine Selbstverständlichkeit: Schläuche und Verbinder aus Kunststoff für das Labor.

keramischen Dickschichttechnologie kleine Heizelemente sehr fein gesteuert, um Kunststofffolien definiert lokal zu temperieren.

Punktgenau temperieren und Kunststoff einsparen Konkret befinden sich etwa auf der Oberfläche eines zirka 1 Millimeter starken Keramiksubstrates Heizleiterschleifen in

Form von Pixeln oder Ringelementen. Sie geben ihre Wärme beim physischen Kontakt an eine Kunststoff-Formmasse ab. In einer modernen Standardausführung weisen 40x40-mm-Heiz-Module 64 Pixel mit einer Pixelgrösse von 5x5 mm auf, angeordnet zu einem Quadrat von 8x8 Pixeln («cera2heat», Watttron, Freital).

Die Serienfertigung dieses energiesparenden und hochdynamisch regelbaren Matrix-Systems ist für 2021 geplant. Der Clou: 1– 2 / 2 0 2 1

WERKSTOFFE

Intelligente Reinraumtechnik: Luftstrom im Fokus

Selbst zu klassischen Glaspipetten – hier mit praktischer Pipettierhilfe – gibt es Alternativen: Sie sind nicht häufig anzutreffen, aber im Labor manchmal eine robuste, inerte und weniger zerbrechliche Option: Vollpipetten und Messpipetten aus Kunststoff.

Die Wanddickenverteilung eines Formteils (z. B. Joghurtbecher) wird homogener, und es kann eine dünnere Kunststofffolie für das gleiche Endprodukt verwendet werden (10 bis 30 Prozent Material- und Kostenersparnis).

In einer zweiten Ausführungsform («cera2seal») lassen sich Verpackungen für thermisch sensible Produkte versiegeln, ohne das Produkt zu beeinträchtigen (z. B. Schokolade). Auf besonders hohes Interesse trifft dieses Verfahren zurzeit bei SpoutBeuteln. Unter anderem können solche «Beutel mit Ausgiesser» nun erstmals aus Monomaterial gefertigt werden (z. B. für Blutkonserven und Pharma-Anwendungen).

Das Matrix-Verfahren («cera2heat») kann Blisterverpackungen für die Pharmaindustrie einfacher und schneller herstellen, als es klassisch mit Stempeln und hohem Werkstoffeinsatz möglich ist. Auch könnten sogar ausgesprochen unregelmässig geformte Verpackungen in einem Zug gefertigt werden. In der Elektronik dient das Temperierverfahren zur Umformung von zweidimensional auf Folie gedruckten Schaltkreisen in stabile dreidimensionale Geometrien.

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Die Beschichtung von Kunststofffolien mit Funktionsschichten spielt speziell in der Photovoltaik eine wesentliche Rolle.

Das geht zum Beispiel so: Die funktionalen Substanzen werden gelöst und das entstandene flüssige Gemisch als ein Bad bereitgestellt. Durch dieses laufen die Folien nun hindurch, wobei die funktionalen Substanzen in kürzester Zeit vernetzen und auf dem Trägermaterial haften bleiben. Gleichzeitig verdunstet das Lösungsmittel. Sie enthalten unter Umständen (und in realen Anwendungs-Beispielen) äusserst gesundheitsschädliche und beim Einatmen äusserst unangenehme Substanzen. Daher muss das Lösungsmittel abgesaugt werden.

Für einen solchen Prozess bedarf es geeigneter Reinraumtechnik, hier unter Einsatz eines Minienvironments. Im vorliegenden Beispiel wurde (entgegen der ursprünglichen Funktionalausschreibung) ein horizontaler (statt vertikaler) Luftstrom entsprechend der Foliengeometrie gewählt. Hinzu kam eine druckgeregelte Strömungsführung; diese gewährleistet in Kombination mit einer Absaugung im kritischen Prozessbereich der Folienbeschichtung im Minienvironment eine definierte Druckdifferenz zur Umgebung von ± 0 Pa.

Biologische Ozean-Sanierung So sind Kunststoffe schon heute leistungsfähig und werden mit jeder Werkstoff- und Verfahrens-Innovation noch besser.

Bei der Beseitigung von Restkunststoff könnten uns idealerweise kleine Lebewesen helfen. Man weiss beispielsweise, dass eine Mottenspezies Polyethylen mithilfe plastikfressender Bakterien verdauen kann [1].

Selbst die Entfernung des bereits in die Meere gelangten Kunststoffs erscheint jetzt möglich. Dazu könnten in Zukunft Plastik-Klärwerke mit genveränderten Kieselalgen dienen, zum Beispiel mit Phaeodactylum tricornutum. In diesen Meeresbewohner wird dazu die Bauanleitung für das bekanntermassen kunststoffzersetzende Enzym PTEase eingeschleust. Sie stammt aus einem anderen Mikroorganismus: Ideonella sakaiensis. Weil sich Ideo-

nella aber im Salzwasser nicht wohlfühlt, geht man den Umweg über die Kieselalge [2]. Insbesondere für Kleinstpartikel (Stichwort: Nanokunststoff) soll sich dieses Ozean-Sanierungs-Verfahren eignen.

Die gesamte Bandbreite der hier dargestellten Trends rund um zukunftsweisende Kunststoffe und Verfahren zu ihrer Produktion und Verarbeitung erleben die Besucher auf der diesjährigen Ilmac in Basel.

Literatur [1] O. Hollóczki, «Wieviel Plastik ist zu viel für uns?», FAZ (20.4.2019); 93: S. 11 [2] D. Moog et al., «Using a marine microalga as a chassis for polyethylene terephthalate (PET) degradation» Microb Cell Fact 18, 171 (2019); https://doi.org/10.1186/ s12934-019-1220-z Weitere Quellen sowie weiterführende Literatur zum Thema können bei der Redaktion unter redaktion@sigwerb.com angefordert werden.

Ilmac Basel 2021 Dauer: Dienstag, 19. Oktober, 9.00 bis 17.00 Uhr Mittwoch, 20. Oktober, 9.00 bis 18.30 Uhr Donnerstag, 21. Oktober, 9.00 bis 17.00 Uhr Ort: Messe Basel, Hallen 1.0 und 1.1 Veranstalter: MCH Messe Schweiz (Basel) AG info@ilmac.ch www.ilmac.ch

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VERBANDSSEITE

■ Infostelle SCV Schweizerischer Chemieund Pharmaberufe Verband Postfach 509 CH-4005 Basel info@cp-technologe.ch www.cp-technologe.ch

■ Präsident ■ Höhere Fachprüfung ■ Termine Kurt Bächtold Chemietechnologe Alle Termine online Siegfried AG, Daniel Müller anschauen: Bodenackerstrasse 15F Untere Brühlstrasse 4 www.cp-technologe.ch CH-4334 Sisseln CH-4800 Zofingen praesident@cp-technologe.ch weiterbildung@cp-technologe.ch

ZENTRALVORSTAND Offener Brief an Bundesrat Guy Parmelin Vollassoziierung der Schweiz an das europäische Mobilitätsprogramm Erasmus+ ab 2021: Unterstützung zahlreicher Berufsverbände

Die am 23. September 2020 von etlichen Jugendorganisationen und Parteien eingereichte Petition zur «Vollassoziierung der Schweiz an das europäische Mobilitätsprogramm Erasmus+ ab 2021», die offenen Briefe der Nordwestschweizer Regierungskonferenz (NWRK), des Dachverbandes Lehrerinnen und Lehrer Schweiz und dem syndicat des enseignants romands sowie der Schweizerischen Konferenz der kantonalen Erziehungsdirektoren (EDK) zeigen deutlich, dass nicht nur das Parlament, sondern auch die Schweizerische Zivilgesellschaft einen grossen Wert auf internationale Mobilität und Chancengleichheit für alle jungen Menschen in der Schweiz legt.

Nun möchten auch wir, 13 Berufsverbände, die Relevanz und Notwendigkeit der Vollassoziierung an Erasmus+ ebenfalls öffentlich unterstützen und hervorheben.

Mobilität vereinfacht den Zugang zur beruflichen Exzellenz. Die von Erasmus+ ermöglichte Mobilität für Lernende erlaubt die Vertiefung fachlicher, sozialer und sprachlicher Kompetenzen. Ausserdem unterstützt der Austausch von Lehrpersonen und Berufsbildnerinnen und Berufsbildner die Effizienz, Innovation und Qualität der Ausbildung. Laut dem Cahier Movetia stieg die Mobilität im Bereich der Berufsbildung in der Schweiz zwischen 2014 und 2019 um 264 Prozent an. Das Entwicklungspotential ist noch viel bedeutender - denn im Jahr 2019 belief sich die Mobilitätsquote auf nur 1,9 Prozent Die Teilnahme der Schweiz an strategischen Partnerschaften in der Berufsbildung hat zwischen 2014 und 2019 kaum zugenommen, da Schweizer Institutionen mit der aktuellen 48

Foto: Kurt Friedrich

Sehr geehrter Herr Bundesrat Parmelin, Sehr geehrte Damen und Herren

Werkbesichtigung anlässlich eines praktischen Werkstattkurses der CPT-Lehrlinge aus der Sektion Aargau.

Lösung nur eine untergeordnete Rolle spielen können. Durch eine offizielle Teilnahme der Schweiz am Programm Erasmus+ würden Schweizer Partner durch Erasmus+ Mittel finanziert werden und könnten eine gleichwertige Rolle spielen. Dazu muss der Zugang zum gesamten Kooperationsfinanzierungsangebot sichergestellt werden, was nur mit einer Vollassoziierung möglich ist.

Die vollständige Eingliederung der Schweiz in den europäischen Bildungsraum würde die Internationalisierung der Berufsbildung fördern. Mit einer Vollassoziierung würde das duale Schweizer Bildungssystem in Europa an Anerkennung gewinnen und die Schweiz könnte ihre Führungsposition in der Koordination von internationalen Arbeitsgemeinschaften stärken. Innovationstransfer und Austausch von Best Practices könnten gefördert und die Anzahl Mobilitäten in der beruflichen Grundbildung erhöht werden.

Die Teilnahme der Schweiz als vollwertiger Partner an Erasmus+ 2021–2027 im Bereich der Berufsbildung ist insbesondere aus folgenden Gründen enorm wichtig: 1–2/2021

VERBANDSSEITE

– Attraktivität: Die Attraktivität der beruflichen Grundbildung und der höheren Berufsbildung wird durch internationales Engagement der Berufsschulen, der Berufsverbände und der Lehrbetriebe gesteigert.

– Qualität des Unterrichts und der Lehre: Die gemeinsame Entwicklung innovativer Lernmethoden sowie der Austausch von bewährten Praktiken im pädagogischen und didaktischen Bereich verbessert die Qualität des Unterrichts und der Lehre.

– Chancen auf dem Arbeitsmarkt: Internationale Kooperation und Austauschprogramme ermöglichen den Lehrabsolventinnen und Lehrabsolventen ihre Fertigkeiten zu stärken und ihre Chancen auf dem Arbeitsmarkt zu erhöhen. Einige Einrichtungen und Unternehmen im Ausland rekrutieren ausschliesslich im formellen Rahmen des europäischen Programms.

– Europäische Netzwerke: Der Zugang zu europäischen Netzwerken und Kompetenzzentren der Berufsbildung fördert den Kompetenzerwerb und verbessert die Lehrqualität.

– Innovative und attraktive Positionierung: Durch die Internationalisierung können sich Lehrbetriebe und Berufsfachschulen als innovative und attraktive Lehrwerkstätte positionieren, zur Stärkung der Schweizer Berufsbildung beitragen und dem Fachkräftemangel entgegenwirken.

– Aktive Beteiligung: Mit der Teilnahme am Bildungsprogramm kann aktiv an der Schaffung und den zukünftigen Entwicklungen des Programms Erasmus+ 2021-2027 gemäss den Bedürfnissen der Schweizer Bildung und Wirtschaft mitgearbeitet werden.

Die Schweizer Berufsbildung ist ein wichtiger Erfolgsfaktor unserer Nation. Umso wichtiger ist es, das System weiterzuentwickeln und zu reformieren. Dazu gehört die Internationalisierung sowie Vernetzung mit verschiedenen Akteuren der Berufsbildung. Wir als Berufsverbände erkennen die Notwendigkeit der Vollassoziierung.

Wenn der Bund die Verhandlungen mit der EU für die volle Partizipation nicht aufnimmt, schwächt er auch die Attraktivität des schweizerischen Arbeitsmarktes. Deshalb fordern die unterzeichnenden Berufsverbände den Bundesrat dazu auf, die Verhandlungen für eine Vollassoziierung der Schweiz an das europäische Programm Erasmus+ mit der EU schnellstmöglich aufzunehmen.

Freundliche Grüsse Ausbildungsdelegation Information und Dokumentation EIT.swiss Florist.ch ICT Berufsbildung Schweiz Interessengemeinschaft Berufsbildung Bekleidungsgestalter/in Kaufmännischer Verband OdA AgriAliForm Schweizerische Vereinigung für die Berufsbildung in der Logistik Schweizerischer Chemie- und Pharmaberufe Verband Schweizerischer Verband für facility management und maintenance Swisstec Verein Polybau Viscom

Bild: envato

Aktuell sind die Angebote für Schweizer Akteure begrenzt. Die Schweizer Lösung bietet keinen Zugang zu Kompetenzzentren oder Unterstützungsmassnahmen für Einzelmobilität, die Kooperation und strategische Partnerschaften sind eingeschränkt und Allianzen für branchenspezifische Fertigkeiten sind nur bedingt möglich. Ohne die Erasmus-Akkreditierung ist eine langfristige Planung hochwerti-

ger transnationaler Partnerschaften und internationaler Aktivitäten unmöglich. In der Schweiz steht für die Unterstützung politischer Reformen kein Budget zur Verfügung, wodurch der Wissenstransfer und der Dialog über Kenntnisse im Schul- und Bildungsbereich sowie Initiativen im Bereich Innovation und Entwicklung somit nicht ausreichend gefördert werden können.

Lehrlinge werden an Air-conditioning-Maschinen ausgebildet.

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PRODUKTE

Energiesparen mit intelligenter Vakuumtechnik

Die Cobra NX 0950 A Plus ist die zweite Vakuumpumpe der neuen Plus-Serie, die Busch Vacuum Solutions auf den Markt gebracht hat.

Dabei handelt es sich um eine trockene, also ölfreie Vakuumpumpe, die druckgeregelt oder mit konstanter Drehzahl äusserst energieeffizient arbeitet. Die Cobra Plus kann somit ein gewünschtes Saugvermö-

gen bei vorgegebener Drehzahl exakt einhalten oder das vorgegebene Vakuumniveau unabhängig von sich ändernden Prozessbedingungen akkurat aufrechterhalten. Die Vakuumpumpe hat ein breites Einsatzspektrum in Anwendungen, wo trockene Vakuumtechnik gefordert wird, eine selbstständige und bedarfsabhängige Steuerung gewünscht und wo zuverlässig und somit effizient Vakuum generiert werden soll.

Durch die variable Drehzahl deckt die Vakuumpumpe den Leistungsbereich von 200 bis 950 Kubikmeter Saugvermögen pro Stunde ab und erreicht einen Enddruck von bis zu 0,01 Millibar. Alle Betriebsdaten werden permanent aufgezeichnet und gespeichert. Diese können direkt auf dem integrierten

Grossformat-Vollsichtbrille mit maximalem Sichtfeld

Die neue, grossformatige Goggle­ Gear 6000 von 3M bietet ein grosses Sichtfeld und hohen Tragekomfort. Mit der «3M Scotchgard»-Anti­ kratz- und Antibeschlag-Beschich­tung ist die sportlich gestylte Vollsichtbrille auch für besonders fordernde Arbeitsumgebungen geeignet.

Anwender, die ihre eigene Brille unter dem Augenschutz tragen möchten, benötigen dazu grossformatige Modelle. Die Vollsichtbrille bietet genug Platz für die meisten Korrekturbrillen. Von dem extrabreiten Sichtfeld und dem optimierten Komfort profitieren jedoch nicht nur Brillenträger. Der ergonomische und besonders weiche Brillenrahmen umschliesst das Gesicht angenehm weit. Das verbindet den zuverlässigen Augenschutz mit einem komfortablen, dichten Sitz der

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Schutzbrille auch über längere Zeiträume hinweg.

Alle Modelle der Schutzbrillenserie sind mit einer indirekten Belüftung ausgestattet, um ein Beschlagen zu verhindern. Praktisch und hygienisch: Das abnehmbare, extrabreite Kopfband aus einem Nylon-Textil oder wahlweise aus Neopren vereinfacht die Reinigung. Erhältlich ist die Serie im trendigen Design und vier Rahmenfarben (schwarz, limettengrün, blau und rot) sowie wahlweise mit klaren oder grau getönten Scheiben.

Die Anti-Beschlag-Beschichtung erfüllt die Anforderungen an die Beschlagbeständigkeit gemäss Kennzeichnung K und N der EN166.

Diese Eigenschaft bleibt auch nach mehr als 25-maligem Reinigen der Brille mit Wasser voll erhalten. Zudem absorbieren die Polycarbonat-Scheiben 99,9 % der UVA- und UVB-Strahlung.

3M (Schweiz) GmbH Eggstrasse 91 CH-8803 Rüschlikon +41 44 724 90 90 innovation.ch@mmm.com www.3mschweiz.ch

Display abgerufen oder über ein Modbus TCP/IP Client/Server-Protokoll übertragen werden. Eine externe Steuerung der Vakuumpumpe über einen PC ist dadurch möglich.

Somit ist diese neue Vakuumpumpe von Busch bereit für die Industrie 4.0.

Grundsätzlich ist der Betrieb der Cobra Plus in zwei verschiedenen Modi möglich. Direkt auf dem Display kann durch eine intuitive Menüführung zwischen dem Betrieb mit konstanter Drehzahl oder der Druckregelung gewählt werden. Welche der beiden Betriebsarten die geeignete ist, hängt von der Anwendung ab. Ist beispielsweise ein gleichbleibendes Saugvermögen für einen Prozess notwendig, kann dieses über den Betriebsmodus «konstante Drehzahl»

eingestellt und jederzeit wieder geändert werden.

Die Vakuumpumpe basiert auf der bewährten Schrauben-Vakuumtechnologie von Busch. Das betriebsmittelfreie Funktionsprinzip ermöglicht den Verzicht auf Öl oder anderen Betriebsmittel bei der Vakuumgenerierung. Deshalb eignet es sich besonders für Anwendungen, bei denen ein Kontakt zwischen Betriebsmittel und Fördermedium vermieden werden soll oder Reinraumbedingungen erfüllt werden müssen.

Busch AG Waldweg 22 CH-4312 Magden +41 61 845 90 90 info@buschag.ch www.buschvacuum.com

Ein robuster und vielseitiger Elementaranalysator

Der neue Elementaranalysator Elementrac ONH-p 2 eignet sich zur Messung von Sauerstoff-, Stickstoff- und Wasserstoffkonzentrationen in anorganischen Proben wie Stahl, Eisen, Kupfer oder Keramiken. Die nachweisstarken NDIR und Wärmeleitdetektoren erfassen zuverlässig Elementkonzentrationen vom niedrigen ppm-Gehalt bis in den hohen Prozentbereich. Dank der neuartigen Probenschleuse mit gepulster Kammerspülung und senkrechtem Fallkanal ist eine anwenderfreundliche und komfortable Analyse von stabförmigen, granularen oder pulverförmigen Proben mit einer Einwaage von bis 2 Gramm problemlos möglich.

Der Analysator lässt sich für die Bestimmung nur eines Elementes (O, N oder H) sowie als Multielementanalysator (ON, OH, NH, ONH) konfigurieren. Sauerstoff wird hierbei als CO2 in bis zu zwei Infrarotmesszellen, Stickstoff und Wasserstoff in elementarer Form in einer Wärmeleitfähigkeitszelle bestimmt.

Der Elementaranalysator verwendet einen ON-Modus mit Helium (optional Argon) als Trägergas und einen OH-Modus mit Trägergas Stickstoff, um die Vorteile der sensitiven Wärmeleitfähigkeitszelle für Stickstoff und Wasserstoff zu nutzen.

Die für den Betrieb notwendigen Chemikalien und Filter sind benutzerfreundlich auf der Frontseite des Geräts angeordnet und lassen sich im Routinebetrieb hinter einer abnehmbaren Tür verbergen. Diese Anordnung reduziert den Zeitaufwand für Wartungen deutlich und erhöht die Anwenderfreundlichkeit.

Eltra GmbH Retsch-Allee 1–5 D-42781 Haan +49 2104 2333 400 info@eltra.com www.eltra.com

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PRODUKTE

Differenzkalorimeter für anspruchsvolle Analysen

Die neue Modellreihe dynamischer Differenzkalorimeter Nexta DSC von Hitachi High-Tech Analytical Science eignet sich für Analysen in der Materialentwicklung und der Qualitätskontrolle. Mit dieser neuen Serie erweitert Hitachi HighTech sein umfangreiches Angebot an leistungsstarken Geräten für die thermische Analyse und bietet Laborbetreibern und Herstellern eine weitere Option für äusserst genaue, tiefgehende DSC-Analysen.

Die optionale «RealView»-Funktionseinheit überträgt in Echtzeit die Bilddaten der Probe während der DSC-Messung. Sie zeigt die sichtbaren Veränderungen, die eindeutig mit dem entsprechenden DSCSignal verknüpft werden können.

Dank dieser zusätzlichen visuellen Informationen lassen sich Veränderungen der physikalischen Eigenschaften leichter identifizieren und die Ergebnisse aus der Analyse besser interpretieren. Dies ist insbesondere bei Fehleranalysen, Analysen von Fremdpartikeln oder der Ursachenfindung bei ungewöhnlichen Ergebnissen von grossem Nutzen. Mit der hochauflösenden Kamera – dem zentralen Element des RealView-Systems – können die Proben auch bei tiefen Temperaturen bis –50 °C beobachtet werden.

Eine mobile Prozessanlage auf Rädern

Mit dem Venilus Pilot bringt Romaco Innojet die erste mobile Prozess­ anlage für den Pilotmassstab auf den Markt. Die Prozessanlage eignet sich sowohl fürs Labor als auch zur Herstellung kleinerer Chargengrössen im Pilotmassstab. Das Anlagendesign mit nur einer Sprühdüse erleichtert die Durchführung von Scale-up-Prozessen.

Bei der ergonomischen All-in-oneLösung wurden sämtliche Komponenten in ein cGMP-gerechtes Anlagenkonzept integriert. Das umfasst neben dem Prozessbehälter und der Steuerung auch die Lufttechnik mit allen Filter-, Heiz- und Kühlelementen. So ausgestattet kann die kompakte Anlage in jeder Umgebung schnell und leicht angeschlossen und in Betrieb genommen werden. Sie ist auf Rädern montiert und passt durch jeden

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Standardtürrahmen. Je nach Kundenwunsch kann sie frei im Reinraum platziert oder in die Wandsysteme integriert werden.

In der Standardausführung kann die Anlage für die Prozesse Granulation, Coating und Trocknung von Partikeln mit einer Grösse ab 10 μm bis 2 mm eingesetzt werden. Sie eignet sich daher ebenso gut für Laboranwendungen wie zur Herstellung kleinerer Produktionschargen mit einem Volumen von vier bis 25 Litern. Auch Hotmelt-Rezepturen lassen sich schnell und leicht realisieren. Hierfür muss lediglich das mobile Hotmelt-System Innojet IHD 5 vorgeschaltet werden. So ist die cGMP-gerechte Technologie insbesondere für Pharma- und Lebensmittelproduzenten interessant, die ihre Rezepturen verbessern und ihre Prozesse optimieren wollen: zum Beispiel durch eine Geschmacksmaskierung mit Hotmelt-Coating.

Romaco Holding GmbH Am Heegwald 11 D-76227 Karlsruhe +49 721 4804 0 info@romaco.com www.romaco.com

Beide Nexta DSC-Modelle bieten dank ihrem besonderen Ofendesign und den neu entwickelten Sensoren eine äusserst hohe Sensitivität bei gleichzeitig einzigartiger Wiederholgenauigkeit der Basislinie. So können selbst bei Substanzen, die in komplexen Materialen nur in Spuren vorliegen, kleinste thermische Ereignisse sicher ermittelt und isoliert werden.

Das Nexta DSC600 verfügt über einen neu entwickelten Thermosäulen-DSC-Sensor, der die hohe Empfindlichkeit und Auflösung ermöglicht, die für die Entwicklung immer neuer Materialien und immer detaillierterer Fehleranalysen notwendig sind. Auch das Nexta DSC200 ist mit einem optimierten Sensor ausgestattet und bietet hohe Empfindlichkeit und Stabilität.

Beide Modelle verwenden einen

neu ausgelegten Erwärmungsofen, der eine Basislinienwiederholgenauigkeit von ± 5 µW ermöglicht.

So ist sichergestellt, dass Materialspuren bei anspruchsvollen Anwendungen in der Forschung und Entwicklung oder bei der Ein- und Ausgangskontrolle von Produkten mit der notwendigen Zuverlässigkeit und Präzision detektiert werden können.

Hitachi High-Tech Analytical Science Wellesweg 31 D-47589 Uedem +49 2825 9383 0 contact@hitachi-hightech.com https://hha.hitachi-hightech.com

Messgaspumpen mit Gleichstromantrieben

Die verschiedenen Baureihen der Messgaspumpen von Bühler Technologies sind seit Langem ein wichtiges Herzstück vieler Gasanalysensysteme. Ihre robuste Bauweise und solide Materialbeständigkeit sind die Basis für Langlebigkeit und geringe Betriebskosten. Im Rahmen der Produktpflege sind nun auch die Varianten mit Gleichstrom­ antrieben mit einem Schutzgehäuse in der Schutzklasse IP 20 erhältlich.

Die beiden Grundversionen P1.1 und P1.1E sind für den Einsatz in Normalatmosphäre bestimmt. Sie eignen sich für den direkten Einbau in stationäre oder mobile Analysensysteme. Die P1.1E verfügt über ein belüftetes Gehäuse mit der Schutzart IP 20 und kann «stand alone» eingesetzt werden. Die P1.1 hat einen offenen Elektromotor

und entspricht der Schutzart IP 00.

Die Typen P1.2 und P1.2E eignen sich zur Förderung brennbarer Gase der Gerätegruppen II, Gerätekategorie 3G, Explosionsgruppe IIB und Temperaturklasse T4. Dies umfasst eine grosse Gruppe von Gasen mit brennbaren Bestandteilen und Lösungsmitteln. Beispiele sind methanhaltige Gase wie sie im Biogas vorkommen oder Ethanol haltige Prozesse. Die Atex-Kennzeichnung lautet II 3G/- c IIB T4.

Für die Zulassungsbereiche Atex, IECEx und FM C-US ist die Type P1.3 vorgesehen. Sie steht mit verschiedenen Zündschutzkennzeichnungen zur Verfügung.

Alle Baureihen sind optional mit einem integrierten By-Pass-Ventil im Pumpenkopf erhältlich. Damit lässt sich der Förderstrom auf das tatsächlich benötigte Volumen einstellen, zusätzliche Regler werden nicht mehr benötigt.

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