ChemieXtra 6/2020

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Juni 2020

Offizielles Organ des Schweizerischen Chemie- und Pharmaberufe Verbandes

DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR DIE CHEMIE- UND LABORBRANCHE

CUMULUS® FTC

Prozesse und Reaktionen effizient kühlen mit tiefkalt verflüssigtem Stickstoff

Schnell, flexibel und präzise

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PanGas AG Industriepark 10, CH-6252 Dagmersellen, Telefon 0844 800 300, Fax 0844 800 301, contact@pangas.ch, www.pangas.ch

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EDITORIAL

«Roboter» übernehmen die Forschung Abenteuerlich stellten sich die Menschen Künstliche Intelligenz (KI) vor. Anfänglich geisterten noch menschenähnliche Roboter (russisch für Arbeiter) durch die Fantasien der Leute und hatten ihr Biotop in Film und Literatur.

Längst sind Roboter in der industriellen Produktion integriert, indem sie die repetitive Arbeit übernommen haben.

Die aktuellen Entwicklungen bei den KI haben aber mit diesen mechanischen Wunderwerken nur noch wenig zu tun. Die neuesten Systeme sind selbstlernend und werden immer mehr in der Forschung selbst eingesetzt. Sie haben auch optisch nichts mehr mit «Robotern» zu tun und unterstützen die Arbeit in der Chemie-, Biotechund Pharmaindustrie.

Durch die Corona-Krise hat der Rückgang der Umweltverschmutzung gezeigt, wie stark wir die Umwelt strapazieren. Gerade die Luftqualität wurde kurzfristig merkbar besser. Jetzt erstaunt eine Studie des Max-Planck-Instituts für Chemie, die berechnet hat, dass die Luftverschmutzung die Lebenserwartung der Menschen im globalen Durchschnitt stärker verringert als Infektionskrankheiten oder andere Herz-KreislaufRisikofaktoren, wie etwa das Rauchen. Die Forscher sprechen gar von einer drohenden «Luftverschmutzungspandemie».

Ch romat ogra phie

P or eng r öße

Eine der häufigsten Quellen für unsere schlechte Luft ist das Heizen oder Kühlen.

Die Hochschule Luzern hat durch ein Forschungsprojekt nachgewiesen, dass mit der Bündelung thermischer Netze im Schweizer Gebäudepark viel ökologischer und nachhaltiger geheizt oder gekühlt werden könnte – ein Beitrag für bessere Atemluft.

Naturwissenschaftler sind in der Regel gewohnt, mit negativen Resultaten umzugehen. Umso mehr werden positive Resultate gefeiert. Gerade die Forschung um die Multiple Sklerose (MS) ist immer wieder mit Rückschlägen konfrontiert, und trotzdem wird nicht aufgegeben. Vieles deutet bei dieser heimtückischen Krankheit darauf hin, dass die Ernährung eine zentrale Rolle spielt. In kleinsten Schritten weiss man immer mehr über MS. So wurde festgestellt, dass kurzkettige Fettsäuren über Darmbakterien das Immunsystem beeinflussen. Die Forschenden setzen deshalb Propionsäure als Nahrungsergänzungsmittel ein.

Der menschliche Forschungsdrang ist nach wie vor ungebremst. Wir wünschen

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beim Lesen über diese Forschungen viel Vergnügen.

Alexander Jegge

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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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FOKUS

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Was die Künstliche Intelligenz kann

Die Technologie ist über 60 Jahre alt und erlebt seit einigen Jahren einen fortwährenden Hype. Denn sie hat sich dank dem «Deep Learning» stark weiterentwickelt und offeriert Forschenden und auch der Industrie neue Möglichkeiten mit dem Umgang von Daten.

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CHEMIE Totalsynthese von Kugelfischgift

Den Knochen beim Wachsen zusehen

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Dank den Fortschritten in der Schlaganfalltherapie überleben immer mehr Patienten. Es steigt dadurch aber auch die Zahl derer, die nach einem Schlaganfall mit bleibenden Behinderungen leben müssen. Somit kommt der Rehabilitation eine wachsende Bedeutung zu.

IMPRESSUM

Die Fachzeitschrift für die Chemie- und Laborbranche

Erscheinungsweise 10 × jährlich Jahrgang 10. Jahrgang (2020) Druckauflage 10 900 Exemplare WEMF / SW-Beglaubigung 2019 10 005 Exemplare Total verbreitete Auflage 2 280 Exemplare davon verkauft

Geschäftsleiter Andreas A. Keller

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IN KÜRZE

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NEWS

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TERMINE

BIOWISSENSCHAFTEN Beziehungsstörung führt zu Zellschäden

Internet www.chemiextra.com

ERNÄHRUNG Ernährung steuert die Multiple Sklerose

In Japan gilt Kugelfisch als besondere Delikatesse, zum Gaumen­k itzel kommt dabei ein Nervenkitzel, denn der Fugu enthält Tetrodotoxin, ein starkes Nervengift. Japanische Forscher haben dieses Gift neu darstellen können.

ISSN-Nummer 1664-6770

MEDIZIN Wie weiter nach einem Schlaganfall?

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LABOR

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

Anzeigenverkaufsleitung Thomas Füglistaler

Abonnemente +41 41 711 61 11 info@sigwerb.com www.chemiextra.com

Anzeigenverkauf SIGImedia AG Jörg Signer Alte Bahnhofstrasse 9a CH-5610 Wohlen +41 56 619 52 52 info@sigimedia.ch

Druck Procom SA Via Industria Casella postale 104 CH-6934 Bioggio +41 91 605 19 82 www.procom-sa.ch

Jahresabonnement Schweiz: CHF 38.00 (inkl. Porto/MwSt.) Jahresabonnement Ausland: CHF 58.00 (inkl. Porto)

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

Copyright Zur Veröffentlichung angenommene Originalartikel gehen in das ausschliessliche Verlagsrecht der SIGWERB GmbH über.

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Redaktionelle Mitarbeit Alexander Jegge Dr. Kurt Hermann

Copyright 2020 by SIGWERB GmbH, CH-6302 Zug

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FIRMEN BERICHTEN

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Beschäftigungseffekte der Pharmaindustrie

Eine einfache und schlanke ERP-Lösung

Der Wunsch, alle Betriebsabläufe lückenlos in einem ERPSystem zu erfassen, lässt sich in der Praxis oft nicht so einfach umsetzen. Häufig hapert es an bestimmten Schnittstellen. Dass es aber doch möglich ist, zeigt das Beispiel eines Herstellers aus der Lebensmittelindustrie.

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MANAGEMENT

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VERFAHRENSTECHNIK Vernetztes Heizen mit Abwärme

PUBLIREPORTAGE Rohrverschraubung der neusten Generation

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FORSCHUNGSWELT Dem Rätsel der Materie auf der Spur

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UMWELT

WERKSTOFFE VERBANDSSEITEN SCV-Informationen

Luftverschmutzung schädlicher als gedacht

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemie und der Universitätsmedizin Mainz haben in einer neuen Studie berechnet, dass Luftverschmutzung die Lebenserwartung der Menschen im globalen Durchschnitt stärker verringert als Infektionskrankheiten.

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PRODUKTE

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LIEFERANTEN­ VERZEICHNIS

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ZUM TITELBILD

05.05.20 09:24 09:38 18.05.20

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FOKUS

Sinnvoller Einsatz ist gefragt

Was die Künstliche Intelligenz kann

Roger Bieri Geht es nach Prof. Wolfgang Wahlster, einem emeritierten Professor für Künstliche Intelligenz und Initianten des deutschen Zukunftsprojektes «Industrie 4.0», wird im Zusammenhang mit KI die menschliche Intelligenz stark unterschätzt. «Wir sind noch Lichtjahre von der menschlichen Intelligenz entfernt», betonte der Informatiker in einem Interview mit Robert Thielicke, Chefredaktor der «Technology Review». 1 Die Künstliche Intelligenz ist nicht mit der menschlichen vergleichbar. Sie kann zwar vieles besser als der Mensch, aber sie braucht dazu oft viel mehr Unterstützung, Energie und vor allem Daten.

Viele Anwendungen mit klaren Grenzen Künstliche Intelligenz kann Expertenwissen in einigen Bereichen ersetzen. Beispielsweise wird die Maschine immer besser darin, komplexe Massenspektren zu interpretieren und macht in dieser Hinsicht einen promovierten Chemiker ein Stück weit überflüssig. Nicht nur die Analytiker unter den Chemikern profitieren von der Künstlichen Intelligenz, sondern auch die Synthesechemiker. Gerade die aufwendigen Totalsynthesen von Naturstoffen würden wohl mit einer ausgefeilten KI erfolgreichere Resultate liefern, als sie dies heute tun.

Weitere Beispiele für den Einsatz von selbstlernenden Systemen sowohl für das Während des «CeBit future talk» 2017

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Labor als auch für die Fertigung lesen Sie im Artikel «Intelligent trainiert – Sprint zum Neuprodukt» ab Seite 5.

Die Alltagsintelligenz eines Menschen hingegen scheint für die Technologie unerreichbar schwierig zu sein. Zum Beispiel ist sie nicht in der Lage, einen einfachen Witz zu verstehen. Gerade wenn Emotionen eine Rolle in der Entscheidungsfindung oder in der Ausführung von intellektuellen Aufgaben spielen, ist die maschinelle Intelligenz hilflos verloren. Sie erkennt in Sekundenschnelle menschliche Emotionen und kann diese sofort richtig einordnen, aber ein Zusammenspiel von Gefühl und Vernunft ist ihr unbekannt. Viele Tätigkeiten – sei es im Privaten oder im Beruf – setzen aber solche schwer fassbare Mechanismen voraus.

Zögerliches Verhalten der Unternehmen Gerade KMU zögern aber bei der Einführung von KI-Anwendungen oder generell bei der Implementierung neuer Digitalisierungslösungen. Einerseits geben die Firmen mangelnde IT-Kenntnisse der Mitarbeitenden und andererseits Bedenken in Bereichen wie Datenschutz und Datensicherheit als Grund für ihr zögerliches Verhalten an.

Das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO hat nach der Meinung von über 300 Unternehmen gefragt. Dabei haben zurzeit rund 16 Prozent der Unternehmen Anwendungen zu KI im Einsatz. Die grosse Mehrheit hat also noch keine intelligenten Systeme, die sie im Ar-

Bild: Shutterstock

Die Technologie ist über 60 Jahre alt und erlebt seit einigen Jahren einen fortwährenden Hype. Denn sie hat sich dank dem «Deep Learning» stark weiterentwickelt und offeriert Forschenden und auch der Industrie neue Möglichkeiten mit dem Umgang von Daten. Was kann die Künstliche Intelligenz (KI) aber wirklich und wie dient diese Entwicklung der Chemie- und Pharmaindustrie? Die Fokus-Artikel dieser Ausgabe widmen sich diesen Fragen. Hier lesen Sie eine kurze Einführung zu diesem breiten Themenbereich.

Die berühmte Skulptur «Le Penseur» oder zu Deutsch «Der Denker» vor dem Musée Rodin in Paris. Sie steht sinnbildlich für die menschliche Vernunft und Schöpfungskraft.

beitsalltag unterstützen. Dennoch informiere sich momentan etwas mehr als ein Drittel (35 %) ausführlich über Künstliche Intelligenz, schreiben die Autoren der Studie (siehe Seite 7).

KI und Wissensmanagement Von den selbstlernenden Systemen könnte künftig auch die Pharmaindustrie stärker profitieren. Denn sie könnte das Verfahren für die Arzneimittelzulassung verkürzen.

Dank der Analyse der Daten mithilfe umfassender KI-Anwendungen wird das gesamte Prozedere beschleunigt und gleichzeitig transparenter. Zu diesem Schluss kommt das Unternehmen Mindbreeze, welches sich auf KI-basiertes Wissensmanagement in der Pharmaindustrie spezialisiert hat (siehe Seite 8).

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Bilder: Endress+Hauser

FOKUS

Bild 1: Konnektivität allgegenwärtig: Alle wichtigen Informationen über den Zustand von Geräten einer Anlage oder eines Prozesses werden über verschiedene Endgeräte zugänglich (z. B. Smartphone).

Selbstlernende Systeme von Forschung bis Fertigung

Intelligent trainiert – Sprint zum Neuprodukt In der Chemie-, Pharma- und Biotech-Branche helfen selbstlernende Systeme, ganz unterschiedliche Aufgaben zu lösen. Sie sagen die komplexen Eigenschaften von noch gar nicht existenten chemischen Verbindungen wie beispielsweise Katalysatoren oder von Werkstoffen voraus – und sorgen auf diese Weise für eine höhere Produktivität sowohl im Forschungslabor als auch in der Produktion.

Im Forschungslabor erdenkt selbstlernende Künstliche Intelligenz (KI) neue Kristalle. Teilweise kennt man sie noch nicht, doch sollten sie nach Berechnungen thermodynamisch stabil sein. Die Kristalle können zum Beispiel zu neuartigen Katalysatoren oder Werkstoffen führen. Auf diese Weise hat man an der Universität Basel aus rund zwei Millionen Berechnungen 90 unbekannte Kandidaten herauskristallisiert, zum Teil mit exotischen elektronischen Eigenschaften. Damit kann die Aufgabe des Werkstoff-Designs für viele Verbindungsklassen bzw. für gewünschte Eigenschaften mithilfe von KI-Trainingseinheiten dramatisch beschleunigt werden.

Auf dem Gebiet der Krebsforschung schmieden Pharmaunternehmen bereits engere Allianzen mit IT-Spezialisten. Ein aktuelles Beispiel betrifft eine spezielle Immuntherapie im Bereich von Kopf-Hals-Karzinomen und Eierstockkrebs.

Mit einem KI-basierten Vorhersagesystem wählt man dabei patientenspezifische Krebszellmutationen als Ziele aus und 6/2020

Bild 2: Der Tablet-PC, spezielle Modelle auch für explosionsgefährdete Bereiche wie etwa Ex-Zone 2 (Field Expert, Endress+Hauser, Reinach), eignet sich für die Verwaltung von Feld­ instrumenten während ihres gesamten Lebenszyklus.

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FOKUS

Bild 3: Industrieller Tablet-PC und Internet-­ anwendung auf einer Brownfield-Anlage (Alt-Anlage mit heterogenem, teilweise analogem Equipment).

baut dementsprechend spezifische Gensequenzen in virale Vektoren ein. Diese führen letztlich, im Sinne der personalisierten Medizin, eine für den einzelnen Pa­ tienten massgeschneiderte Immunreaktion gegen seine Tumorantigene herbei.

KI für Polymer-Rezepturen Anderenorts dient KI zur Erweiterung des Produktangebots von Präpolymeren, konkret: massgeschneiderte Polyurethan-Systeme von Lanxess. Das Unternehmen hat bereits Erfahrungen bei der Optimierung von Glasfasern gewonnen. Die Entwicklungszeit für die dafür benötigten Rezepturen soll sich auf die Hälfte reduzieren.

Nun erweitert man den KI-Einsatz auf viele Präpolymere und verbessert ihre Rezepte. Die Härte, Reissfestigkeit oder Vis­ kosität der Polymer-Vorprodukte haben Chemiker zuvor aus Wissen und Erfahrung abgeleitet. Nun erhalten sie Unterstützung von KI-Systemen, die für die bestehende Rezeptur-Datenbank weitere Datenpunkte auf der Grundlage empirischer Messdaten hinzufügen. Diese zusätzliche Hilfe scheint das Forscherteam rasch als unverzichtbar angenommen zu haben, zumal sich die Rezepturen gleichzeitig bereits auf den Herstellungsprozess hin optimieren lassen.

KI für eine frühe Abschätzung der Käse-Qualität Im Prozess selbst hat Künstliche Intelligenz bereits eine hohe Bedeutung. Die Voraussetzung schaffen die Sensoren und Systeme von heute, denn sie alle liefern neben dem eigentlichen Messwert weitere Informationen oder Parameter aus dem Gerät bzw. aus dem Prozess. Die Fortschritte in der Mikroelektronik (höhere Rechenleis6

tung, kleinerer Stromverbrauch) erlauben, diese Daten auszulesen und zu verwerten.

Bei den Geräten kann es sich um Durchfluss-, Füllstands-, Druck- und Temperatursensoren, chemische Analysensysteme und vieles mehr handeln.

Bildet sich in einem Flüssigkeitsbehälter Schaum auf dem Medium oder Ansatz an der Radarantenne? Kommt es im Inneren des Messrohres eines Durchflussmessgeräts zu Korrosion, Abrasion oder Belagsbildung? Die Geräte erkennen es selbst (z. B. Heartbeat-Technologie, Endress+Hauser); zudem können alle Signale heutzutage in eine Cloud hochgeladen werden (z. B. via Netilion IIoT, Endress+Hauser). Praktisch alle modernen Geräte bringen die notwendige Konnektivität mit und lassen sich damit ohne weiteres einbinden. Das trifft darüber hinaus, unter Verwendung von geeigneten Adaptern und/oder sogenannten «Edge Devices», selbst auf das meist ältere Equipment zu.

So weit zu den Voraussetzungen – die Künstliche Intelligenz im eigentlichen Sinne kommt bei der Weiterverarbeitung der vielen Informationen ins Spiel. Denn hier können selbstlernende Systeme Muster «sehen» und erkennen dann, ob sich ein Prozess in ruhigem Gewässer befindet oder aus dem Ruder läuft.

Was bedeutet das alles für den Betreiber einer Anlage? Dazu ein Beispiel: Mit speziellen Apps (z. B. für Netilion IloT) schafft er sich die Möglichkeit zur vorausschauenden Wartung seiner Messtechnik. So erhält er etwa in Echtzeit ein Bild vom Zustand all seiner pH-Sensoren.

Anbieter von Messtechnik und Instandhaltungskonzepten bringt die Künstliche Intelligenz womöglich noch näher an ihre Kunden heran. Eine aktuelle gemeinsame Entwicklung von Endress+Hauser und einem Lebensmittelhersteller betrifft ein aufgeschäumtes Käseprodukt. Mithilfe mehrerer Messgrössen sowie Signalen aus verschiedenen Messgeräten soll die finale Produktqualität bereits im laufenden Prozess abgeschätzt werden, als Ergänzung der Kontrolle durch den Menschen.

Den Schlüssel bilden gerade die «sekundären» Messgrössen. Man arbeitet bei der Lösung mit Sensordatenfusion, das heisst, die Messwerte eines Massendurchflussmessgeräts werden mit jenen eines Druckmessgeräts verarbeitet. Daneben zieht

Bild 4: Bei bestehenden (Alt-)Anlagen wird die volle Konnektivität über Adapter und Edge Devices hergestellt.

Bild 5: In Chemie- und Pharmaindustrie lassen sich Reinräume in ein ganzheitliches ­A nlagenkonzept integrieren und profitieren dann von allen Vorteilen einer konsequenten Geräteüberwachung, vorausschauenden Instandhaltung und Anlagensteuerung.

man sämtliche Messwerte entlang dieses Produktionssegments heran – insgesamt an die 20 Messgrössen, darunter Massefluss, Temperatur, Druck, Dichte, Viskosität.

Die Fähigkeit des verwendeten Coriolis-Instruments, grössere Gasblasen zu detektieren, gibt beispielsweise Aufschluss über die Homogenität des Produkts.

KI für eine höhere Produktivität Nicht ganz verstummt sind indessen gelegentliche Unkenrufe, die modernen Technologien hätten die Produktivität gar nicht so stark vorangebracht. Dass das Gegenteil der Fall ist, zeigen die obigen Beispiele und viele mehr.

Ilmac Lausanne 2020 Dauer: Mittwoch, 7. und Donnerstag, 8. Oktober 2020 Öffnungszeiten: 9 bis 17 Uhr Ort: Expo Beaulieu Lausanne, Halle 7 Veranstalter: MCH Messe Schweiz (Basel) AG info@ilmac.ch www.ilmac.ch

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FOKUS

Künstliche Intelligenz

Was Unternehmen von KI halten

«Künstliche Intelligenz» oder kurz KI verändert die Arbeits- und Lebenswelt. In der Politik werden gerne Wettbewerbsvergleiche zwischen den führenden Industrienationen angestellt, in der Forschung neue Initiativen und Projekte gefeiert und in Talkshows bunte Zukunftsszenarien autonom agierender Anwendungen skizziert.

Was dabei oft vergessen wird: Künstliche Intelligenz ist kein neues Phänomen, sondern hat bereits Einzug in die Praxis vieler Unternehmen gehalten.

Das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO hat in einer aktuellen Studie untersucht, inwieweit KI in Unternehmen in Deutschland bereits eingesetzt wird, welche Auswirkungen von KI auf Organisation, Personal und Führung zu erwarten sind und welche Konzepte und Strategien Unternehmen verfolgen, die bereits KI-Anwendungen implementiert haben. «Wir waren erstaunt, wie viele Unternehmen bereits KI-Anwendungen sehr erfolgreich im Einsatz haben», sagt Studienautor Thomas Meiren und ergänzt: «Die Resonanz der Unternehmen hat gezeigt, dass es sich lohnt, sich einfach zu trauen, Dinge auszuprobieren. Alle der befragten Unterneh-

Datenschutz und Datensicherheit Zweifel an der Sicherheit ist ein Grund, weshalb Unternehmen bei der Einführung von KI-Anwendungen zögern. In der Schweiz unterstützt das «Nationale Zentrum für Cybersicherheit» die Bevölkerung sowie die Wirtschaft bei der Cybersicherheit. Die Melde- und Analysestelle Informationssicherung (Melani) stellt den Angelpunkt dieses Zentrums dar.

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Bild: Fraunhofer IAO

Wie kommt Künstliche Intelligenz (KI) in der Unternehmenspraxis an? Welche Potenziale versprechen sich Unternehmen davon, welche Auswirkungen erhoffen und fürchten sie und wo werden KI-Technologien schon in der Praxis eingesetzt? Diese und weitere Fragen zu den Potenzialen und Auswirkungen von KI hat das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO auf Basis einer Befragung untersucht.

Die 309 befragten Unternehmen über ihre Erfahrungen mit Künstlicher Intelligenz.

men, die KI-Technologien einsetzen, profitieren davon. Oft genügen anfangs auch kleine Lösungen, die grosse Wirkung entfalten.»

Expertenbefragung und Fallbeispiele Kernbestandteil der Studie bildet eine schriftliche Befragung, an der sich insgesamt 309 Unternehmen beteiligt haben.

Ein besonderes Augenmerk gilt dabei den 49 Betrieben, die bereits Anwendungen zu Künstlicher Intelligenz im Einsatz haben und in einem gesonderten Fragebogenteil über ihre Praxiserfahrungen berichtet haben. Ergänzt wird die Breitenerhebung durch Interviews mit ausgewählten Expertinnen und Experten aus Wirtschaft und Gesellschaft sowie drei Fallbeispielen aus Unternehmen unterschiedlicher Branchen und Grössenordnungen.

Unternehmen erhoffen sich Produktivitätssteigerungen Die Studie zeigt, dass das Thema KI eine grosse Rolle in den Unternehmen spielt: 75 Prozent der befragten Betriebe beschäftigen sich derzeit mit Fragestellungen

zu Künstlicher Intelligenz und 16 Prozent haben bereits eine praktische KI-Anwendung im Einsatz. Unternehmen erwarten von KI in erster Linie einen Beitrag zu Produktivitätssteigerung.

Hindernisse werden in den Bereichen Datenschutz und Datensicherheit, dem Fehlen massgeschneiderter Lösungen und den hohen Kosten zur Einführung gesehen. Sämtliche befragten Unternehmen, die bereits über praktische Erfahrungen mit Künstlicher Intelligenz verfügen, bescheinigen ihren jeweiligen Anwendungen einen hohen Nutzen.

Kontakt Michaela Friedrich Service Engineering Fraunhofer IAO Nobelstrasse 12 D-70569 Stuttgart +49 711 970 2219 michaela.friedrich@iao.fraunhofer.de www.iao.fraunhofer.de

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Bild: Shutterstock

FOKUS

Suchmaschinen, die nicht nur Muster, sondern auch Bedeutungen von Inhalten sinnvoll erkennen und strukturieren können, reduzieren den Aufwand für die Informationsbeschaffung bei Audits.

Von der Forschung bis zur Medikamentenzulassung

KI-basiertes Wissensmanagement Gerade in einer Branche wie der Pharmaindustrie, die dermassen von verfügbarem Know-how in Datenform abhängig ist, spielt intelligentes Wissensmanagement eine immer wichtigere Rolle. Künstliche Intelligenz (KI) vereinfacht und beschleunigt die Forschung und das administrativ aufwendige Zulassungsverfahren. Dadurch werden die Prozesse nicht nur schneller, sondern auch transparenter und somit verlässlicher.

Damit Patienten von neuen Behandlungsmöglichkeiten profitieren können, ist medizinische Forschung erforderlich. Gerade im Bereich Forschung und Entwicklung spielen Daten eine äusserst wichtige Rolle.

Studien- und Testergebnisse, Informationen über Wirkstoffe oder Experimente sowie Expertenmeinungen – Pharmaunternehmen verfügen über unzählige und immer weiter steigende Datenmengen.

Lediglich mit zielgerichteter und effizienter Bereitstellung der gerade benötigten Informationen lassen sich Innovationen vernünftig vorantreiben.

Suchmaschine erkennt Bedeutung Durch das Erkennen von Mustern und Bedeutungen der Inhalte stellen Suchmaschinen wie «Insight Engines» auf Knopfdruck entsprechende Informationen zu wissenschaftlichen Arbeiten, Reports sowie Studien bereit und sorgen gleichermassen dafür, dass entsprechende Experten auf dem Gebiet schnell gefunden werden.

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Eine «Insight Engine» durchsucht also die Informationen des Unternehmens. Dabei wendet es mehrere Technologien gleichzeitig an. Sie kann die Daten umfassend abbilden, stark relevante Verknüpfungen werden neben kontextbezogenen Informationen angezeigt. Diese Kontexte ermittelt die Suchmaschine zusätzlich mit einer unabhängigen Analyse. Bei der Recherche verwendet der Anwender die natürliche Sprache. Das System liefert so passende Ergebnisse, indem es beispielsweise auf Konkretisierungen explizit eingehen kann.

Schnellere Zulassungen für Medikamente Neue Medikamente erfordern umfangreiche Zulassungsverfahren. Im Hintergrund steht die Pflicht, die Beschaffenheit, Qualität und Reinheit des Medikaments zu überprü6/2020

FOKUS

fen. Jede Zulassung bringt einen enormen administrativen Aufwand mit sich. So müssen mehrere tausend unterschiedliche Dokumente wie zum Beispiel Studien, Tests und Reports aus unterschiedlichen Datenquellen eingereicht werden. Hier bieten «Insight Engines» eine willkommene Lösung, da sie mithilfe umfassender KI-Anwendungen wie «Deep Learning» die Bereitstellung, Analyse, Verknüpfung und Interpretation von Informationen aus unterschiedlichen Anwendungen beschleunigen und optimieren können.

Prozess effizienter gestalten dank Rundumblick Die behördliche Freigabe von Medikamenten, Lebensmitteln und Wirkstoffen ist an die Einreichung tausender Dokumente gekoppelt.

Dies gilt auch für Neuanmeldungen, Aktualisierungen und Rezepturänderungen. Die Aufgabe der Regulierungsbehörde besteht darin, zu prüfen, ob eine Submission den Voraussetzungen entspricht und ob die Medikamente zugelassen werden können. In den Prozess wird eine Vielzahl interner und externer Daten einbezogen. Um das Risiko von Klagen nach der Zulassung zu minimieren, ist es unerlässlich, fundierte und vor allem konsistente Entscheidungen zu treffen.

Mithilfe von KI können sämtliche Daten indiziert und dem Gutachter zur Verfügung gestellt werden. Dieser erhält somit eine 360-GradSicht auf eine Submission, ein Medikament, Lebensmittel oder einen Wirkstoff, der zugelassen werden soll – eine deutliche Verbesserung betreffend Transparenz, Sicherheit und Workflow.

Wertvolles Recherche-Tool bei Inspektionen und Audits Das Arzneimittelgesetz sieht vor, dass sämtliche Betriebe und Einrichtungen, in denen Arzneimittel hergestellt, geprüft, gelagert, verpackt, gehandelt oder in den Verkehr gebracht werden, im Rahmen von Inspektionen regelmässig von Behörden kontrolliert werden. Ebenso wird die Einhaltung der Vorgaben überwacht sowie die praxisgerechte Umsetzung gewisser Standards durch unabhängige Audits überprüft. Im Zusammenhang mit Inspektionen oder unabhängigen Audits mussten oft kurzfristig unzählige Stunden für das Zusammenstellen der Unterlagen aufgewendet werden. KI-basierte Wissensmanagement-Lösungen vereinfachen diesen Prozess erheblich, da sie in der Lage sind, sämtliche Datenquellen und Formate einzubinden, Querverweise zu diversen Katalogen zu erstellen und die Bedeutungen der Inhalte zu verstehen.

Kontakt Mindbreeze GmbH Honauerstrasse 2 A-4020 Linz +43 732 606 162 0 office@mindbreeze.com www.mindbreeze.com

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CHEMIE

Tetrodotoxin aus dem Rundkolben

Totalsynthese von Kugelfischgift In Japan gilt Kugelfisch als besondere Delikatesse, zum Gaumenkitzel kommt dabei ein Nervenkitzel, denn der Fugu enthält Tetrodotoxin, ein starkes Nervengift. Niedrig dosiert erwies sich Tetrodotoxin in klinischen Tests allerdings als möglicher Opioid-Ersatz zur Linderung starker Schmerzen bei Krebspatienten. In der Zeitschrift «Angewandte Chemie» stellen japanische Wissenschaftler jetzt eine neue Route für die Totalsynthese von Tetrodotoxin vor.

Satoshi Yokoshima ¹

Das Gift kann auch nützlich sein In sehr geringer Dosis wirkt Tetrodotoxin schmerzlindernd und könnte bei starken Schmerzen, z. B. in der Krebstherapie, Einsatz finden. Umso wichtiger ist es, eine einfache, zuverlässige Syntheseroute zu entwickeln, die Zugang zu Tetrodotoxin und strukturell verwandten Verbindungen gewährt – für Forschungszwecke und später auch für eine robuste und kostengünstige Produktion.

Tetrodotoxin zeigt eine einzigartige hochkomplexe käfigartige, zyklische Struktur mit einem Guanidin-Baustein. Guanidin ist ein wichtiges Bauelement vieler biologischer Moleküle wie z. B. der Aminosäure Arginin. Das Tetrodotoxin-Gerüst ist ¹ Universität Nagoya (Japan) ² Art. 2 der «Verordnung des EDI über Lebensmittel tierischer Herkunft»

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Bilder: Gemeinfrei

Eine Fugu-Mahlzeit erzeugt zunächst ein leicht prickelndes Gefühl im Mund und kann entspannend bis euphorisierend wirken – vorausgesetzt die Küche weiss, was sie tut. Ist der Fisch falsch zubereitet, kann das böse enden: Tetrodotoxin (Bild 2) blockiert die spannungsabhängigen Natrium-Kanäle und damit die Nervenimpulse.

Die Folge sind Lähmungserscheinungen bis zur Atemlähmung. In der Schweiz ist Fugu zur Lebensmittelgewinnung verboten. 2 In Japan und anderen Ländern reguliert eine Reihe von Gesetzen die Zubereitung und den Verzehr von KugelfischProdukten streng. Dennoch kommt es immer wieder zu Todesfällen.

Bild 1: Ein japanischer Farbholzschnitt («Nishiki-e») des Künstlers Utagawa Hiroshige aus dem 19. Jahrhundert. Der vordere Fisch stellt einen Kugelfisch dar.

H3C H3C

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TMS

O O

(1) Bild 2: Tetrodotoxin, enthalten in der japanischen Delikatesse Fugu aus Kugelfisch, erwies sich in klinischen Tests als möglicher Opioid-Ersatz zur Linderung starker Schmerzen bei Krebspatienten.

Bild 3: Mithilfe einer in der Literatur bereits bekannten Reaktion stellten die Chemiker zuerst dieses Enon (1) her, ein zen­ trales Edukt für die Diels-Alder- Reaktion (Bild 4).

hoch oxidiert und mit fünf Hydroxygruppen (–OH) substituiert. Eine Reihe verschiedener Tetrodotoxin-Totalsynthesen wurde bereits veröffentlicht, darunter eine erste der Forscher um Satoshi Yokoshima von der Universität Nagoya (Japan) 2017. Jetzt stellen Yokoshima und sein Team eine weitere, neuartige Totalsynthese vor.

Die zentralsten Reaktionen Schlüsselschritt war eine Diels-Alder-Reaktion (Bild 4) zwischen einer bekannten Ausgangsverbindung (1) und einer Silicium-haltigen Komponente (2) zu einem trizyklischen Zwischenprodukt mit geeigneter räumlicher (sterischer) Anordnung (3), um die Hydroxygruppen räumlich kor6/2020

CHEMIE

OTBS

OTBS

H2C

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O H3C H3C

O CH3

O

(1)

Für flammenlose Druckentlastung und kompakte Explosionsentkopplung.

O H3C H3C

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(2)

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O

O H3C

(3)

Bild 4: Die ganze Totalsynthese baut im Endeffekt auf der klassischen Diels-Alder-Reaktion auf. Das Produkt (3) kommt dann über weitere Reaktionsschritte den Eigenschaften des Endproduktes immer näher.

Bild: Wiley-VCH

Entkopplung von Explosionen, Funken und Flammenfronten: das EXKOP® System von REMBE® ist eine sichere, kostengünstige und unkomplizierte Entkopplung für staubführende Anlagen.

Bild 5: Über mehrere Reaktionsschritte gelang es den Chemikern, die käfigartige Struktur nachzubauen. Anschliessend wurden die richtigen funktionellen Gruppen hinzugefügt.

Bild 6: Die beiden Chemiker Otto Diels (links) und Kurt Alder erhielten 1950 den Chemie-Nobelpreis für die Entdeckung und Entwicklung der Dien-Synthese, heute besser bekannt als Diels-Alder-Reaktion.

rekt anknüpfen und später den «Käfig» konstruieren zu können. Um die Guanidin-Baugruppe aufzubauen, wurde zunächst eine Aminogruppe eingeführt – entweder in einer konventionellen vier­stufigen oder über eine dreistufige Reaktionssequenz auf Basis einer neu entwickel-

ten Umwandlung eines terminalen Alkyns in ein Nitril. Zuletzt wurden in mehreren Schritten die notwendigen Verbrückungen für den «Käfig» aufgebaut (Bild 5). Eine Hydroxymethyl-Gruppe wurde via Kreuzkupplung an den Käfig angebracht. Unter Verwendung anderer Komponenten können durch Kreuzkupplungsreaktionen leicht weitere, strukturell verwandte Moleküle synthetisiert werden.

Originalpublikation Keigo Murakami, Tatsuya Toma, Tohru Fukuyama, Satoshi Yokoshima, «Total Synthesis of Tetrodotoxin», Angewandte Chemie (2020); https://doi.org/10.1002/ange.

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CHEMIE

Die Nachteile beheben

Enzyme als Katalysator in der Synthese Die Katalyse mithilfe von Enzymen hat gegenüber traditionellen chemischen Verfahren viele Vorteile. Sie hat aber auch einige Schwachstellen. So sind manche Enzyme nicht sehr stabil: Enzyme, die Wasserstoffperoxid umsetzen, werden sogar durch hohe Konzentrationen des Substrates inaktiv. Ein internationales Forschungsteam hat daher ein neues Verfahren entwickelt, das dieser Eigenart entgegenwirken soll.

Bei der Biokatalyse werden Chemikalien von Zellen oder deren Bestandteile herge­ stellt, insbesondere mithilfe von Enzymen.

Gegenüber traditionellen chemischen Ver­ fahren hat die Biokatalyse viele Vorteile: Die Reaktionsbedingungen sind meist deutlich milder, der Energieverbrauch niedriger und es entsteht weniger toxi­ scher Abfall. Durch die hohe Spezifität von Enzymen ergeben sich ausserdem weni­ ger Nebenreaktionen. Manche Feinchemi­ kalien können sogar nur durch Biokatalyse synthetisiert werden.

Die Schattenseite der Biokatalyse mithilfe von Enzymen ist die geringe Stabilität mancher Enzyme. «Da das Enzym in die­ sen Fällen oft ersetzt werden muss, was teuer ist, ist es enorm wichtig, die Stabilität unter Produktionsbedingungen zu erhö­ hen», erklärt Erstautor Abdulkadir Yayci von der Ruhr-Universität Bochum.

Wasserstoffperoxid: Notwendig, aber schädlich Das Forschungsteam hat sich mit zwei ähnlichen Enzymklassen beschäftigt: Pero­ xidasen und Peroxygenasen. Beide ver­ wenden Wasserstoffperoxid als Ausgangs­ stoff für Oxidationen. Das entscheidende Problem ist, dass Wasserstoffperoxid zwar für die Aktivität absolut notwendig ist, aber in höheren Konzentrationen zum Aktivitäts­ verlust der Enzyme führt. Speziell für diese Enzymklassen ist es daher sehr wichtig, Wasserstoffperoxid dosiert zuzuführen. Um das zu bewerkstelligen, untersuchten die Forscherinnen und Forscher Plasmen als

¹ Ruhr-Universität Bochum

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Bild: RUB, Marquard

Meike Driessen ¹

Von links nach rechts: Marco Krewing, Abdulkadir Yayci und Julia Bandow. Sie forschen gemeinsam an Möglichkeiten zur umweltfreundlichen Katalyse mit Enzymen.

Quelle für Wasserstoffperoxid. Plasma be­ schreibt den vierten Aggregatzustand, der entsteht, wenn man einem Gas Energie hinzufügt. Werden Flüssigkeiten mit Plas­ men behandelt, taucht eine Vielzahl von reaktiven Sauerstoff- und Stickstoff-Spezies auf, die dann teils zu langlebigem Wasser­ stoffperoxid abreagieren, welches für die Biokatalyse genutzt werden kann.

In der Arbeit, in der die Meerrettich-Pero­ xidase als eines der Modellenzyme diente, konnte das Team zeigen, dass dieses Sys­ tem prinzipiell funktioniert. Gleichzeitig gelang es, die Schwachstellen der Plasma­ behandlung zu identifizieren: «Die Plasma­ behandlung greift auch direkt die Enzyme an und inaktiviert sie, höchstwahrschein­ lich durch die hochreaktiven, kurzlebigen Spezies in der plasma-behandelten Flüs­ sigkeit», beschreibt Abdulkadir Yayci. Die Arbeitsgruppe konnte die Reaktionsbedin­ gungen verbessern, indem sie das Enzym an ein inertes Trägermaterial band. Da­ durch entsteht über dem Enzym eine Puf­

ferzone, in der die hochreaktiven Plas­ ma-Spezies abreagieren können, ohne dem Enzym zu schaden.

An einem zweiten Enzym, der unspezifi­ schen Peroxygenase aus dem Pilz Agrocy­ be aegerita, prüften die Forscher dann ih­ ren Ansatz. Diese Peroxygenase kann hochselektiv eine Vielzahl von Substraten oxidieren. «Wir konnten zeigen, dass diese Spezifität auch unter Plasmabehandlung erhalten bleibt und hochselektive biokata­ lytische Reaktionen mithilfe von Plasma möglich sind», fasst Julia Bandow zusam­ men.

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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CHEMIE

In der Natur kommen die effizientesten Hydrogenasen in den Grünalgen vor.

Reaktionsmechanismus erkennbar machen

Wasserstoffproduktion mit Enzymen Bakterien und Algen tun es bereits. Sie produzieren mithilfe von Enzymen eine verhältnismässig grosse Menge an Wasserstoff. Kein Wunder, versuchen Forschende seit Jahrzehnten, diese Enzyme nachzubauen. Sie erhoffen sich dadurch einen chemischen Katalysator für die Produktion von Wasserstoffgas als klimaneutralem Treibstoff.

Forschende an der Freien Universität Berlin konnten dank einem Trick einen wichtigen Mechanismus solcher Enzyme aufdecken.

In der Natur wird die Produktion von Wasserstoffgas durch biologische Nanomaschinen katalysiert, die als Hydrogenasen bekannt sind. Hydrogenasen geben pro Sekunde mehr als 10 000 Moleküle H2 ab.

Forschende am Institut für experimentelle Physik an der Freien Universität Berlin haben in der amerikanischen Fachzeitschrift «Jacs» einen Weg gesucht, den Mechanismen auf die Schliche zu kommen.

trum der Hydrogenase statt, das von einem Eisen-Schwefel-Komplex gebildet werde. «Wie Elektronen in dieses Zentrum gelangen, ist gut erforscht; genauso ist der Pfad bekannt, auf dem H2 das Enzym verlässt», betont Stripp. In Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern aus Bochum und Linz gelang es seiner Arbeitsgruppe nun zum ersten Mal, auch die Zufuhr von Protonen experimentell zu verfolgen.

Das Prinzip ist einfach

Farbe offenbart die Kinetik

Biophysiker Dr. Sven Stripp von der Freien Universität Berlin, der verantwortliche Autor der Studie, ist sich sicher: «In Zukunft wird es möglich sein, Design-Hydrogenasen für die Produktion von H 2 als klimaneutralem Treibstoff einzusetzen.»

Schliesslich erläutert der Wissenschafter, wo die Forschung in diesem Bereich zurzeit steht. Die Hydrogenase-Reaktion sei im Prinzip sehr einfach. Zwei Protonen würden unter Zuhilfenahme von zwei Elektronen als molekularem «Klebstoff» zu H2 umgesetzt. Diese Reaktion finde im Zen­

Dafür machten sich die Berliner Biophysiker ein in der Natur häufig beobachtetes Phänomen zunutze: die gleichzeitige Bewegung von Elektronen und Protonen.

Eine besonders aktive Hydrogenase wurde im Labor mit einem Farbstoff vermischt, der bei Beleuchtung mit grünem Licht ein Elektron an das Enzym abgibt. Aufgrund umfangreicher Vorarbeiten war bekannt, dass das katalytische Zentrum bei Aufnahme eines Elektrons auch ein Proton bindet. Änderungen der Proteinumgebung, die durch die Protonierung hervorgerufen

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werden, konnten dann per zeitaufgelöster Infrarot-Spektroskopie nachvollzogen werden.

Originalpublikation Moritz Senger, Viktor Eichmann, Konstantin Laun, Jifu Duan, Florian Wittkamp, Günther Knör, Ulf-Peter Apfel, Thomas Happe, Martin Winkler, Joachim Heberle, Sven Timo Stripp, «How [FeFe]-Hydrogenase Facili­ tates Bidirectional Proton Transfer», Jacs (2019); https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ jacs.9b09225

Kontakt Dr. Sven Stripp Freie Universität Berlin Institut für experimentelle Physik Arnimallee 14 D-14195 Berlin +49 30 838 55069 sven.stripp@fu-berlin.de www.fu-berlin.de

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BIOWISSENSCHAFTEN

Neuer Mechanismus bei Parkinson entdeckt

Beziehungsstörung führt zu Zellschäden

Die Parkinson-Krankheit gehört zu den häufigsten neurodegenerativen Erkrankungen. In der Schweiz leben etwa 15 000 Betroffene. Aufgrund der weltweit steigenden Lebenserwartung, rechnet man mit einem rasanten Anstieg von Parkinsonerkrankungen. Die Ursachen von Parkinson, bei dem es zu einem fortschreitenden Absterben von Nervenzellen im Gehirn kommt, sind bis heute nicht genau bekannt. Daher ist die Entwicklung wirkungsvoller Therapien umso schwieriger.

Einig ist man sich darüber, dass das Protein α-Synuclein eine Rolle bei der Entstehung von Parkinson spielt. Forschende um den Strukturbiologen Prof. Sebastian Hiller haben nun herausgefunden, dass Helferproteine, sogenannte Chaperone, wie persönliche Leibwächter dieses Protein in menschlichen Zellen ständig bewachen.

Können die Chaperone ihr Aufgabe nicht wahrnehmen, zeigt α-Synuclein seine negativen Seiten und verursacht gravierende Schäden in der Zelle.

Molekulare Leibwächter interagieren mit α-Synuclein In menschlichen Zellen gibt es etwa dreissig bis vierzig solcher Chaperone, die potenziell mit α-Synuclein interagieren können. Die Wissenschaftler haben systematisch auf atomarer Ebene untersucht, an welcher Stelle die molekularen Leibwächter mit dem α-Synuclein wechselwirken.

«Wir haben mithilfe hochmoderner NMR-Spektrometer ein spezifisches Muster entdeckt, das uns zeigt, wo genau die Chaperone mit α-Synuclein in Kontakt treten», erklärt Hiller. «Dabei handelt es sich nicht um eine feste, starre Verbindung, sondern um dynamische, ständig wechselnde Beziehungen.» In gesunden Zellen 14

Bild: Universität Basel

Helferproteine in menschlichen Zellen gehen eine dynamische Verbindung mit dem Parkinson-Protein α-Synuclein ein. Sie bewachen dieses spezielle Protein ständig. Wird die Beziehung zu diesen «Leibwächtern» gestört, kommt es zu Zellschäden und zur Entstehung der für Parkinson typischen Lewy-Körperchen. Dies berichtet ein Forschungsteam am Biozentrum der Universität Basel in der Fachzeitschrift «Nature».

Chaperone schützen das Parkinson-Protein α -Synuclein im Gehirn.

wird das Parkinson-Protein stets von Chaperonen begleitet. So bleibt es transportfähig und zudem besteht ein Pool, der den Bedarf an funktionstüchtigen α-Synuclein-­ Proteinen deckt.

Schwerwiegende Folgen hat es, wenn die Chaperone ihrer Leibwächter-Funktion nicht mehr nachkommen können. Chemische Veränderungen am α-Synuclein beispielsweise, wie sie auch bei Parkinson zu beobachten sind, stören die Interaktion mit den Chaperonen. Dies führt dazu, dass sich «unbegleitete» α-Synuclein-Proteine an der Membran von Mitochondrien, den Zellkraftwerken, ansammeln und diese nach und nach zerstören. Wie erst kürzlich gezeigt wurde, bestehen die für Parkinson typischen Lewy-Körperchen zu grossen Teilen aus solchen Membrantrümmern von Mitochondrien und α-Synuclein.

Neues Aufgabengebiet von Chaperonen entdeckt «Mit unserer Arbeit rütteln wir an dem Paradigma, dass Chaperone nur dazu da sind, um anderen Proteinen dabei zu helfen, ihre richtige Form zu finden», so Hiller.

«Chaperone sind aber weit mehr als Faltungshelfer. Sie kontrollieren zelluläre Prozesse, indem sie mit einer Vielzahl von

Proteinen flexible Beziehungen eingehen und sie wie ein Schatten begleiten.»

Das Verständnis über die molekularen Interaktionen sowie das Verhältnis der beteiligten Partner liefern zusammen wichtige Impulse zur Behandlung von Parkinson.

Zukünftig sollten auch die Chaperone sowie die Aufrechterhaltung ihrer Funktionsfähigkeit bei der Entwicklung von Thera­ pien in Betracht gezogen werden.

Originalbeitrag Björn M. Burmann, Juan A. Gerez, Irena Matečko-Burmann, Silvia Campioni, Pratibha Kumari, Dhiman Ghosh, Adam Mazur, Emelie E. Aspholm, Darius Šulskis, Magdalena Wawrzyniuk, Thomas Bock, Alexander Schmidt, Stefan G.D. Rüdiger, Roland Riek, Sebastian Hiller, «α-Synuclein regulation by chaperones in mammalian cells», Nature (2019); DOI: 10.1038/s41586-019-1808-9 Kontakt Prof. Dr. Sebastian Hiller Universität Basel Petersplatz 1 CH-4001 Basel +41 61 207 20 82 sebastian.hiller@unibas.ch www.unibas.ch

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LABOR

Dank präzisen NMR-Messungen

Den Knochen beim Wachsen zusehen Die Bevölkerung wird immer älter. Mit dem demographischen Wandel steigt die Nachfrage nach neuen Werkstoffen wie beispielsweise für Knochenprothesen. Beim Design solcher Materialien dient die Natur oft als Vorbild. In einer Studie in «Analytical Chemistry» stellen Chemiker von der Universität Wien eine Methodik vor, mit der sie die sehr schnell ablaufende Mineralisation des Calciumphosphats in Echtzeit beobachten konnten. Das Verfahren basiert auf der nächsten Generation der NMR-Spektroskopie.

«Die Natur enthüllt sich der Wissenschaft» ist eine Skulptur von Louis-Ernest Barrias, die im Pariser Musée d’Orsay ausgestellt ist. Eine Forschungskollaboration der Universität Wien und der Pariser Sorbonne nahmen sich dieses Motto nun zu Herzen.

«Um funktionelle Materialien und Ersatzwerkstoffe effizient zu designen, gibt es keine bessere Inspiration als die Natur, liefert sie doch die evolutionär erprobten Konzepte», sagt Dennis Kurzbach vom Institut für Biologische Chemie der Universität Wien. Mit den Pariser Kolleginnen und Kollegen wandte der Forscher eine gemeinsame Weiterentwicklung der NMRSpektroskopie darauf an, die Geheimnisse der Biomineralisation zu lüften.

eine Echtzeit-Beobachtung von Prozessen zu ermöglichen, entwickelte das Team um Dennis Kurzbach, einen neuen Prototyp.

Dieser ermöglicht mithilfe der sogenannten Hyperpolarisation (genauer durch «Dissolution Dynamic Nuclear Polarization», kurz D-DNP) eine bis zu 10 000-fache Signalverstärkung bei der NMR-Messung. Kurzbachs D-DNP-Prototyp erlaubt es damit, schnelle Prozesse – selbst im Millisekunden-Bereich – zeitlich aufzulösen und dabei einzelne Atome zu unterscheiden. Der Prototyp beinhaltet ein bereits patentiertes System, welches in Millisekunden die zu untersuchenden Substanzen mischen und die Messung starten kann.

Höhere Auflösung der Signale

Ausfällung ionischer Feststoffe aus Lösung Der Wiener Methodenexperte Dennis Kurzbach startete den ersten Versuch mit seinem Kollegen Thierry Azaïs, der die Biomineralisation im Anfangsstadium verste-

Bild: Dennis Kurzbach

Die Kernspinresonanz (NMR) ist eine der wichtigsten Methoden, um Strukturen von Molekülen in Lösung zu ermitteln, allerdings mit eingeschränkter Auflösung. Um aufbauend auf die NMR-Spektroskopie

hen wollte. In der aktuellen Studie konnten sie zeigen, dass es beim Aufeinandertreffen von Calcium- und Phosphat-Ionen in Lösung innerhalb von Millisekunden zur Bildung einer Vorstufe von Kristallisationskeimen kommt. «Diese neue Spezies im Kristallisationsprozess konnten wir erstmals analytisch festnageln und mit unseren hochauflösenden Methoden observieren», so Kurzbach.

Mit ihren neuen Einblicken und Technologie steuern die Forschenden zudem Material zu einem langjährigen Disput um die Theorie hinter der Biomineralisation von Calciumphosphat bei. «Manche zweifeln an, dass diese Vorstufen zu den Kristallisationskeimen in den über Jahrzehnte entwickelten klassischen theoretischen Erklärungsrahmen passen», sagt Dennis Kurzbach.

Kontakt Ass.-Prof. Dr. Dennis Kurzbach Institut für Biologische Chemie Universität Wien Währinger Strasse 38 A-1090 Wien +43 664 60277 70528 dennis.kurzbach@univie.ac.at www.univie.ac.at

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Beim Aufeinandertreffen von Calcium- und Phosphat-Ionen in Lösung kommt es innerhalb von Millisekunden zur Bildung einer Vorstufe von Kristallisationskeimen.

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LABOR

Molekularbiologische Nachweise

Teststreifen ersetzt Gelelektrophorese

Das Agarosegel muss zuerst aufwendig für den Test vorbereitet werden, dieser kann wiederum nur mithilfe kostspieliger Geräte durchgeführt werden. Nach der Vervielfältigung der DNA-Abschnitten in der Probe (Amplifikation) muss unter anderem der Laufpuffer hergestellt sowie das Gel konditioniert werden. «Diese Vorbereitungen allein benötigen bis zu 45 Minuten – der eigentliche Testvorgang inklusive Wartezeit und Dokumentation schlägt noch einmal mit mindestens einer Stunde zu Buche», erläutert Dr. Ralf Dostatni, Geschäftsführer der Milenia Biotec GmbH. Gleichzeitig sind für die Durchführung des Tests unter anderem eine Elektrophorese-­ Kammer, ein UV-Tisch sowie der giftige Farbstoff Ethidiumbromid erforderlich.

Aus­serdem können im Hinblick auf die Sensitivität des Tests Probleme bei beson-

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Bilder: Milena Biotec

In der Forschung an Universitäten und Instituten, bei Diagnostik-Unternehmen sowie bei Lebensmittelherstellern wird häufig die Agarose-Gelelektrophorese als molekularbiologisches Verfahren angewandt, um Nukleinsäure-Stränge nachzuweisen. Vorbereitung und Durchführung des Tests sind jedoch zeitaufwendig und es werden kostspielige Geräte benötigt. Ausserdem ist der für das Verfahren notwendige Farbstoff Ethidiumbromid giftig.

Eine Alternative zum Agarosegel können Schnellteststreifen sein.

Die einzelnen Etappen der Lateral-Flow-Technologie in der Übersicht.

ders kleinen genetischen Fragmenten auftreten: «Die Tendenz der Anwender geht dahin, möglichst kleine Amplifikate zu erzeugen. Einmal, um die Spezifität des Nachweises zu gewährleisten und zweitens, um den Reaktionsvorgang zu beschleunigen», so Dostatni. «Bei sehr kleinen Fragmenten wird der Farbstoff im Nachweisverfahren jedoch nur unzureichend gebunden, so dass man das Ergebnis optisch schlechter erkennen kann als bei grösseren Fragmenten.»

Reaktion auch bei kleinen Fragmenten

Ralf Dostatni, Geschäftsführer der Milenia Biotec GmbH.

Mit dem Schnelltest der Milenia Biotec GmbH liegt dagegen eine Methode vor, die eine 100-mal höhere Sensitivität aufweist und damit auch bei kleinen genetischen Fragmenten (in der Grösse von ungefähr 200 Basen) ein valides Ergebnis erzeugen kann. «Der Schnelltest basiert auf der Lateral-Flow-Technologie», erklärt Dostatni. Das heisst, es wird ein Teststreifen verwendet. Das Zielgen der Probe wird erst über Biotin-, beziehungsweise Digoxi-

genin- und FITC-markierte Primer amplifiziert und anschliessend auf den Teststreifen pipettiert. Danach wird der Streifen (HybriDetect) in die Vertiefung einer Mi­ krotiterplatte gestellt, in die vorher 80 bis 100 µl eines Laufpuffers gegeben worden sind. Falls sich Amplifikate gebildet haben, werden beim Durchströmen der Probe durch den Teststreifen Linien im unteren Bereich sichtbar, während im oberen Bereich in jedem Fall eine Linie ausgebildet 6/2020

LABOR

Der eigentliche Test läuft: Die Streifen befinden sich in einer Mikrotiterplatte. Die Querstreifen signalisieren, ob der Test funktioniert und ob das Zielgen detektiert worden ist.

wird. Diese sogenannte Kontrolllinie zeigt an, dass die Grundfunktion des Teststreifens in Ordnung ist. Die Teststreifen gibt es dabei in zwei Ausführungen, je nachdem ob ein oder zwei Gene detektiert werden sollen. Bei nur einem Gen weist der Streifen die Testmarkierung und eine Kontrollmarkierung auf, bei zwei Genen wird im Falle eines positiven Ergebnisses eine zusätzliche Markierung für das zweite Gen sichtbar.

Fast 90 Prozent weniger Zeitaufwand Im Vergleich zum Agarosegel spart der Anwender viel Zeit. Zudem sind die Anschaffungskosten für Geräte wesentlich günstiger: Zur Durchführung sind lediglich Pipette, Stift, Kamera, der Streifen selbst und ein Laufpuffer erforderlich. Anders als beim Aga­rosegel werden Primer mit Markierungen (Biotin, Digoxigenin und FITC) benötigt, da der Teststreifen die Amplifikate über die eingebauten markierten Primer nachweist.

«Insgesamt liegen die Kosten für den Schnelltest bei einem geringen Probendurchsatz niedriger als beim Agarosegel, da diverse Geräte entfallen, der Streifen selbst sehr günstig ist und ausserdem kein qualifiziertes Laborfachpersonal eingesetzt wer-

den muss, sobald der Test fertig entwickelt worden ist», fasst es Dostatni zusammen.

«Die geringere Wartezeit für die Reaktion der Probe auf dem Streifen ist ebenfalls ein Vorteil: Sie beträgt gerade einmal fünf Minuten, was zusammen mit den Vorbereitungen wie Beschriften des Teststreifens und Bereitstellung des Puffers eine Viertelstunde ausmacht. Ganz im Gegensatz zu den zwei Stunden bei der Gelelektrophorese.»

Schnelltest für viele Anwendungen Des Weiteren haben zahlreiche wissenschaftliche Publikationen, die sich sowohl auf der medizinischen Ebene als auch in Bereichen wie der Lebensmitteltechnik beziehungsweise Landwirtschaft mit diesem Verfahren auseinandersetzen, verschiedene Anwendungsmöglichkeiten für den Schnelltest auf Basis der Lateral-Flow-Technologie vorgeführt. «Als wir den Streifen entwickelt haben, wollten wir einen Universaltest kreieren. Der Anwender sollte die Möglichkeit haben, über einen mitgelieferten Basis-Puffer den Test zu individualisieren – beispielsweise durch Zugabe von Glyzerin, um die Fliessgeschwindigkeit des Teststreifens zu senken und damit die Bindungswahrscheinlichkeit der Amplifikate zu erhöhen», berichtet Dostatni.

In einem konkreten Anwendungsfall an der Universität in Pisa wurde der Test beispielsweise zur Erkennung des nutzpflanzenschädigenden Pilzes Macrophomina phaseolina im Boden verwendet. Die Forscher Susanna Pecchia und Daniele Da Lio aus dem Departement für Landwirtschaft gelangten im Rahmen ihrer Untersuchungen zu dem Ergebnis, dass die Sensitivität des Schnelltests auf Basis der Lateral-Flow-Technologie sogar um mehr als das Tausendfache höher ist als bei der Gelelektrophorese. Das Team weist in der

Publikation aus dem Jahr 2018 im «Journal of Microbiological Methods» [1] ausserdem darauf hin, dass die angewandte PCR leicht durch die weniger aufwendige und auch von ungeschultem Personal mit weniger Geräteaufwand durchführbare, isothermale Rekombinase-Polymerase-Amplifikation (RPA) ersetzt werden kann. Damit wird die Eignung des Schnelltests als mobile Vor-Ort-Anwendung deutlich («Pointof-Care»), da für die vorbereitende Vervielfältigung des Gens kein Thermocycler nötig ist wie bei der PCR. Der HybriDetect kann ausserdem mit der «Loop-Mediated Isothermal Amplification» (Lamp) kombiniert werden, für die ebenfalls kein Thermocycler erforderlich ist.

«Mit seiner Mobilität und dem geringen Aufwand ist der Schnelltest eine sinnvolle Alternative zum Agarosegel und darüber hinaus für vielfältige Einsatzgebiete konfigurierbar. Sei es bei Punktmutationen von Krebszellen in der Diagnostik oder bei bierschädigenden Keimen im Brauereiwesen – der HybriDetect kann für jeden genetischen Nachweis genutzt werden», erklärt Dostatni abschliessend.

Literatur [1] Susanna Pecchia, Daniele Da Lio, «Development of a rapid PCR-Nucleic Acid Lateral Flow Immunoassay (PCR-Nalfia) based on rDNA IGS sequence analysis for the detection of Macrophomina phaseolina in soil», Journal of Microbiological Methods (2018) Kontakt Milenia Biotec GmbH Versailler Strasse 1 D-35394 Giessen +49 641 948883 0 info@milenia-biotec.de www.milenia-biotec.com

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MEDIZIN

Entspannung oder Laufbandtraining

Wie weiter nach einem Schlaganfall?

Dank den Fortschritten in der Schlaganfalltherapie überleben immer mehr Patienten. Es steigt dadurch aber auch die Zahl derer, die nach einem Schlaganfall mit bleibenden Behinderungen leben müssen. Somit kommt der Rehabilitation eine wachsende Bedeutung zu. Derzeit ist die Datenlage dazu, welche Trainingsmethode am erfolgversprechendsten ist, widersprüchlich. Das von den amerikanischen Fachgesellschaften empfohlene Ausdauertraining zeigte sich in einer aktuellen Studie [1] gegenüber einer Entspannungstherapie als nicht überlegen.

Weltweit erleiden jährlich zehn Millionen Menschen einen Schlaganfall [2]. Davon erholt sich mindestens ein Drittel funktionell nicht wieder vollständig [3, 4]. Medikamente zur effektiven Unterstützung der Rehabilitation stehen nicht zur Verfügung – das Vorgehen der Wahl besteht in Physio- und Ergotherapie, – im Falle von Sprachstörungen – in der Logopädie sowie in neuropsychologischen Massnahmen.

Laufbandtraining kann Geschwindigkeit und Ausdauer beim Gehen und Treppensteigen verbessern und einer zunehmenden Dekonditionierung vorbeugen. Zusätzlich könnte die Neuroplastizität des Gehirns (Fähigkeit, sich selbst zu regenerieren) gefördert und somit das Outcome verbessert werden. Daher empfiehlt die «American Heart Association/American Stroke Association», Schlaganfallpatienten ab der subakuten Phase drei bis fünf Mal wöchentlich zwanzig bis sechzig Minuten aerobes Training (Ausdauertraining) bei 55 –80 % der maximalen Herzfrequenz [5].

Studien sind mit Vorsicht zu geniessen Die Datenlage zu den Ergebnissen einer solchen Schlaganfall-Reha ist allerdings widersprüchlich. Manche Studien zeigten eine Verbesserung des maximalen Geh­ tempos oder einen Anstieg des «Barthel Index», eines Scores zur Objektivierung von Behinderungen in grundlegenden Alltagsfunktionen. Metaanalysen lieferten

¹ Deutsche Gesellschaft für Neurologie

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Bild: Shutterstock

Dr. Bettina Albers ¹

Der Studie zufolge ist Laufbandtraining nach einem Schlaganfall nicht die Therapie der ersten Wahl.

dagegen uneinheitliche Ergebnisse eines körperlichen Trainings. Auch die Leaps-Studie [6] («Locomotor Experience Applied Post-Stroke») zeigte keine Outcome-Unterschiede für die Laufband-Trainingstherapie versus eines häuslichen Übungsprogramms – allerdings wurde in dieser Studie kein aerobes Training in der Frühphase nach Schlaganfall eingesetzt. «Generell lassen sich die Studien wegen der Unterschiede im Hinblick auf Art, Intensität und Zeitpunkt des Trainingsbeginns schwer vergleichen», erklärt Frau Prof. Dr. Agnes Flöel, Direktorin der Klinik für Neurologie, Universitätsmedizin Greifswald. «Insbesondere für Patienten in der Frühphase nach einem Schlaganfall bestehen Unsicherheiten, welches Training optimal ist.»

Die deutsche, multizentrische Studie «Phys-Stroke» («Physical Fitness Training in

Patients with Subacute Stroke») [1], die innerhalb des Center for Stroke Research Berlin (CSB) an der Charité gefördert wurde, untersuchte unter der Leitung von Frau Prof. Flöel daher randomisiert, kontrolliert und endpunktverblindet die Effekte eines aeroben Laufband-Trainings mit Beginn in der Frühphase nach einem Schlaganfall.

Die Phys-Stroke-Studie wurde zwischen 2013 und 2017 an sieben deutschen, stationären Rehabilitationskliniken durchgeführt. Evaluiert wurden die Sicherheit und Effektivität der frühen Lokomotionstherapie mit dem Laufband (5–45 Tage nach dem Ereignis, Median 28). 200 erwachsene Schlaganfallpatienten wurden 1:1 in zwei Gruppen randomisiert. Das mittlere Alter lag bei 69 Jahren, 41 % waren Frauen. Die Patienten waren mittelschwer bis schwer betroffen.

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MEDIZIN

Publikation bestätigt Forschungsbedarf Die Studiengruppe (n = 105) absolvierte zusätzlich zu den Standard-Rehamassnahmen ein aerobes Laufband-Training, die Kontrollgruppe (n = 95) nahm neben den Standard-Rehamassnahmen an Entspannungseinheiten teil (n = 95). Jede Gruppe absolvierte das jeweilige Training fünfmal wöchentlich, jeweils 25 Minuten, über insgesamt vier Wochen. Nach dieser Zeit nahmen die Patienten weiter an der Standard­ therapie teil. Primäres Outcome waren die maximale Gehgeschwindigkeit und Alltagsaktivität (Barthel Index) der Patienten – gemessen drei Monate nach dem Schlaganfall.

Als schwere unerwünschte Begebenheiten galten kardiovaskuläre Ereignisse einschliess­ lich erneutem Schlaganfall, Rückverlegung in ein Akutkrankenhaus und Tod. Im Ergebnis hatte das Laufband-Training nach drei Monaten nicht zur signifikanten Verbesserung des maximalen Gehtempos oder des Barthel Index geführt. Insgesamt gab es in der Laufband-Gruppe jedoch 1,8-mal mehr schwere Ereignisse (22/105 vs. 9/95 Patienten in der Kontrollgruppe) und 2,5-mal mehr Klinikaufnahmen (14/105 vs. 5/95).

Zu erneuten Schlaganfällen kam es bei

Schlaganfall in der Schweiz Laut der Schweizerischen Neurologischen Gesellschaft erleiden ungefähr 16 000 Personen im Jahr einen Schlaganfall. Hirnschläge können neben vielfältigen Behinderungen auch zu Demenz führen.

8/105 vs. 3/95 Patienten, Herzinfarkte traten keine auf, dagegen kam es in der Laufband-Gruppe häufiger zu Stürzen (36/105 vs. 14/95), wenn auch ohne Knochenbrüche. In der Kontrollgruppe gab es einen Todesfall.

«Zusammenfassend war das frühe vierwöchige Laufbandtraining hinsichtlich des maximalen Gehtempos und der Alltagsfitness nach drei Monaten dem Entspannungstraining nicht überlegen», so Prof.

Martin Ebinger, Medical Park Berlin Humboldtmühle, der an der Planung und Durchführung der Studie beteiligt war. «Die vorliegenden Daten sprechen also dafür, bei mittel- bis schwer betroffenen Patienten in der subakuten Phase nach Schlaganfall aerobes Training nicht zu forcieren.

Möglicherweise könnten aber leichter betroffene Patienten schon früher profitieren.

Dieser Frage muss in künftigen Studien nachgegangen werden, damit konkrete Empfehlungen für diese Gruppe gegeben werden können.»

Die Arbeit vom Team des CSB [1] wurde aktuell mit dem «Quest Award for Null Results» vom «Berlin Institute of Health» (BIH), einer biomedizinischen Forschungseinrichtung der Charité – Universitätsmedizin Berlin und des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin, ausgezeichnet [7].

Das «Quest Center» des BIH hat zum Ziel, Qualität und Nutzen der medizinischen Forschung zu fördern – unter anderem durch Publikation gut durchgeführter, aber «negativer» Studien, das heisst, sogenannter Null-Ergebnisse. Denn negative Studien­ ergebnisse haben eine oft unterschätzte Bedeutung, sie sind ein wichtiger Bestandteil der wissenschaftlichen Diskussion über

die Effizienz verschiedener Therapieansätze. Werden negative Studienergebnisse nicht veröffentlicht, entsteht ein verzerrtes Gesamtbild in der wissenschaftlichen Literatur (Publikationsbias).

Publikationen [1] H. A. Nave et al., «Physical Fitness Training in Patients with Subacute Stroke (Phys-Stroke), multicen­ t re, randomised controlled, endpoint blinded trial», BMJ (2019); 366: l5101; DOI: https://doi. org/10.1136/bmj.l5101 [2] V. L. Feigin, B. Norrving, G. A. Mensah, «Global Burden of Stroke», Circ Res (2017); 120: 439–48 [3] C. D. A. Wolfe et al., «Estimates of outcomes up to ten years after stroke: analysis from the prospective South London Stroke Register», PLoS Med (2011); 8: e1001033 [4] S. L. Crichton et al., «Patient outcomes up to 15 years after stroke: survival, disability, quality of life, cognition and mental health», J Neurol Neurosurg Psychiatry (2016); 87: 1091–8 [5] S. A. Billinger et al., «Physical activity and exercise recommendations for stroke survivors: a statement for healthcare professionals from the American Heart Association/American Stroke Association», Stroke 2014; 45: 2532–53 [6] P. W. Duncan et al., «Leaps Investigative Team. Body-weight-supported treadmill rehabilitation after stroke», N Engl J Med (2011); 364: 2026–36 Medienmitteilung Deutsche Gesellschaft für Neurologie www.dgn.org

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Das Immunsystem und das Gehirn

Ernährung steuert die Multiple Sklerose Forschende aus dem Ruhrgebiet zeigten in einer interessanten Studie die Rolle der kurzkettigen Fettsäure Propionsäure auf. Sie wird gewöhnlich von Darmbakterien verarbeitet und hat bestimmte Eigenschaften, die das Immunsystem regulieren. Das hat ein Team der Neurologischen Klinik der Ruhr-Universität Bochum (RUB) im St. Josef-Hospital in einer internationalen Studie gezeigt. Sie setzten die Säure als Nahrungsergänzungsmittel ein.

Propionsäure reduziert Entzündung Die Gabe von Propionsäure zusätzlich zu MS-Medikamenten reduzierte langfristig die Schubrate und das Risiko einer Behinderungszunahme. Zudem weisen erste Kernspin-Untersuchungen im Verlauf darauf hin, dass die Propionsäure möglicherweise den Gehirnschwund als Zeichen eines Nervenzell-Untergangs reduziert.

Kurzkettige Fettsäuren wie die Propionsäure oder deren Salz Propionat führten zur vermehrten Entstehung und gesteigerten Funktion von regulatorischen Zellen des Immunsystems. «Diese Zellen beenden überschiessende Entzündungsreaktionen und reduzieren im Kontext von Autoimmunerkrankungen wie der MS autoimmune Zellen», so Prof. Dr. Ralf Gold, Direktor der Neurologie im St. Josef Hospital.

In ihrer Arbeit konnten die Forscherinnen und Forscher nachweisen, dass die Mikro20

biom-Zusammensetzung bei MS-Betroffenen verändert ist. Darüber hinaus konnten sie erstmals einen Mangel von Propionsäure im Stuhl und Serum von MS-Patienten zeigen, die in der frühesten Phase der Erkrankung am stärksten ausgeprägt war.

Dieser Nachweis gelang in Kooperation mit dem Max-Delbrück-Centrum Berlin und den Ernährungswissenschaften der Universität Halle-Wittenberg.

Bild 1: Propionsäure.

Mitochondrien kurbeln Zellfunktionen an In einer Kooperation mit Wissenschaft­ lerinnen und Wissenschaftlern der Bar-Ilan University in Israel, die ein Darm-Modell zur funktionellen Analyse des Mikrobioms entwickelt hatten, zeigte sich, dass die Veränderung der Funktion der Bakterien im Darm als Folge der Propionat-Gabe die entscheidende Rolle bei der Entstehung von neuen regulatorischen Zellen spielt. Zur gesteigerten Funktion dieser Zellen trägt deren verbesserte Energieverwertung aufgrund einer veränderten Funktion der Mitochondrien bei, was das Forschungsteam in Kooperation mit der Arbeits­gruppe Molekulare Zellbiologie an der Medizinischen Fakultät der RUB nachweisen konnte.

Neuartige Therapieansätze sind gefragt Die kurzkettigen Fettsäuren stellen nur einen Bruchteil der Stoffwechselprodukte von Darmbakterien dar, die durch die bakterielle Einwirkung aus der Nahrung entstehen. «Die weitere Erforschung dieses weitestgehend unbekannten Organs und die daraus gewonnenen Erkenntnisse werden es erlauben, in Zukunft weitere inno-

Bild: RUB, Kramer

Das Darm-Mikrobiom, die gesamte bakterielle Besiedlung des Darms, spielt nicht nur für den gesunden Organismus eine wichtige Rolle, sondern auch im Zusammenhang mit Erkrankungen, die auf vielen Faktoren beruhen, wie der Multiplen Sklerose. Im Darm findet die Interaktion zwischen der Nahrung, den dortigen Bakterien, deren Stoffwechselprodukten und dem Immunsystem in der Darmwand statt. «So können die Darmbakterien direkt und indirekt Einfluss auf anatomisch entfernte Strukturen wie das Gehirn nehmen», erklärt Aiden Haghikia, der Studienleiter. «Das Darm-Mikrobiom entspricht damit einem eigenständigen endokrinen Organ, das mit der Umwelt in Verbindung steht.»

Bild 2: In Kooperation mit zahlreichen Partnerinstitutionen gelang der Nachweis, dass Darmbakterien den Verlauf der Multiplen Sklerose beeinflussen.

vative diätetische Massnahmen zu den bekannten Therapeutika zu entwickeln», so Aiden Haghikia.

Originalveröffentlichung Alexander Duscha et al., «Propionic acid shapes multiple sclerosis disease course by immunomodulatory mechanism», Cell (2020); DOI: 10.1016/j.cell.2020.02.035: https://www.sciencedirect.com/science/ article/pii/S0092867420302129?­v ia%3 Dihub

Medienmitteilung Rhur-Universität Bochum www.ruhr-uni-bochum.de 6/2020

NEWS

RZE KÜRZE – IN KÜ N I – E Z R Ü K IN KÜRZE – IN n Die Delegiertenversammlung wählt Marcel Tanner als ordentlichen Präsidenten der Akademien der Wissenschaften Schweiz. Die Rolle und Stärke der Akademien sieht Tanner im Dialog zwischen Wissenschaft, Politik und Gesellschaft. Das breite Netzwerk, welches Wissenschaft und Non-Profit-Organisationen verbindet, will er nutzen. «Die Wissenschaft soll sich in den Dienst der Politik und der Bevölkerung stellen», sagt er zu seinen Zielen. www.akademien-schweiz.ch n Endress + Hauser steigert im Geschäftsjahr 2019 Auftragseingang, Umsatz, Gewinn und Beschäftigung. «2019 war ein gutes Jahr für Endress + Hauser», betonte CEO Matthias Altendorf. «Unser Wachstum war breit abgestützt und ausgewogen.» Das auf Mess- und Automatisierungstechnik für Prozess und Labor spezialisierte Unternehmen steigerte trotz abflauender Konjunktur den Nettoumsatz um 8,0 Prozent auf 2,652 Milliarden Euro. Getrieben worden sei diese Entwicklung nicht von Grossaufträgen, sondern kleineren und mittleren Projekten, erläuterte der Firmenchef auf der Bilanzmedienkonferenz in Basel. www.endress.com n Im Dezember 2019 hat das Bundesamt für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen alle Abbauprodukte («Metaboliten») des Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffs Chlorothalonil als Trinkwasser-relevant eingestuft. Für diese Stoffe gilt somit ein Höchstwert von 0,1

6/2020

Mikrogramm pro Liter für Trinkwasser, der in diesem Fall auch für das Grundwasser als Grenzwert gültig ist. Nun hat das Bundesamt für Umwelt (Bafu) eine erste landesweite Einschätzung der Belastung im Grundwasser vorgenommen.

Sie zeigt: Die Konzentrationen mehrerer Chlorothalonil-Metaboliten überschreiten diesen Grenzwert im Grundwasser des Mittellandes grossflächig und führen somit zu einer erheblichen Verunreinigung. www.bafu.admin.ch n «Science of Synthesis», das Nachschlagewerk für die Organische Chemie, erhält fachliche Unterstützung. Drei weitere Forschende sind in den Beirat berufen worden. Der Beirat der «Science of Synthesis» setzt sich aus Experten zusammen, die sowohl in der Industrie als auch im akademischen Bereich über bedeutende Erfahrung mit chemischen Informationssystemen verfügen. Professor Jonathan Good­ man von der Universität Cambridge, Dr. Ye Li vom Massachusetts Institute of Tech­ nology (MIT) und Dr. Donna Wrublewski vom California In­ stitute of Technology (Caltech) sind nun in den Beirat der «Science of Synthesis» (SOS) berufen worden. www.thieme.com n Ist ein Mittel gegen Krebs so teuer, weil es besonders gut wirkt? Forschende der Universität Zürich fordern die Wirksamkeit als neuen Faktor bei der Preisfestlegung. Immer mehr neue Krebsmedikamente kamen in den letzten

Jahren auf den Markt und trotzdem sind die Preise für die Therapien in Europa und in den USA gestiegen. Dies treibt die Gesundheitskosten in die Höhe – eine Herausforderung, nicht nur für das Sozialversicherungssystem in der Schweiz, sondern auch für Patientinnen und Patienten auf der ganzen Welt. «Die Preisgestaltung bei Krebsmedikamenten ist nur teilweise gerechtfertigt. Arzneimittel mit einer geringen Wirksamkeit sollten tiefere Preise haben als solche mit einer hohen Wirksamkeit», fordert Erstautorin der Studie Prof. Kerstin Noëlle Vokinger von der Universität Zürich. www.uzh.ch n Grundfos feiert sein 75jähriges Bestehen. Die erste Pumpe baute die Firma kurz nach dem zweiten Weltkrieg im Jahr 1945. Die Erfolgsgeschichte des Unternehmensgründers Poul Due Jensen begann bei ihm zu Hause. Seit den bescheidenen Anfängen in seiner Schmiede hat er täglich daran gearbeitet, den Alltag der Menschen zu verbessern. Von der allerersten Pumpe im Jahr 1945 bis zu den heutigen digitalen Lösungen ist Grundfos ein Synonym geworden für Pioniergeist, soziales Bewusstsein und innovative Lösungen. Das 75-Jahr-Jubiläum ist den gemeinsamen Werten der weltweit insgesamt 19 280 Kollegen des Unternehmens gewidmet. www.grundfos.ch n An der ETH Zürich untersuchen Forschungsteams aus verschiedenen Disziplinen, wie

sich die vom Virus verursachte Krankheit Covid-19 zuverlässig diagnostizieren und wirksam behandeln lässt. Nun erhalten fünf von ihnen eine finanzielle Unterstützung des Botnar Research Centre for Child Health (BRCCH) in Basel. Das BotnarForschungszentrum wurde 2019 gemeinsam von der Universität Basel und der ETH Zürich eröffnet und widmet sich schwerpunktmässig der Gesundheit und dem Wohlbefinden von Kindern und Jugendlichen. Vor dem Hintergrund der weltweiten Corona-Pandemie und ihren Herausforderungen für die Gesundheitssysteme hat das Botnar Centre zusätzlich zu seinem Forschungsfokus in der Kindermedizin eine Initiative lanciert, die kurzfristige und pragmatische Ansätze unterstützt, die Covid-19 eindämmen können. www.ethz.ch n Noch bestehen elektronische Geräte aus unbelebten Materialien. Eines Tages könnten jedoch «mikrobielle Cyborgs» in Brennstoffzellen, Bio­ sensoren oder Bioreaktoren nützlich sein. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben hierzu die Voraussetzung geschaffen, indem sie ein programmierbares, biohybrides System entwickelten, das aus einem Nanokomposit-Material und dem Elektronen produzierenden Bakterium Shewanella oneidensis besteht. Das Material dient als Stützgerüst für die Bakterien und leitet zugleich den mikrobiell erzeugten Strom. www.kit.edu

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NEWS

Die Produktion von Absperrklappen bei Gemü Valves China ist Teil des globalen Produktionskonzeptes von Gemü. Im Rahmen dieses globalen Produktionskonzeptes hat Gemü die Weichen gestellt, um in seinem Werk in Shanghai die Kompetenz für die Produktion von Absperrklappen weiter auszubauen. Dafür wurde die Fertigungskompetenz deutlich erweitert, um so den Einfluss auf qualitätsentscheidende Produktionsschritte weiter zu erhöhen.

Dazu wurde in den vergangenen Monaten eine neue vollautomatisierte Beschichtungsanlage aufgebaut und in Betrieb genommen. Daneben hat Gemü ein spezielles Fertigungs- und Spannkonzept entwickelt, mit dem enge Form- und Lagetoleranzen er-

reicht werden. Darüber hinaus hat ein interdisziplinäres Projektteam aus deutschen und chinesischen Spezialisten bei Gemü Valves China in den letzten Monaten intensiv an der Feinjustierung der einzelnen Parameter gearbeitet, um die Produktionsprozesse zu optimieren.

Damit sind die Voraussetzungen geschaffen, dass die neue Generation der weichdichtenden, zentrischen Absperrklappe Gemü R480 Victoria ab sofort nach strengsten Qualitätsanforderungen am neuen Absperrklappen-KompetenzStandort in Shanghai, China, produziert werden kann.

Gemü Valves China wurde bereits im Jahr 2000 gegründet und ist eines der grös­ sten Tochterunternehmen der Gemü-Gruppe. Schon vor dem

Bild: Gemü

Gemü baut Produktionskapazitäten in Shanghai aus

Modernste Robotertechnologie im Produktionsprozess der Gemü R480 Absperrklappe.

Ausbau der Produktionskapazitäten zählte das Unternehmen in Shanghai zu den modernsten Werken von Gemü. Durch die kontinuierlichen Investitionen in Mitarbeiter sowie in Konstruktion, Produktion und Logistik ist Gemü Valves China

ein bedeutender Standort des globalen Produktionskonzeptes von Gemü.

Medienmitteilung Gemü-Gruppe www.gemu-group.com

Am Paul-Scherrer-Institut PSI haben Forschende Einblicke in ein vielversprechendes Material für organische Leuchtdioden (Oleds) erhalten. Die Verbindung ist ein gelblicher Feststoff. Löst man sie in einer Flüssigkeit oder bringt eine dünne Schicht davon auf einer Elektrode auf und legt dann einen elektrischen Strom an, leuchtet sie intensiv grün. Der Grund: Die Moleküle nehmen die ihnen zugeführte Energie auf und strahlen sie in Form von Licht nach und nach wieder ab. Elektrolumineszenz heisst dieser Vorgang. Auf diesem Prinzip basieren Leuchtdioden.

Die grün lumineszierende Substanz ist ein heisser Kandidat, um Oleds herzustellen, 22

organische Leuchtdioden. Forschende haben jetzt die kupferhaltige Verbindung CuPCP genauer untersucht. In der Mitte der Moleküle sitzen jeweils vier Kupferatome, umgeben von Kohlenstoff- und Phosphoratomen. Kupfer ist ein relativ günstiges Metall, und die Verbindung selbst lässt sich gut in grossen Mengen herstellen – ideale Voraus­ setzungen für einen grossflächigen Einsatz.

«Wir wollten verstehen, wie der angeregte Zustand der Verbindung aussieht», sagt Grigory Smolentsev, Physiker in der Forschungsgruppe Operando-Spektroskopie. Sprich: Wie verändert sich die Sub­ stanz, wenn sie Energie aufnimmt? Die Messungen an

Bild: Universität Bremen / Matthias Vogt

Leuchtmaterial der Zukunft

Nicht nur beim Anlegen von Strom, sondern auch unter UV-Licht leuchtet CuPCP intensiv grün.

den drei Grossforschungsanlagen − am PSI und in Grenoble − hatten darüber hinaus nicht nur den Sinn, diese eine kupferhaltige Verbindung zu untersuchen. Es ging um mehr: Die so erhaltenen experimen-

tellen Daten helfen dabei, die theoretischen Berechnungen von Molekülen zu verbessern.

Medienmitteilung Paul-Scherrer-Institut www.psi.ch 6/2020

NEWS

Lonza gibt Ergebnisse der GV 2020 bekannt Die Generalversammlung der Lonza Group AG wurde unter der Leitung des Verwaltungsratspräsidenten Albert M. Baehny abgehalten. Aufgrund der anhaltenden Covid-19-Pandemie wurde das persönliche Erscheinen von Aktionären an der Generalversammlung nicht zugelassen. Die Verwaltungsratsmitglieder (Albert M. Baehny, Werner Bauer, Angelica

Kohlmann, Christoph Mäder, Barbara Richmond, Jürgen Steinemann und Olivier Verscheure), die sich zur Wiederwahl stellten, wurden alle für ein weiteres Jahr in ihrem Amt bestätigt. Patrick Aebischer und Margot Scheltema stellten sich nicht zur Wiederwahl.

Die Generalversammlung wählte Albert M. Baehny für ein weiteres Jahr als Präsiden-

ten des Verwaltungsrats. Die Aktionäre wählten auch Do­ rothée Deuring und Moncef Slaoui als neue Mitglieder des Verwaltungsrats und bestätigten nochmals die drei amtierenden Mitglieder des Ernennungs- und Vergütungsausschusses, Angelica Kohlmann, Christoph Mäder und Jürgen Steinemann in ihrem Amt. Die Aktionäre unterstützten auch

die übrigen Anträge des Verwaltungsrats, unter anderem den Vergütungsbericht und die verbindliche Abstimmung über die Vergütung des Verwaltungsrats und der Geschäftsleitung.

Medienmitteilung Lonza www.lonza.com

Risikoabschätzungen von Chemikalien sind ungenügend «Wir erleben momentan das sechste Massenaussterben von Arten, und der massive Ein­satz von Chemikalien ist dafür ein Schlüsselfaktor», sagt Lars Straub vom Institut für Bienengesundheit der Universität Bern. Die Ökotoxikololgie, eine Einschätzung von Umweltrisiken durch Chemikalien, sei daher für einen nachhaltigen Umweltschutz ganz entscheidend.

«Wenn dabei jedoch die Evolutionsbiologie nicht berücksichtigt wird, werden wahrscheinlich die falschen Fragen gestellt, und negative Ergebnisse können die Folge sein», fügt Verena Strobl vom Institut für

Bienengesundheit hinzu. Gemeinsam mit Peter Neumann, Direktor des Instituts für Bienengesundheit und Präsident von Coloss, weisen Strobl und Straub in einem Fachartikel darauf hin, dass die Fitness oder Fähigkeit zur Reproduktion der entscheidende Faktor für alle wilden Populationen sei – und erstmals, dass sich die Ökotoxikologie auf die Fitness fokussieren solle.

«Momentane Ansätze für die Risikoabschätzung konzentrieren sich primär auf die Sterblichkeit, dies, obwohl bekannt ist, dass sogenannte subletale – nicht tödliche – Effekte

häufig sind und diese oft drastische Konsequenzen haben können», erklärt Neumann.

Darüber hinaus seien falschnegative Ergebnisse sehr wahr­scheinlich, wenn in Studien zum Beispiel eine Chemikalie keine oder gar positive Effekte auf die Lebenserwartung zeige, aber die Fitness möglicherweise reduziert wird.

Die Forschenden plädieren dafür, dass sich zukünftige Risikoabschätzungen auf kon­ trollierte Laborexperimente konzentrieren, die den Einfluss von Chemikalien auf die Fitness über mehrere Generationen realistisch abschätzen.

«Dies wird eine Herausforderung, da insbesondere für viele Arten von Wirbellosen (z. B. Bienen) die optimalen, artgerechten Haltungsbedingungen im Labor noch weitgehend unverstanden sind. Wir müssen uns dieser Herausforderung aber jetzt unbedingt stellen, um den weiteren Rückgang der natürlichen Arten­ vielfalt bekämpfen zu können», fordert Straub.

Medienmitteilung Universität Bern www.unibe.ch

www.ramseyer.ch

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TERMINE

Kurse, Seminare, Workshops und Messen JULI 2020 01. – 02.07.

Mikrowellen-Aufschlusstechnik Ort: D-47475 Kamp-Lintfort Veranstalter: CEM GmbH Carl-Friedrich-Gauss-Str. 9 47475 Kamp-Lintfort +49 28 42 96 44 0 info@cem.de www.cem.de

SEPTEMBER 2020 08. – 10.09.

Grundlagen der praktischen NMR-Spektroskopie für technische Mitarbeiter Ort: D-Mainz Veranstalter: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. (GDCh), Varrentrappstr. 40–42 D-60486 Frankfurt a. M. +49 69 791 73 64 fb@gdch.de, www.gdch.de/fortbildung

10. – 11.09.

Messung & Interpretation von IR-Spektren / organische Chemie, Reinsubstanzen Ort: CH-Biel-Benken Veranstalter: Portmann Instruments AG, Gewerbestrasse 18, 4105 Biel-Benken +41 61 726 65 55 info@portmann-instruments.ch www.portmann-instruments.ch

15.09.

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

16. – 17.09.

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

21. – 22.09.

Einsatz der statistischen Software R: Grundlagen, Data-Mining und maschinelles Lernen Ort: D-Frankfurt a. M. Veranstalter: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. (GDCh), Varrentrappstr. 40–42 D-60486 Frankfurt a. M. +49 69 791 73 64 fb@gdch.de, www.gdch.de/fortbildung

AUGUST 2020 18.08.

Verhalten im Reinraum Ort: D-Aschaffenburg Veranstalter: Reinraumakademie der profi-con GmbH Rosa-Luxemburg-Str. 12–14, D-04103 Leipzig +49 341 98989 303 info@reinraum-akademie.de, https://www.reinraum-akademie.de/veranstaltungen/

19.08.

Professionelle Reinraumreinigung Ort: D-Aschaffenburg Veranstalter: Reinraumakademie der profi-con GmbH Rosa-Luxemburg-Str. 12–14, D-04103 Leipzig +49 341 98989 303 info@reinraum-akademie.de, https://www.reinraum-akademie.de/veranstaltungen/

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24.08.

Management GMP-regulierter Reinräume Ort: D-Aschaffenburg Veranstalter: Reinraumakademie der profi-con GmbH Rosa-Luxemburg-Str. 12–14, D-04103 Leipzig +49 341 98989 303 info@reinraum-akademie.de, https://www.reinraum-akademie.de/veranstaltungen/ E-Learning: NMR-Spektrenauswertung Ort: Online Veranstalter: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. (GDCh), Varrentrappstr. 40–42 D-60486 Frankfurt a. M. +49 69 791 73 64 fb@gdch.de, www.gdch.de/fortbildung

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: 25.05.2020

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Weitere Termine finden Sie unter www.chemiextra.com bei Agenda/Veranstaltungen

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Plateforme pour la chimie, la pharmacie et la biotechnologie

7. und 8. Oktober 2020 | Expo Beaulieu Lausanne | ilmac.ch FĂźr die franzĂśsischsprachige Schweiz

hern: c i s e m Teilnah anmelden h/ ilmac.c

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FIRMEN BERICHTEN

Auf dem Weg zur Durchgängigkeit

Eine einfache und schlanke ERP-Lösung Der Wunsch, alle Betriebsabläufe lückenlos in einem ERP-System zu erfassen, lässt sich in der Praxis oft nicht so einfach umsetzen. Häufig haperts an bestimmten Schnittstellen. Dass es aber doch möglich ist, zeigt das Beispiel von Patiswiss, einem Hersteller von Halbfabrikaten für die Lebensmittelindustrie. Eine wichtige Voraussetzung ist die Flexibilität der ERP-Software, in diesem Fall: Casymir.

Patiswiss stellt Halbfabrikate für Bäckereien, Konditoreien und die Biscuit-Industrie her. «Das sind Produkte wie Marzipane, Mandelmasse oder Pralinécrèmen», sagt die ERP-Verantwortliche Margot Aenis und fügt hinzu: «Wir haben auch eine Rösterei, in der wir Haselnüsse, Mandeln und Pistazien verarbeiten.» Das Unternehmen beschäftigt in Gunzgen 37 Angestellte. Zu den Kunden zählen unter anderem Kambly, Hug, Lindt & Sprüngli oder Bio-Familia.

Doch Grosskunden sind nur ein Teil der Abnehmer. Patiswiss produziert auch für viele kleine Confiserien. Aenis: «Von manchen bekommen wir Rezepturen für die Auftragsfertigung, weil die kleinen Betriebe keine entsprechenden Maschinen mehr unterhalten. Hier produzieren wir vor allem verschiedene Massen wie etwa Biberfüllung.» Bei der Herstellung legt Pati­ swiss Wert auf Handarbeit und Kundenwünsche. Es gibt keine automatisierten Fertigungsstrassen.

Der Umstieg auf Casymir Vor über zehn Jahren suchte das Unternehmen nach einer passenden ERP-Lösung.

Davor nutzte man bei Patiswiss SAP und war nicht glücklich damit: «Wir haben diesen ‹Rolls Royce› einst gekauft, nahmen aber nie alles in Betrieb und konnten die Software auch nicht optimal betreiben, weil SAP sich nicht so einfach auf unseren kleinen, individuellen Betrieb anpassen liess», erinnert sich die EDV-Leiterin. 2004 wurde das Unternehmen von einer Genossenschaft in eine Aktiengesellschaft umgewandelt. Dabei trennte man sich vom Handel und konzentrierte sich auf die Produktion, die man weiter ausbauen wollte.

Die Firma wurde redimensioniert, der Personalbestand verkleinert. SAP war da schlicht zu gross und zu sperrig. Aenis: «Wir suchten eine einfache, schlanke Lösung, die den Warenfluss durchgängig abdeckt und mit der wir auch die Buchhaltung ma-

chen können.» Auch die Lizenzkosten waren entscheidend. Damals lagen diese bei rund 80 000 Franken pro Jahr. Laut Aenis nutzte das Unternehmen zu dieser Zeit nur etwa fünf Prozent des Funktionsumfangs von SAP.

Auf das Unternehmen zugeschnitten Bei der Auswahl eines besser passenden ERP-Systems mache Casymir das Rennen.

An der Softwarelösung überzeugten die Bedienerfreundlichkeit und die flexible Anpassbarkeit. «Damit können wir unsere Prozesse durchgängig abbilden von Waren­ eingang, Lagerung, Produktion bis hin zu Ein- und Verkauf. Diese Durchgängigkeit des Warenflusses ist bei uns massgeben», sagt Aenis. Weitere wichtige Kriterien für Patiswiss sind die strengen Qualitätskontrollen der hochwertigen Produkte sowie die Möglichkeit zur Chargenrückverfolgung. Auch bei den vielen Zertifizierungen oder strengen Kontrollen der Bioprodukte leistet das neue ERP-System wertvolle Unterstützung. Aenis schätzt, dass bei den heutigen Lizenzkosten von rund 20 000 Franken pro Jahr etwa 70 Prozent des Funktionsumfangs genutzt werden.

Bilder: Adobe Stock

Stetige Weiterentwicklung

Patiswiss stellt Halbfabrikate für Bäckereien, Konditoreien und die Biscuit-Industrie her.

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2005 begann das Unternehmen mit der Einführung. Nach einem halben Jahr lief das neue ERP-System und es gab noch kleinere Probleme zu beheben. «Nochmal ein Jahr später funktionierte das System wie geplant und seither beschäftigen wir uns mit weiteren Ausbauten und Vereinfachungen», sagt Aenis.

Viele der genutzten Fähigkeiten bringt das System von sich aus mit. Aber es gibt auch 6/2020

FIRMEN BERICHTEN

ser Kunden mit den Lieferinformationen.

Diese Daten können wir aber nicht in Casymir einfliessen lassen und somit auch nicht analysieren.» DeltaMaster schliesst diese Lücke und fortan fliessen diese Informationen in das ERP-System, das nun auch über diese Geschäftstätigkeiten eine durchgängige Rückverfolgung erlaubt.

Ein weiteres Projekt ist die CRM-Software, die heute noch separat läuft, künftig aber auch in Casymir integriert wird. So können Aussendienstmitarbeiter auch direkt mit dem Datenstamm arbeiten und die Durchgängigkeit steigt erneut. Aenis: «Das sind aber längerfristige Projekte.»

Kontakt Patiswiss AG Klärstrasse 1 CH-4617 Gunzgen +41 62 209 66 11 info@patiswiss.com www.patiswiss.com Opag Informatik AG Fabrikmattenweg 11 CH-4144 Arlesheim +41 61 716 92 22 mailbox@opag.ch www.casymir.ch

TOSOH_Ins_58x90_4c_Layout 1 20.12.12 07:47 Seite In der eigenen Rösterei verarbeitet Patiswiss Haselnüsse, Mandeln und Pistazien.

6/2020

Durchgängige Informationen Ein grösseres Projekt, an dem die Techniker gerade arbeiten, ist die Schnittstelle zum Auswertungstool DeltaMaster. Casymir stösst bei bestimmen Auswertungen wie auch beim Einlesen fremder Daten an gewisse Grenzen. Deshalb bauten die Ingenieure der Opag Informatik Schnittstellen zu DeltaMaster. «Damit können wir Daten aus Casymir in diese Software importieren und nach unseren Bedürfnissen darstellen lassen», sagt Aenis.

Bei diesem Projekt geht es um grosse Kunden, die mit den Produkten von Patiswiss handeln. Diese liefern teilweise in die gleichen Kanäle wie der Hersteller selbst.

Aenis: «Wir wissen aber nicht genau, wohin diese Lieferungen gehen, deshalb bekommen wir monatlich einen Auszug die-

DISCOVER NEW SOLUTIONS FOR LIQUID CHROMATOGRAPHY

Anpassungen, die spezifisch für Patiswiss gemacht worden sind. Beispiele sind das Reklamationssystem oder auch die Einbindung der Industriewaagen in der Produktion. Aenis: «Früher gab es viele einzelne Programme, die parallel zum ERP-System gelaufen sind. In den letzten Jahren haben wir das alles in Casymir integriert. So gibt es immer wieder Wünsche und Anregungen oft auch von unseren Kunden.»

Die EDV-Abteilung bearbeitet laufend Projekte zur Weiterentwicklung der Software.

«Wir eliminieren immer mehr Handarbeit, wie derzeit gerade unsere Leistungserfassung. Heute erfassen die Mitarbeiter ihre Auftragsstunden noch von Hand. Das bauen wir in Casymir entsprechend unseren Bedürfnissen nach, damit das in Zukunft elektronisch erfolgt», erklärt die ERP-Verantwortliche.

C

P

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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PUBLIREPORTAGE

Die patentierte ZeroCon

Rohrverschraubung der neusten Generation Schwer Fittings bietet mit seiner neuen, eigenen und patentierten Edelstahl-Verschraubung ein echtes Highlight an: Die neueste Generation «Dichtigkeit» durch Materialgleichheit von Dichtung und Flanschverbindung. Mit den vielen Vorteilen erschliessen sich der ZeroCon-Verschraubung viele branchenübergreifende Anwendungen. Alle Komponenten werden in den eigenen Schwer-Fittings-Fertigungsbetrieben auf speziellen Maschinen hergestellt.

Bilder: Schwer Fittings

Die Verschraubung besteht im Aufbau aus drei Teilen: einem Gewindestutzen, einem Einlegeteil sowie einem metallischen speziellen Dichtring. Durch diesen metallischen Dichtring ist die Verbindung mit Heissdampf problemlos sterilisierbar und wesentlich beständiger gegen aggressive Medien als Weichdichtungen.

Sie ist temperaturstabil von –270 °C bis +300 °C und unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen (z. B. auch gegenüber Salzwasser).

Dank Materialgleichheit absolut dicht Die ZeroCon-Verschraubung erfüllt die höchsten Reinheitsstandards und ist komplett aus Edelstahl mit der Edelstahl-Werkstoff-Nr. 1.4435 gefertigt, mit einer Oberflächen-Rauigkeit innen von Ra ≤ 0,4 µm.

Die Muttern mit Innengewinde sind ab 3/4 Zoll innenversilbert. Die Oberflächenbehandlung reduziert die Reibung im Schraubvorgang und ermöglicht dadurch die ordnungsgemässe Montage. Die Schweissansätze sind zum Orbitalschweis­ sen vorbereitet. Als Abmessungen stehen die DIN, ISO und Inch-­Reihen zur Verfügung.

Die neue ZeroCon-Verschraubung bietet keine Möglichkeit der Ablagerungen bzw.

Bildung von Kulturen oder eines Bakterienfilms, ist 100 % sterilisierbar und dank Materialgleichheit absolut dicht.

Beim renommierten Fraunhofer-Institut wurde unsere ZeroCon-Verbindung einer Qualitätsprüfung unterzogen. Mit der Qualifizierungsurkunde wurde bestätigt, dass die ZeroCon-Verbindung für den Einsatz in aseptischen Produktionen für geschlossene aseptische Rohrsysteme mit integrierten Verfahren zum «cleaning-in-place» 28

Die Verschraubung ist im Handling sehr einfach: schnelle, unkomplizierte Installation und Demontage ohne die Gefahr der Beschädigung durch zu hoher Anzugsdrehmomente.

(CIP) und «sterilization-in-place» (SIP) geeignet ist.

Die Bewertung begründet sich auf die durchgängige Reinigbarkeit und Desinfizierbarkeit der Verbindung und die Erfüllung der Konzeptions- und Designempfehlungen der EHEDG, Asme BPE, ISO 14159-1, Ispe und DIN EN 1672-2.

Das Ergebnis des Bakterientests mit einem unabhängigen Institut zeigt, dass ZeroCon die Ansammlung jeglicher Bakterien und kleinsten Lebewesen im medienberührenden Rohrinneren verhindert.

Eine perfekte Pharmasperre und dadurch keine Keimansammlung durch das aseptische Design.

Für ultrahochreine Anwendungen sind alle Anschlussstücke, Dichtringe und Muttern bei Bedarf elektropoliert und mit Reinstwasser endgespült erhältlich, um die Einsatzbedingungen im Reinstraum und mit Reinstmedien zu erfüllen.

Die robuste und dennoch feine und kompakte Verbindung ist geeignet für Anwendungen unter Hochdruck, kritischem Vakuum bzw. Ultrahochvakuum und extremen Temperaturbedingungen, wie sie z. B. in der Chemie-, Pharma-, Bioindustrie, Reinraumtechnik, Halbleiterindustrie, Lebensmittelindustrie, Vakuumtechnik, Lackindustrie, Fluidtechnik, Offshore, im Anlagenbau und vielen weiteren Branchen vorkommen.

Im explosionsgefährdeten Bereich einsetzbar Der Heliumlecktest weist im Vakuum eine absolute Dichtheit nach. Mit dem derzeitigen Stand der Messtechnik wird eine Leckrate von ≤ 10 -¹² mbar (!) ermittelt. Sie ist auch im Ex-Bereich einsetzbar.

Sie ist turbulenzenfrei und bietet keine Beeinträchtigung der Strömung sowie keine 6/2020

PUBLIREPORTAGE

Systematischer Aufbau der ZeroCon-Verschraubung.

Verunreinigung des Prozessmediums durch Materialausgasung. Aufgrund des durchgängigen und glatten Durchgangs im Innern ist die Verschraubung molchbar.

Focus in Details: Der Dichtring ist exakt auf die Bohrung des verwendeten Rohres angepasst. Entsprechende hochwertige Rohre mit den gängigen Abmessungen stehen ebenfalls im Produktportfolio von Schwer Fittings.

Eine einfache und schnelle Dichtheitsprüfung (im eingebauten Zustand) wird durch speziell dafür vorgesehene Lecksuchbohrungen in der Mutter ermöglicht.

Die Verdrehsicherung verhindert durch Formschlüssigkeit das Einwirken von äus­ seren Kräften und Momenten, es ist kein Lösen der Verbindung durch Torsionskräfte möglich. ZeroCon ist selbstzentrierend mit Endanschlag.

Die Verschraubung ist im Handling sehr einfach: schnelle, unkomplizierte Installation und Demontage ohne die Gefahr der Beschädigung durch zu hoher Anzugsdrehmomente. Es fallen keine Instandhaltungsarbeiten an. Ein leichter Umstieg auf andere Abmessungsreihen ist möglich.

Das Abnahmeprüfzeugnis 3.1 nach DIN EN 10204 ist erhältlich, da sämtliche Teile mit einer Prüfnummer gekennzeichnet sind.

Die Produktion der Verschraubung erfolgt in eigenen Werken. Neben der Verschrau-

bung mit Überwurfmutter ist auch eine Verbindung mit Flanschanschluss lieferbar.

Diese eignet sich insbesondere für grössere Abmessungen.

Die Produktlinie ZeroCon ergänzt die bestehenden Instrumentation-Bereiche Clino (Aseptik-Verbindungen) und Ecotube.

Schwer Fittings bietet als Edelstahl-Spe­ zialist in seinem Produktportfolio ausschliesslich Edelstahl Rohr- und Schlauchverbindungen sowie Armaturen und Ventile an. Alle Produkte sind im E-Shop unter www.schwer.com bestellbar.

Kontakt Schwer Fittings AG Römerstrasse 201 CH-8404 Winterthur +41 43 834 57 01 info.ch@schwer.com www.schwer.com

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PUBLIREPORTAGE

Laborabzug Workstation evo

Die Evolution des Originals Sicher kennen Sie einige Produkte aus der Vergangenheit, welche neu erfunden wurden und damit grosse Erfolge feierten oder gar zum Kultobjekt wurden. Nun erfährt auch die Laborwelt ein grosses Revival. Der Laborabzug von Skan ist wieder da, besser als je zuvor. Die «Workstation evo» ist die Nachfolgerin der bekannten «Workstation», die noch immer in hunderten von Laboren für Sicherheit und zuverlässigen Schutz der Anwender sorgt.

Die «eco-loop»-Technologie Das «eco» in «eco-loop» steht gleichermassen für «economic» (ökonomisch) und «ecological» (ökologisch). Das von Skan in der Schweiz entwickelte Teil-Umluftprinzip in Laborabzügen vermindert in erster Linie die benötigte Menge an Zuluft um bis zu 60 Prozent. Dies wird erreicht – bei gleichhoher Gesamtleistung – durch das Filtrieren und Rezyklieren der mit Schadstoffen belasteten Luft. Diese gefilterte Luft kann für den Betrieb des Laborabzugs wiederverwendet werden. Als Resultat muss weniger Energie aufgebracht werden, um das Gerät mit Zuluft zu versorgen. Aus dem Raum wird gleichzeitig viel weniger Warmluft abgezogen. Dadurch werden Budget und Umwelt gleichermassen geschont.

Aufgrund des breiten Sortiments an Aktivkohle- und Hepa-Filtern kann die Anlage bezüglich der Schutzwirkung auf Ihre Be-

dürfnisse abgestimmt werden. Auch Filterkombinationen sind problemlos möglich. Über die doppelte Tischabsaugung, vorne und an der Rückwand, werden Schadstoffe direkt bei der Quelle erfasst und in den Filtern aufgefangen. Die Tischabsaugung wirkt sehr effektiv, Lösungsmitteldämpfe werden optimal unter die Tischoberfläche abgesaugt.

Durch die gefilterte Abluft werden Ablagerungen von Schadstoffen in den Kanälen der Gebäudelüftung verhindert.

Passt sich dem Schutzbedürfnis an Ihre Einzigartigkeit erreicht die Workstation evo nicht zuletzt durch die Auswahl an unterschiedlichen Filtern und Filterkombinationen. Dadurch bieten sich vielfältige Möglichkeiten und neue Einsatzgebiete können erschlossen werden.

– Aktivkohle-Filter: Der klassische Filter für Anwendungen mit allgemein organi-

Bilder: Skan

Gutes noch besser, sicherer und anwenderfreundlicher zu machen ist ein beständiges Credo von Skan Pure Solutions. So bietet die neue Workstation evo neben einem modernen geradlinigen Design auch bemerkenswerte Weiterentwicklungen zur Erhöhung der Arbeitssicherheit.

Schliesslich ist nicht die Nostalgie unser täglicher Antrieb, sondern die Innovation.

Der Laborabzug Workstation evo.

schen Verbindungen, Säuren, Aldehyden, etc. Die Aktivkohlemischung kann auf Wunsch entsprechend individuellen Anforderungen zusammengestellt werden.

Die Auswahl an Filtern und Filterkombinationen, wie hier Aktivkohle und Hepa, machen die Workstation einzigartig.

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PUBLIREPORTAGE

Energiekosten einsparen In einer fundierten Berechnung der Betriebskosten zeigt sich das umfangreiche Sparpotenzial bei den Energiekosten. Verglichen mit einem konventionellen Laborabzug sind die jährlichen Ausgaben um 70 Prozent geringer. So lassen sich Investitionskosten einfach und in kurzer Zeit amortisieren.

Der Ausbruchstest für Laborabzüge

Im Touchscreen wird der Sättigungsgrad des Aktivkohlefilters angezeigt.

– Hepa-Filter: Die Schwebstofffilter halten wirkungsvoll Aerosole und Partikel zurück. Dies verhindert Ablagerungen in der Gebäudelüftung. Zur Auswahl stehen H13- und H14-Filter.

– SafeChange-Filter: Das Maximum an Sicherheit. Zum Beispiel bei Wägearbeiten mit aktiven Substanzen.

Die genannten Filter können auch mitei­ nander kombiniert werden.

Features zur Erhöhung der Arbeitssicherheit Auf der stetigen Suche nach neuen Lösungen, um die Arbeitssicherheit der Anwender zu verbessern, hat Skan einige praktische Features in den Laborabzug integriert.

– Erkennung der Filtersättigung – Die Anlage zeigt den Grad der Filtersättigung an und verhindert, dass ein gesättigter und somit potenziell gefährlicher Filter verwendet wird.

– Filtererkennung – Der Anwender wird, beim Einschalten der Anlage, darüber informiert ob der eingesetzte Filter-Typ den benötigten Schutz für seine Anwendung gewährleistet.

– Die Messstutzen an den Filterkassetten ermöglichen die Zustands-Prüfung der Hepa-Filter.

– Bei der elektronischen Frontscheibe (Option) mit eingebautem Bewegungssensor für den Standby-Betrieb ist ein Klemmschutz integriert.

– Fallschutz der Frontscheibe 6/2020

Workstation evo auf den Punkt gebracht – 60% geringere Frisch- und Fortluftmengen – Reduktion der Energiekosten – Permanentes Monitoring der Filtersättigung – Erkennung des Filtertyps – Strömungsüberwachung – Breites Sortiment an Filtern – Intuitive Bedienung über Touchscreen – Messstutzen zur Hepa-Filterprüfung – Elektronische Frontscheibe mit Bewegungssensoren für den Standby-Betrieb

Der Ausbruchstest vergleicht die Luftkonzentration eines Stoffes innerhalb des Laborabzugs mit der Aussenkonzentration, direkt am Arbeitsort des Operators. Mit einem Feld von zwölf hochpräzisen Sensoren lassen sich in der Arbeitsöffnung Fehlfunktionen (z. B. Luft- und Regeltechnik, Filterfunktion) lokalisieren. Der Test­ aufbau simuliert in einzigartiger Weise den menschlichen Körper mit typischen Be­ wegungen eines Anwenders. So kann vor Ort – mit bisher unerreichter Realitätsnähe – eine Aussage zur Ausbruchs- und Arbeitssicherheit gemacht werden. Mögliche Einbauten und Gerätschaften innerhalb des Laborabzugs werden berücksichtigt. Der Test ist mobil einsetzbar und lässt sich, inklusiv Aufbau, in wenigen Minuten durchführen. Somit ist er für Installationsprüfung und Routineservice ideal einsetzbar.

Der innovative und patentierte Ausbruchstest von Skan ist komplett neu entwickelt und daher mit bestehenden Testverfahren schwer zu vergleichen.

Die Ergebnisse dieses Tests decken ein grosses Spektrum der Prüfungen aus der EN 14175 ab. Durch das innovative Verfahren können mehr Parameter zu einem attraktiven Preis praxisgerecht gemessen werden.

Kontakt Skan AG Pure Solutions Binningerstrasse 116 CH-4123 Allschwil +41 61 485 45 87 vk-lab@skan.ch www.skan.ch

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FORSCHUNGSWELT

Elektrisches Dipolmoment bei Neutronen

Dem Rätsel der Materie auf der Spur Eine internationale Forschungskollaboration hat am Paul-Scherrer-Institut (PSI) eine Eigenschaft des Neutrons so genau wie noch nie vermessen. Dabei fanden die Wissenschaftler heraus, dass das Teilchen ein deutlich kleineres elektrisches Dipolmoment hat als bisher bekannt. Das Ergebnis erzielten die Wissenschaftler mithilfe der Quelle für ultrakalte Neutronen des PSI.

Die Suche nach dem nEDM lässt sich alltagssprachlich ausdrücken als die Frage, ob das Neutron ein elektrischer Kompass ist oder nicht. Schon lange ist klar, dass das Neutron ein magnetischer Kompass ist und auf ein Magnetfeld reagiert, oder im Fachjargon: ein magnetisches Dipolmoment besitzt. Sollte das Neutron zusätzlich auch ein elektrisches Dipolmoment haben, wäre dessen Wert sehr viel geringer – und daher ungleich schwieriger zu messen. Dies haben bereits frühere Messungen anderer Forschungsgruppen ergeben. Daher mussten die Wissenschaftler bei ihrer jetzigen Messung am PSI das lokale Magnetfeld mit hohem Aufwand sehr konstant halten – und kleinste Störungen aus den Versuchsdaten herausrechnen. Das ist die Spezialität von Prof.

Dr. Martin Fertl, Physiker am Exzellenz32

Die Neutronenweiche, die im Experiment am PSI eingesetzt wird, haben Wissenschaftler in Mainz gebaut.

Bild: Paul-Scherrer-Institut/Mahir Dzambegovic

Fünfzigtausend Messungen

Bild: Paul-Scherrer-Institut

Beim Urknall entstand sowohl die Materie des Universums als auch die sogenannte Antimaterie – so zumindest die gängige Theorie. Da sich die beiden allerdings gegenseitig auslöschen, muss ein Überschuss an Materie entstanden sein, der bis heute übriggeblieben ist. Die Ursache für diesen Materie-Überschuss ist eines der grossen Rätsel der Physik und Astronomie.

Einen Hinweis auf das dahinterliegende Phänomen hoffen Forschende unter anderem mithilfe von Neutronen zu finden, den elektrisch ungeladenen Bausteinen der Atomkerne. Die Vermutung: Hätte das Neutron ein elektrisches Dipolmoment (kurz: nEDM) mit einem messbaren Betrag ungleich null, könnte dahinter das gleiche physikalische Prinzip stecken, das auch den Überhang an Materie nach dem Urknall erklären würde.

Dieter Ries vor dem Experiment zur Vermessung einer grundlegenden Eigenschaft des Neutrons, des elektrischen Dipolmoments. Sichtbar sind vor allem die runden, konzentrischen Schutzschilde aus Blech, die der Abschirmung äusserer Magnetfelder dienen.

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FORSCHUNGSWELT

cluster Prisma+ an der Universität Mainz, und seiner Forschungsgruppe: «Um dies zu bewerkstelligen, haben wir extrem empfindliche Magnetometer entwickelt und eingesetzt, die unter anderem auf dem Prinzip der gepulsten Kernspinresonanz basieren.»

Auch die Anzahl der beobachteten Neu­ tronen musste entsprechend gross sein, um eine Chance zu haben, ihr nEDM zu messen. Am PSI liefen die Messungen daher über einen Zeitraum von zwei Jahren.

Vermessen wurden sogenannte ultrakalte Neutronen, also Neutronen mit vergleichsweise langsamer Geschwindigkeit. Alle 300 Sekunden wurde für acht Sekunden ein Bündel mit über 10 000 Neutronen zum Experiment gelenkt und untersucht.

Insgesamt vermassen die Forschenden 50 000 solcher Bündel. Um die Neutronen entsprechend auf den rechten Weg zu bringen, musste zwischen der Neutronenquelle und der eigentlichen Speicherkammer eine Neutronenweiche installiert werden. «Diese Weiche wurde in der Kernchemie in Mainz konstruiert und anschliessend wurde der Aufbau am PSI eng begleitet», berichtet Prof. Dr. Dieter Ries, ebenfalls vom Mainzer Exzellenzcluster Prisma+. Er war darüber hinaus schon im Rahmen seiner Doktorarbeit massgeblich an der Entwicklung und Charakterisierung der Quelle für ultrakalte Neutronen am PSI beteiligt.

Das neue Resultat hat ein Reihe von Forschenden an 18 Instituten und Hochschulen in Europa und den USA anhand von Daten ermittelt, die an dieser Quelle für ultrakalte Neutronen des PSI gesammelt worden waren. Die Forschenden hatten die Messdaten in zwei getrennten Teams sehr sorgfältig ausgewertet und dadurch ein genaueres Ergebnis als je zuvor erhalten.

Ihr Fazit: «Unser jetziges Ergebnis zeigt, dass der wahre Wert für das nEDM zu klein ist, um ihn mit unserer bislang erreichten Messgenauigkeit zu erfassen – der Wert ist also weiter gegen null gerückt», sagt Prof Dr. Werner Heil, ebenfalls von Mainzer Seite am nEDM-Projekt beteiligt. «Es bleibt aber spannend, ein endliches nEDM aufzuspüren, um zu erfahren, ob sich deshalb eine neue Physik entdecken lässt.»

Daher ist die nächste, noch genauere Messung bereits in Planung: Die neue Messreihe soll ab 2021 starten und die jetzige 6/2020

wiede­rum in ihrer Genauigkeit übertreffen.

«Der Aufbau für die neue Messung basiert auf vielen Erfahrungen, die wir mit dem vorherigen Experiment gemacht haben. Er ist in vielerlei Hinsicht, zum Beispiel bezogen auf die Parameter der Neutronenquelle und auf die Minimierung systematischer Messfehler, optimiert und in diesem Sinne wegweisend», so Dieter Ries abschlies­send.

Originalpublikation C. Abel et al., «Measurement of the permanent electric dipole moment of the neutron», Physical Review Letters (2020);

https://journals.aps.org/prl/accepted/ b607fY80Z3a12a6ab8689246ed949444 ­ cd5500f42

Kontakt Prof. Dr. Martin Fertl Universität Mainz Saarstrasse 21 D-55122 Mainz +49 6131 39 37687 mfertl@uni-mainz.de www.uni-mainz.de

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FORSCHUNGSWELT

Erst bei besonders tiefen Temperaturen schwebt die Scheibe.

Hohe Wasserstoffdichte in Metalhydrid

Supraleitung bei Raumtemperatur?

Ein internationales Forscherteam aus der Schweiz, den USA und Polen hat eine einzigartig hohe Dichte von Wasserstoffatomen in einem Metallhydrid nachgewiesen. Die kleineren Abstände zwischen den Atomen könnten es ermöglichen, deutlich mehr Wasserstoff in das Material zu packen – bis zu einem Punkt, an dem es bei Raumtemperatur und Normaldruck zum Supraleiter werden könnte.

Die Wissenschaftler führten im «Oak Ridge National Laboratory» (ORNL) im US-Bundesstaat Tennessee Neutronenstreuexperimente an Zirconium-Vanadium-Hydrid bei atmosphärischem Druck und bei Temperaturen von bis zu –23 Grad Celsius durch.

Die Messungen ergaben überraschend kleine Wasserstoff-Wasserstoff-Atomabstände, die nur 1,6 Ångström betragen, im Vergleich zu 2,1 Ångström, die für diese Metallhydride gemäss Theorie vorausgesagt werden, wie die Forscher in der der Fachzeitschrift «Proceedings of the National Academy of Sciences» (Pnas) berichten.

Die ungewöhnlich kleinen Atomabstände sind bemerkenswert und vielversprechend, da der in den Metallen enthaltene Wasserstoff ihre elektronischen Eigenschaften beeinflusst. Andere Materialien mit ähnlicher

¹ ORNL, Tennessee (USA) ² Empa, Dübendorf

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Wasserstoff-Anordnung zeigen bereits supraleitende Eigenschaften, jedoch nur bei extrem hohen Drücken.

Bild: Gemeinfrei

Paul Boisvert ¹, Rainer Klose ²

Heike Kamerlingh Onnes gilt als der Entdecker der Supraleitung. Er erhielt 1913 den Nobelpreis für Physik.

«Einige der vielversprechendsten Hoch­ temperatur-Supraleiter wie Lanthanhydrid werden bei etwa –20 Grad Celsius su­ praleitend, bilden sich jedoch leider erst bei einem Druck von 1,6 Millionen Atmosphären», sagte Rus Hemley von der «University of Illinois» in Chicago. «Jahrzehntelang bestand der ‹Heilige Gral› für Wissenschaftler darin, ein Material zu finden, das bei Umgebungstemperatur und -druck supraleitend ist, so dass Ingenieure es in konventionelle elektrische Systeme und Geräte einbauen können.»

Supraleiter Supraleiter sind Materialien, die unter einer bestimmten Temperatur (die sogenannte Sprungtemperatur) ohne Widerstand Strom leiten. Die Sprungtemperatur von Hochtemperatursupraleitern liegt definitionsgemäss oberhalb der Siedetemperatur von Stickstoff (77,35 K).

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FORSCHUNGSWELT

Simulationsrechnung mit einem Supercomputer Das internationale Team benutzte hochauflösende unelastische Neutronenspektroskopie zur Untersuchung der Wasserstoffwechselwirkungen im Metallhydrid. Das resultierende spektrale Signal, einschliesslich eines markanten Peaks bei etwa 50 Millielektronenvolt, stimmte jedoch nicht mit den Vorhersagen der Modelle überein. Der Durchbruch zum Verständnis der ungewöhnlichen Ergebnisse kam, nachdem das Team die Supercomputer am ORNL für Simulationsrechnungen benutzt hatte. Diese Computersimulationen sowie weitere Experimente, die alternative Erklärungen ausschlossen, bewiesen, dass die unerwartete spektrale Intensität nur dann auftritt, wenn die Abstände zwischen den Wasserstoffatomen kleiner als 2 Angström sind – was in einem Metallhydrid bei Umgebungsdruck und -temperatur noch nie beobachtet worden war. Der ermittelte Abstand von 1,6 Angström ist die erste bekannte Ausnahme vom sogenannten Switendick-Kriterium in einer bimetallischen Legierung – ein Prinzip, das für stabile Hydride bei Umgebungstemperatur und -druck gilt, wobei der Wasserstoff-Wasserstoff-Abstand nie weniger als 2,1 Ångström beträgt.

Die Spallations-Neutronenquelle am Oak Ridge National Laboratory im US-Bundesstaat Tennessee liefert Ergebnisse in besonders hoher Auflösung. Neutronen sind ungeladene Teilchen, die sehr weit in Materialproben eindringen können und Informationen über deren Struktur und Eigenschaften liefern.

«Eine wichtige Frage ist nun, ob der von uns beobachtete Effekt speziell auf Zirconium-Vanadium-Hydrid beschränkt ist oder nicht», sagt Andreas Borgschulte von der Empa-Abteilung Advanced Analytical Technologies. «Wenn wir theoretische Berechnungen des Materials unter Einhaltung des Switendick-Limits durchführen, können wir den charakteristischen Peak in den Spektren nicht verifizieren. Dies führte uns zu der Schlussfolgerung, dass zumindest in Vanadiumhydrid Wasserstoff-Wasserstoff-Paare mit Abständen unter 2,1 Ång­s tröm auftreten.»

In künftigen Experimenten planen die Forscher, dem Zirconium-Vanadium-Hydrid bei verschiedenen Drücken mehr Wasserstoff zuzusetzen, um zu bestimmen, wieviel Wasserstoff die Legierung in ihrem Gitter speichern kann. Das Projekt wurde vom US-Energieministerium, dem Schweizerischen Nationalfonds (SNF) und dem Nationalen Zentrum für Forschung und Entwicklung in Warschau unterstützt.

Kontakt PD Dr. Andreas Borgschulte Empa Überlandstrasse 129 CH-8600 Dübendorf +41 58 765 46 39 andreas.borgschulte@empa.ch www.empa.ch

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Kontinuierliche Messung auch bei

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UMWELT

Smog in Los Angeles, Kalifornien.

Wie ungesund Luft sein kann

Luftverschmutzung schädlicher als gedacht Verschmutzte Luft ist gesundheitsschädlich und erhöht das Risiko für Herz-Kreislauf- und Atemwegs-Erkrankungen. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemie und der Universitätsmedizin Mainz haben in einer neuen Studie berechnet, dass Luftverschmutzung die Lebenserwartung der Menschen im globalen Durchschnitt stärker verringert als Infektionskrankheiten oder andere Herz-Kreislauf-Risikofaktoren wie beispielsweise Rauchen.

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Risiko für Herz-­KreislaufErkrankungen Diese Studie ist die erste, die globale Auswirkungen von Luftverschmutzung auf die Gesundheit der Menschen im Vergleich zu anderen Risikofaktoren weltweit untersucht. «Unser Vergleich zeigt, dass Luftverschmutzung eine der Hauptursachen für vorzeitige Todesfälle und den Verlust an Lebensjahren ist. Die frühere Sterbewahrscheinlichkeit wird insbesondere durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen verursacht», sagt Univ.-Prof. Dr. Thomas Münzel, Direktor am Zentrum für Kardiologie der Universitätsmedizin Mainz und Mitautor der Studie.

Die Wissenschaftler untersuchten den Zusammenhang zwischen einer Schadstoff-Exposition und dem Auftreten von Krankheiten. Um die weltweite Belastung mit Schadstoffen, wozu vor allem Feinstaub und Ozon zählen, zu berechnen, verwendeten die Forscher ein atmosphärenchemisches Modell. Dann kombinierten sie die daraus

Bild: Peter Pulkowski (UM Mainz)

Danach verursachte Luftverschmutzung im Jahr 2015 weltweit rund 8,8 Millionen vorzeitige Todesfälle. Dies entspricht einer durchschnittlichen Verkürzung der ProKopf-Lebenserwartung von insgesamt 2,9 Jahren. Im Vergleich dazu reduziert Rauchen die Lebenserwartung um durchschnittlich 2,2 Jahre (das entspricht 7,2 Millionen Todesfälle), HIV/Aids um 0,7 Jahre (1 Million Todesfälle), parasitäre und durch Vektoren – also durch Lebewesen wie Stechmücken oder Läuse – verursachte Krankheiten wie Malaria um 0,6 Jahre (also ungefähr 600 000 Todesfälle).

«Luftverschmutzung übersteigt Malaria als Ursache für vorzeitigen Tod um den Faktor 19 und HIV/Aids um den Faktor 9. Da die Auswirkungen auf die Gesundheit so enorm sind und die Bevölkerung weltweit betreffen, könnte man sagen, dass unsere Ergebnisse auf eine Luftverschmutzungspandemie hindeuten», sagt Prof. Dr. Jos Lelieveld, Direktor am Max-Planck-Institut für Chemie und Erstautor der Studie.

Der Mediziner Thomas Münzel (links) und der Naturwissenschaftler Jos Lelieveld.

resultierenden Expositionsdaten mit dem Global Exposure – Mortality Model, das auf epidemiologischen Kohortenstudien basiert.

Mithilfe dieser Daten wurden die Auswirkungen verschiedener Verschmutzungsquellen kalkuliert. Dabei differenzierten die Wissenschaftler zwischen Emissionen natürlichen Ursprungs, wie beispielsweise durch Waldbrände oder Wüstenstaub, und anthropogenen – das heisst, von Menschen verursachten – Quellen wie beispielsweise der intensiven Nutzung fossiler Brennstoffe. Basierend auf diesen Ergeb6/2020

UMWELT

nissen haben die Wissenschaftler dann eine krankheitsspezifische Sterberate und den Verlust der Lebensjahre in allen Ländern der Welt berechnet.

Die Studienergebnisse zeigen: Die durch die Luftverschmutzung verursachte vorzeitige Sterblichkeit ist in Ostasien und Südasien am höchsten (35 Prozent bzw.

32 Prozent), gefolgt von Afrika (11 Prozent), Europa (9 Prozent), Nord- und Südamerika (6 Prozent). Australien hat mit 1,5 Prozent die niedrigste Sterblichkeitsrate – und die strengsten Luftreinhaltungsstandards.

«Wir verstehen mehr und mehr, dass Feinstaub in erster Linie Gefässschäden und damit Krankheiten wie Herzinfarkt, Schlaganfall, Herzrhythmusstörungen und Herzschwäche begünstigt. Daher erachten wir es als äusserst wichtig, dass Luftverschmutzung als kardiovaskulärer Risikofaktor sehr ernst genommen wird und in den Richtlinien der Europäischen Gesellschaft für Kardiologie zu den Bereichen Prävention des akuten und chronischen koro­naren Syndroms sowie Herzinsuffizienz ausreichend Niederschlag findet», ergänzt der Kardiologe Münzel.

Verschmutzte Luft verkürzt demnach die Lebensdauer der Europäer im Schnitt um mehr als zwei Jahre.

Originalpublikation Jos Lelieveld, Andrea Pozze, Ulrich Pöschl, Mohammed Fnais, Andy Haines, Thomas Münze, «Loss of life expectancy from air pollution compared to other risk factors by country», Cardiovascular Research (2020); DOI: 10.1093/cvr/cvaa025

Kontakt Prof. Dr. Jos Lelieveld Max-Planck-Institut für Chemie Hahn-Meitner-Weg 1 D-55128 Mainz +49 6131 3054040 jos.lelieveld@mpic.de www.mpic.de

Heiß. Heißer.

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Gegen schlechte Luft könnte etwas getan werden Fast zwei Drittel der durch Luftverschmutzung verursachten Sterbefälle, nämlich rund 5,5 Millionen pro Jahr, sind den Erkenntnissen der Studie zufolge grundsätzlich vermeidbar, denn der Grossteil verschmutzter Luft stammt aus dem Einsatz fossiler Brennstoffe. So schätzen die Forscher auch, dass die durchschnittliche Lebenserwartung weltweit um etwas mehr als ein Jahr steigen würde, wenn die Emissionen aus der Nutzung fossiler Brennstoffe wegfallen würden.

800 000 Europäer betroffen Die Forscher der Universitätsmedizin Mainz und des Max-­Planck-Instituts für Chemie haben im vergangenen Jahr eine ähnliche 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.

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UMWELT

Weidende Kühe bestimmen durch ihre selektive Nahrungsaufnahme, was auf der Weide weiterwächst, und was nicht.

Kuh ist nicht gleich Kuh

Die Kuh bestimmt mit, welches Kraut wächst Angus oder Hochlandrind: Kuh ist nicht gleich Kuh, wenn es um die Vorlieben beim Fressen von verschiedenen Kraut-, Gras- und Straucharten geht. Forscherinnen und Forscher der Universitäten Heidelberg und Göttingen haben in Zusammenarbeit mit dem Schweizer Forschungsinstitut Agroscope gezeigt, dass die Rinderrasse die botanische Zusammensetzung von Weideflächen beeinflusst.

Thomas Richter ¹ Rinder, Schafe und Ziegen beeinflussen durch das Fressen, welche Pflanzen auf ihren Weiden wachsen; das ist schon län­ ger bekannt. Wenig bekannt ist hingegen, wie sich die Beweidung durch verschiede­ ne Rinderrassen auf die Vegetation aus­ wirkt. Denn produktionsorientierte Rassen wie Charolais, Angus, Fleckvieh oder Braunvieh unterscheiden sich von Robust­ rindern wie Hochlandrinder oder Galloway bezüglich Futterbedarf, Wachstumsrate und Gewicht. Zudem zeigen sie unter­ schiedliche Verhaltensweisen in der Bewe­ gung und der Wahl des Futters.

Um herauszufinden, welche Auswirkungen eine Rinderrasse auf die Weidevegetation hat, gingen die Forscherinnen und For­ scher wie folgt vor: Sie verglichen die bo­ tanische Zusammensetzung auf Flächen, die seit vielen Jahren von Hochlandrindern beweidet wurden, mit angrenzenden Wei­

¹ Universität Göttingen

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den intensiverer Rinderrassen. Insgesamt nahm das Forschungsteam so 50 Flächen an 25 Standorten in Bergregionen in Süd­ deutschland und in der Schweiz unter die Lupe.

Die Untersuchung zeigte deutliche Unter­ schiede zwischen den verschiedenen Rin­ derrassen: Unabhängig vom Standort wie­ sen Weiden mit produktionsorientierten Rassen bedeutend mehr Pflanzen mit ei­ ner hohen Weide- und Tritttoleranz auf.

Auf Weiden von Hochlandrindern kamen mehr Arten vor, deren Samen sich im Tierfell festhaken und so verbreiten. Ins­ gesamt war die Artenvielfalt auf Weiden von Hochlandrindern höher als auf den Vergleichsflächen. Das Team stellte zu­ dem fest, dass je länger sich diese Rinder­ rasse auf einer Weide befand, desto klarer der Unterschied in der Artenvielfalt aus­ fiel. Darüber hinaus war der Anteil an Sträuchern auf den Hochlandrinderwei­ den niedriger als auf den Vergleichsflä­ chen – ein Hinweis darauf, dass Hochland­ rinder weniger anspruchsvoll in der Wahl ihres Futters sind.

Originalpublikation Pauler C.M. et al., «Influence of Highland and production-oriented cattle breeds on pasture vegetation: a pairwise assessment across broad environmental gradients.»

Agriculture, Ecosystems and Environment (2019). Doi: 10.1016/j.agee.2019.106585

Kontakt Caren Pauler Universität Heidelberg Im Neuenheimer Feld 504 D-69120 Heidelberg +49 157 357 310 56 caren.pauler@gmx.de www.uni-heidelberg.de Dr. Manuel Schneider Agroscope Reckenholzstrasse 191 CH-8046 Zürich +41 58 468 75 98 manuel.schneider@agroscope.admin.ch www.agroscope.admin.ch

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MANAGEMENT

Hohe Bedeutung für andere Branchen

Beschäftigungseffekte der Pharmaindustrie Die effektive Bedeutung der Pharmaindustrie für den Arbeitsmarkt ist deutlich höher, als es die Anzahl der Arbeitsplätze in der Branche anzeigt. Denn die Zahlen kumulieren sich. Durch die Aktivitäten der Pharmaunter­ nehmen werden weitaus mehr Arbeitsplätze in anderen Branchen, die in Wechselwirkung mit der Pharma­ industrie stehen, geschaffen. Die Studie «Die Bedeutung der Pharmaindustrie für die Schweiz» des Wirtschafts­ forschungsinstitutes BAK Economics zeigt die ausgewerteten Zahlen für das Jahr 2018.

Simon Fry ¹

Bild: Adobe Stock

Für die Herstellung der Pharmaprodukte werden von Unternehmen aus verschiedenen anderen Branchen, Sektoren und dem Ausland Vorleistungen bezogen. So benötigt die Produktion von Arzneimitteln wie beispielsweise Maschinen, chemische Substanzen, Versicherungsdienstleistungen, Gebäude- und Anlagenunterhalt, Reinigungs- und Sicherheitsfirmen, IT-Services oder Energie. Darüber hinaus profitieren Handel und Gewerbe von den Konsum­ ausgaben der Angestellten in den Pharmaunternehmen. Aufgrund dieser wirtschaftlichen Verflechtungen sind mit der Produktion in der Pharma ebenfalls Arbeitsplätze in anderen Wirtschaftszweigen verbunden.

Viele Branchen profitieren

Eine einzelne Stelle in der Pharmabranche führt zu 4,4 Arbeitsplätzen in anderen Branchen.

Wie hoch der gesamtwirtschaftliche Beschäftigungseffekt aus der Produktions-, Forschungs- und Entwicklungstätigkeit der Pharmaindustrie im Jahr 2018 ausgefallen war, wurde im Rahmen der Bedeutungsstudie von BAK Economics «Verlinkung» anhand eines makro­ökonomischen Wirkungsmodells berechnet. Die Wirkungsanalyse zeigt, dass dank der Aktivitäten der Schweizer Pharmaunternehmen im Jahr 2018 rund 207 300 Personen in anderen Schweizer Unternehmen beschäftigt wurden. Der gesamte Beschäftigungseffekt beträgt rund 254 100 Personen.

Der Beschäftigungsmultiplikator, der angibt, um welchen Faktor der Gesamteffekt grösser als der direkte Effekt ist, entspricht

dem Wert 5,4. Das bedeutet, dass der Gesamteffekt 5,4-mal so hoch ausfällt wie der direkte Effekt. In Verbindung mit der Aktivität der Pharmaindustrie sind somit mit jedem Mitarbeitenden der Pharma­ branche im Durchschnitt zusätzlich 4,4 Personen in anderen Branchen beschäftigt.

¹ Interpharma, Basel

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nehmen anderer Branchen hinzu. Insgesamt generierte die Pharmaindustrie im Jahr 2018 ein gesamtwirtschaftliches Arbeitnehmereinkommen von rund 21,9 Milliarden Franken. Das entspricht 5,7 Prozent der Gesamtwirtschaft.

Originalpublikation www.bak-economics.com

Zusätzliche Einkommenseffekte Mit den zusätzlichen Arbeitsplätzen in anderen Wirtschaftszweigen war 2018 ein kumuliertes Arbeitnehmereinkommen von rund 15,8 Milliarden Franken verbunden.

Auf 1000 Franken Lohn in der Pharmaindustrie kamen somit durchschnittlich nochmals rund 2600 Franken Lohneinkommen bei Mitarbeitenden aus Unter-

Kontakt Interpharma Petersgraben 35 CH-4009 Basel +41 61 264 34 00 info@interpharma.ch www.interpharma.ch

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MANAGEMENT

Blockchain-Technologie

Höhere Transparenz in der Lieferkette Die Blockchain-Technologie könnte mehr Transparenz in globale Lieferketten bringen und so für mehr soziale und ökologische Nachhaltigkeit sorgen. Erste Pilotprojekte dazu gibt es bereits. Eines davon hat das Institut für Supply Chain Management der Universität St. Gallen (HSG) begleitet und dabei untersucht, welche Stolpersteine es für derartige Lösungen gibt.

Was ist Blockchain?

Bei der Blockchain-Technologie handelt es sich um ein Computerprotokoll, das die Art der Speicherung und Verteilung von Daten definiert. Statt auf einer einzelnen, zentralen Datenbank werden Daten dezentral und redundant auf mehreren Systemen (z. B. Rechnern, Clouds) abgespeichert. Einzelne Transaktionen und damit Dateneinträge werden in Blöcken abgespeichert und miteinander verkettet. Änderungen des Datensatzes sind so für alle Beteiligten nachvollziehbar einsehbar, wodurch Manipulationen praktisch verhindert werden.

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Hohe Kosten als Hindernis Konkret untersuchte das Forscherteam, bestehend aus Prof. Dr. Erik Hofmann, Dominik Röck (beide von der HSG) und Henrik Sternberg von der Iowa State University, zwischen 2016 und 2018 die Pilotanwendungen des Projekts «ReLog». Für die Studie wurden Aussagen von verschiedenen beteiligten Akteuren zusammengetragen und ausgewertet. Darunter waren Projektmitglieder aus dem Detailhandel, von Transportunternehmen, aus der Nahrungsmittelindustrie und auch aus einem Weingut.

Zu den wichtigsten Hindernissen für die Einführung von Blockchain-Technologie zur Erhöhung der Transparenz in der Lieferkette zählen die hohen Kosten, die mit der Datenerhebung und Datenübermittlung verbunden sein können. «Nicht alle Akteure eines Liefernetzwerkes verfügen über den gleichen Grad an Technologisierung und automatischer Datenerfassung», sagt Dominik Röck. Häufig müssten deshalb erhebliche Investitionen getätigt und zusätzliche, manuelle Arbeiten ausgeführt werden, beispielsweise indem ein Fahrer die Ladung scannt. «Dies kann von den Ausführenden als zusätzliche Belastung empfunden werden.»

Persönlichkeitsrechte tangiert Ein weiteres Hindernis ist, dass auch Persönlichkeitsrechte tangiert werden können, um zusätzliche Transparenz hinsichtlich einzelner Akteure zu erlangen. Eine solche Offenlegung von Informationen über Angestellte, bspw. den Fahrer einer Ladung, führen jedoch zu Widerständen, da auch eine stärkere Überwachung möglich wäre.

Viele zögern auch mit Investitionen in die

Bild: Shutterstock

Die Schmuckindustrie geriet immer wieder in die Kritik, weil sie mit Diamanten und Farbedelsteinen aus Konfliktgebieten handelte. Viele grosse Player der Branche haben deshalb bereits Blockchain-Technologie zur Erhöhung der Transparenz über Herkunft und Qualität ihrer Diamanten eingeführt.

Auch die Lebensmittelbranche spürt den Druck von Seiten der Konsumierenden, Transparenz über die Herkunft sowie die Anbau- und Produktionsbedingungen in der vorgelagerten Lieferkette zu gewährleisten. Schliesslich sollen im Vegi-Burger nicht nur die Hauptzutaten, sondern wirklich alle Inhaltsstoffe aus biologischer und sozial nachhaltiger Produktion sein.

Trotz einigen Pilotprojekten hat Blockchain auch in der Nahrungsmittelbranche bislang noch keinen Durchbruch erzielt. Das Institut für Supply Chain Management (ISCM) der HSG betrachtete deshalb einen dieser frühen Versuche genauer, um Vor- und Nachteile der Technologie für die einzelnen Akteure zusammenzutragen.

Bei der Blockchain-Technologie werden Daten dezentral abgespeichert. Diese «Datenpakete» werden miteinander verbunden – oder eben «verkettet». Jede Änderung an den Daten wird dadurch ersichtlich und die Transparenz nimmt zu.

Transparenz, weil sie fürchten, dass andere Player in der Lieferkette nicht mitziehen könnten. «Blockchain kann sich nur eta­ blieren, wenn sie für alle Beteiligten vorteilhaft erscheint», so Dominik Röck.

Den grössten Nutzen solcher Transparenzlösungen würden sich aber jene Akteure versprechen, die am Ende einer Lieferkette, am nächsten beim Endkunden angesiedelt sind, wie etwa die Detaillisten. «Diese hoffen, sich vor allem positiv von der Konkurrenz abgrenzen und so höhere Preise für die Produkte verlangen zu können», erklärt Dominik Röck. Weiter unten in der Lieferkette werde Blockchain aber eher als mühsam empfunden. Dort sei es vor allem der Druck von Grossabnehmern, der als Argument für die Technologie herangezogen werde.

Kontakt Dominik Röck Universität St. Gallen Dufourstrasse 50 CH-9000 St. Gallen +41 71 224 72 99 dominik.roeck@unisg.ch www.unisg.ch

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VERFAHRENSTECHNIK

Überschüssige Energie aus der Industrie

Vernetztes Heizen mit Abwärme Der Schweizer Gebäudepark könnte ökologisch viel nachhaltiger beheizt und gekühlt werden, als dies jetzt der Fall ist. Forschende der Hochschule Luzern schaffen im Auftrag des Bundesamtes für Energie (BFE) eine Plattform, die Wissen um die Technik der Thermischen Netze bündelt. Angesprochen sind Raumplaner, Investoren, Industrie sowie Energieplaner und -lieferanten. Sie sollen befähigt werden, sich an fundierten Methoden zu orientieren und so von einer höheren Planungssicherheit profitieren.

Wärme aus industriellen Prozessen Fernwärme nutzt zum Beheizen von Liegenschaften Abwärme von Kehrichtverbrennungsanlagen (KVA), Abwasser, industriellen Prozessen, Wärme­kraftkopplungs-­Anlagen oder Geothermie. In der nahen Zukunft wird wegen der Klimaerwärmung der Aspekt der Fernkälte immer wichtiger. Denn auch kaltes Wasser kann über Thermische Netze geleitet werden. Als Kältequellen stehen etwa See-, Fluss- und Grundwasser sowie das Geocooling zur Verfügung.

Wissen erarbeiten, sammeln und vermitteln Thermische Netze beziehen Wärme oder Kälte dort, wo sie ohnehin anfällt. Über ein Leitungsnetz mit warmem oder kaltem Wasser transportieren sie diese dorthin, wo sie genutzt wird. «So können Unterdeckungen an einem Ort mit Überschüssen 6/2020

Bild: Energie Schweiz

Der Schweizer Gebäudepark ist für rund 33 Prozent der CO 2 -Emissionen verantwortlich. Denn geheizt wird in rund 60 Prozent der Wohnbauten immer noch vor allem mit fossilen Energieträgern wie Heizöl oder Gas. Auch wenn die Heizungen ersetzt werden müssen, wird mehrheitlich wieder eine Öl- oder Gasheizung einbaut; Alternativen werden kaum je überprüft.

Deshalb leistet das frisch gestartete Programm «erneuerbar heizen» von Energie Schweiz mit gezielten Beratungen einen Beitrag zur Förderung von Alternativen.

Denn an vielen Orten können erneuerbare Energien wie Sonne, Erdwärme, Holz oder auch ein Fernwärmeanschluss installiert werden.

Thermische Netze: Fernwärme nutzt zum Beheizen von Liegenschaften Abwärme von Kehrichtverbrennungsanlagen (KVA), Abwasser, industriellen Prozessen, Wärmekraftkopplungs-­ Anlagen oder Geothermie.

an einem anderen Ort kompensiert werden», erklärt Prof. Joachim Ködel. Er leitet seit 2016 und noch bis 2021 das Programm «Thermische Netze» am Institut für Gebäudetechnik und Energie der Hochschule Luzern. Sein Team hat vom Bundesamt für Energie BFE den Auftrag bekommen, Wissen über die Technik der Thermischen Netze zusammenzutragen.

Denn in der Schweiz wird an verschiedenen Orten bereits seit längerem mit Fernwärme, oder seit einigen Jahren auch mit Niedertemperaturnetzen, für Heizung und Kühlung gearbeitet oder zum Thema geforscht. Dies geschieht teilweise dezentral und auf kantonaler Basis. Das bedeutet: Zum Beispiel in Graubünden erworbenes Wissen dringt nicht nach Luzern oder Bern. Dieses Wissen wird nun gesammelt, systematisiert und in einem Handbuch

und weiteren Grundlangedokumenten allen Entscheidungsträgern in Sachen Wärme- und Kälteversorgung zugänglich gemacht. «Wichtig ist, dass die Entscheider mit Fakten operieren können und die Diskussion um die Technik versachlicht wird», sagt Ködel. Diese Informationen finden sich gesammelt auf der Projektwebsite www.hslu.ch/thermische-Netze.

Leitungsnetz ist Voraussetzung Damit Fernwärme und Fernkälte in einem Gebiet sinnvoll eingesetzt werden können, muss eine genügend hohe Wärmedichte vorhanden sein. Das ist vor allem in Stadtzentren, Mehrfamilienhausquartieren sowie in Gewerbezonen der Fall. In diesen Gebieten empfiehlt Ködel, Fern41

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wärme und -kälte mit Priorität in Betracht zu ziehen, da individuelle Heizungen oder Kälteanlagen kaum eine ökologisch gleichwertige Alternative bieten können. In urbanen Gebieten ist die Verlegung von Leitungen zurzeit allerdings häufig kostenintensiv.

Hier ökonomische Lösungen zu identifizieren, neue zu finden und das Wissen mit Weiterbildungen zu vermitteln, steht zum jetzigen Zeitpunkt im Fokus des Projekts.

Angesprochen sind Raumplaner, Investoren, Industrie sowie Energieplaner und -lieferanten. Sie sollen befähigt werden, sich an fundierten Methoden zu orientieren und so von einer höheren Planungssicherheit profitieren. Dafür werden Aus- und Weiterbildungskurse angeboten und Präsentationen von realisierten Projekten organisiert. «So werden alle befähigt, Thermische Netze dort einzusetzen, wo es zweckmässig ist und ökologisch und ökonomisch sinnvoll», sagt Joachim Ködel.

Der Bedarf ist in Zukunft gross. Es wird erwartet, dass im Jahr 2050 rund 40 Prozent des Raumwärme und Brauchwarmwasserbedarfs über thermische Netze, also Hoch- bis Niedertemperaturnetze, gedeckt werden könnten, vorausgesetzt, dass der Energiebedarf des Gebäudeparks dank Sanierungsmassnahmen um rund die Hälfte reduziert werden kann.

Medienmitteilung Hochschule Luzern www.hslu.ch

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Kontakt Prof. Joachim Ködel Hochschule Luzern Werftestrasse 4 CH-6002 Luzern +41 41 349 35 01 joachim.koedel@hslu.ch www.hslu.ch

28.05.20 14:50

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Bild: Skeeze/Pixabay

VERFAHRENSTECHNIK

Weichmacher werden bei der Herstellung von Kunststoffprodukten eingesetzt, um diese flexibler und dehnbarer zu machen.

Hermetisch dichte Prozess-Membranpumpen

Sichere Produktion von Weichmachern Weichmacher bedienen einen riesigen Absatzmarkt: 2018 betrug ihr weltweites Volumen laut dem Marktforschungsinstitut Ceresena Research 7,6 Millionen Tonnen. Einige der Stoffe gelten allerdings als toxisch und können beim Übergang in andere Medien wie Wasser oder Fett stark umwelt- und gesundheitsschädigend wirken. Da dies bereits bei der Herstellung dieser Chemikalien zu berücksichtigen ist, werden dabei meist robuste Prozess-Membranpumpen eingesetzt.

Rainer Sonnenfroh 1 87 Prozent aller Weichmacher wurden nach Angaben des Marktforschungsinstituts Ceresena Research im Jahr 2018 für Kunststoffprodukte eingesetzt. Den Grossteil des Bedarfes machten mit 2,33 Millionen Tonnen diverse Folienprodukte aus, die ebenso wie viele Bodenbeläge, Kabel und Schläuche auf dem Massenkunststoff Polyvinylchlorid (PVC) basieren. Sie alle erhalten durch die Zugabe der farb- und weitestgehend geruchlosen Weichmacher ihre speziellen Gebrauchseigenschaften: Der von Natur aus harte und spröde Werkstoff wird so flexibel und dehnbar beziehungsweise überhaupt erst brauchbar, ohne an Formstabilität zu verlieren. Die hierfür eingesetzten Weichmacher, auch Plastifikatoren genannt, gehören überwie-

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Lewa GmbH, Leonberg (D)

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gend zur Gruppe der Phthalate, einem Ester, der in vielen Variationen vorliegen kann.

Robuste und verschleissfeste Technik erforderlich Bei der Produktion von Weichmachern sind also besonders hohe Sicherheitsmassnahmen zu treffen, wenn aus dem benzinähnlichen Vorprodukt Naphtha (Rohbenzin) mittels eines mehrstufigen Prozesses ungiftige, langkettige Weichmacher hergestellt werden. Dies gilt im Besonderen für den Einsatz von Pumpen, da diese für einen störungsfreien Transport von oftmals toxi­ schen Fluidgemischen verantwortlich sind und während des Herstellungsvorgangs als Reaktorbefüllungs- oder Druckerhöhungsanlagen verwendet werden. Zudem müssen die Anlagen durch eingebaute Sicherheitsmechanismen auch bei extremen Betriebszuständen einwandfrei funktionie-

ren oder Betriebsschäden nach Bedienfehlern verhindern. Aus Sicherheitsgründen werden daher bevorzugt hermetisch dichte Prozess-Membranpumpen eingesetzt: Diese gewährleisten durch ihre sichere und robuste Technik eine leckagefreie Förderung des Naphtha-Gemischs und vermeiden so, dass gefährliche Flüssigkeiten in die Umwelt gelangen. Dies liegt im Wesentlichen daran, dass die Pumpentechnik ohne dynamische Dichtungen arbeitet. Die PTFE-Membran ist Förderorgan und gleichzeitig statische Abdichtung des Pumpenarbeitsraums: eine Grundvoraussetzung für die sichere Förderung von flüssigen Risikostoffen. Durch dieses Prinzip können gleichzeitig niedrige Lebenszyklus- und geringe Wartungskosten erzielt werden.

Das patentierte Membranschutzsystem Lewa DPS stellt dabei die Grundlage für die Kostenreduktion dar. Eine Feder unterstützt die Saugbewegung der Membran und sorgt zuverlässig dafür, dass sich diese im43

VERFAHRENSTECHNIK

mer in der richtigen Position befindet. Beschädigungen der Membran werden durch das Überwachungssystem sofort angezeigt.

Die Pumpe ist weiterhin hermetisch dicht und kann im Fall eines Membranwechsels kontrolliert heruntergefahren werden. Zusätzlich zum DPS verfügt jede Lewa-Prozess-Membranpumpe über eine interne Überdruckabsicherung. Durch diese Schutzsysteme wird sichergestellt, dass sich die Maschine auch in kritischen Betriebszuständen sicher kontrollieren lässt und Leckagen vermieden werden.

Alles aus einer Hand

Bild: Lewa GmbH

Die Effizienz der Produktionsprozesse ist jedoch nicht nur von der Auswahl und Inbetriebnahme geeigneter Pumpentechnik abhängig. Ein ganzheitlicher Ansatz, der Entwicklung, Produktion und Service umfasst, bietet daher klare Vorteile. Nur wenn

alle Bereiche in einer Hand liegen, ist der Pumpen- bzw. Anlagenhersteller in der Lage, dem Anwender eine komplette und individuelle Lösung für das jeweilige Projekt anzubieten. Die Pumpen sollten dabei in ein Gesamtkonzept einbezogen werden, das von der Planungsunterstützung über die aktive Anlagen- und Werkzeugberatung bis hin zu einer Lagerhaltungsstrategie die komplette Leistungsbreite offeriert. Ein solcher «Alles-aus-einer-Hand»-Ansatz sorgt für kürzere Kommunikationswege und bündelt das erforderliche Know-how an den Schnittstellen der einzelnen Arbeitsbereiche.

Erfahrene Anlagenhersteller erstellen daher im Vorfeld Rohrleitungsstudien und Machbarkeitsanalysen, bevor die Auslegungspläne der zuständigen Ingenieure in Produktion gehen. Auf diese Weise können kundenspezifische Anforderungen in die Planung einfliessen und Konstruktions-

Bei kritischen Anwendungen wie der Weichmacherproduktion ist eine hermetisch dichte Prozess-Membrantechnik erforderlich.

komponenten auf die jeweils vorliegende Situation angepasst werden. Nach Inbetriebnahme der Anlage durch einen Service-Ingenieur kann dem Kunden für den gesamten Lebenszyklus der angeforderten Pumpen zudem ein eigener Service-Experte zur Seite gestellt werden, der die Beratung bei Anwendungsschwierigkeiten übernimmt und anfallende Wartungsarbeiten durchführt. Ganzheitliche Lösungskonzepte wie dieses ermöglichen eine schnellere und störungsfreie Abwicklung, da Herausforderungen und Schwierigkeiten stark vereinfacht und innerhalb eines Unternehmens kommuniziert werden können.

Fazit Das weltweite Produktionsvolumen von Weichmachern zum Einsatz in Kunststoffprodukten steigt stetig an. Eine leckagefreie Förderung ist hierbei äusserst wichtig, da Weichmacher aus einem auf Naphtha basierenden Fluidgemisch gewonnen werden, das toxisch auf Mensch und Umwelt wirkt. Daher müssen eingesetzte ProzessMembranpumpen höchste Sicherheitsanforderungen erfüllen. Hierbei hilft es, die reine Produktion und Lieferung der Pumpe in ein gesamtheitliches Konzept zu inte­ grieren, das auch Planung, Beratung, Inbetriebnahme und Wartungsservice miteinschliesst.

Kontakt Lewa GmbH Ulmer Strasse 10 D-71229 Leonberg +49 7152 14 0 lewa@lewa.de www.lewa.de

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WERKSTOFFE

Un matériau inédit

Une façon nouvelle de créer des images Des chercheurs de l’EPFL ont façonné un matériau alliant effet de moiré et transparence pour créer des images inédites. Cette technologie pourrait rencontrer des applications intéressantes dans les domaines de la décoration et la lutte contre les contrefaçons.

Sarah Perrin 1

Figures : EPFL

Un effet de moiré sur un matériau trans­ parent, et voilà une façon nouvelle et sur­ prenante de créer des images. Issue d’une collaboration entre le Laboratoire de microsystèmes (LMIS1) et le Laboratoire d’images et représentation visuelle (IVRL) de l’EPFL, cette technologie inédite pour­ rait trouver des applications intéressantes tant dans le domaine de la décoration que de la sécurité. Elle a récemment fait l’objet de deux publications, une dans le « Journal of the Optical Society of America » (JOSA A) et l’autre dans le journal « Optics Ex­ press ».

Cette nouvelle technique offre de nouvelles opportunités contre les contrefaçons et comme garantie d’authenticité, notamment sur des documents d’identité.

Le moiré est un effet optique qui apparaît lorsque deux réseaux de lignes ou deux maillages sont superposés et que leurs interférences créent des motifs. Un exem­ ple bien connu de ce phénomène est le brouillage produit par une chemise à ray­ ures à la télévision, où la trame du vête­ ment se superpose à celle de l’écran.

Un subtil réseau de microlentilles cylindriques

Pour obtenir ce matériau inédit, les chercheurs ont utilisé un substrat plan et transparent.

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EPFL, Lausanne

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Pour obtenir ce matériau inédit, les cher­ cheurs ont utilisé un substrat plan et trans­ parent. Grâce à des technologies comple­ xes et minutieuses de micro fabrication, ils ont sculpté sur chacune de ses deux faces un subtil réseau de microlentilles cylin­ driques. « Ces microlentilles ont des di­ mensions qui peuvent descendre jusqu’à 5 microns de diamètre, ce qui est vrai­ ment très fin », relève Thomas Walger, doc­ torant commun aux deux laboratoires im­ pliqués. En décalant certaines de ces lentilles selon un motif prédéfini par des

algorithmes, ils ont pu contrôler l’effet de moiré induit par la lumière incidente de manière à former des images précises et cohérentes. Selon l’angle et l’intensité de la lumière traversant le substrat, des mou­ vements ou des couleurs apparaissent.

Ce travail est le nouveau fruit d’une colla­ boration entre les laboratoires de deux professeurs, Roger Hersch et Jürgen Brug­ ger, qui avait déjà permis de réaliser, en 2013, des systèmes de moiré miniaturisés permettant de lutter contre les faussaires.

Cette nouvelle technique offre de nouvel­ les opportunités contre les contrefaçons et comme garantie d’authenticité, notam­ ment sur des documents d’identité. Elle pourrait également servir dans le domaine de la décoration, par exemple pour la fa­ brication de bijoux, d’objets d’arts ou de luxe, sur des vitrines ou en tant qu’orne­ ments de bâtiments.

Communiqué EPFL www.epfl.ch 45

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 Haben wir Abschlussprüfungen?

Diese Fragen stellten sich zu Beginn des Jahres 2020 die Lernenden der CPT-Abschlussklassen nicht. Die meisten bereiteten sich auf das Qualifikationsverfahren (QV) vor, als sich ein Virus namens Corona auf den Weg von China zu uns aufmachte. Dank dem Unterricht in der Biologie wussten die Lernenden der Abschlussklassen, was ein Virus ist und wie es sich verbreiten kann. So gesehen, ein weiterer Erfolg der BiVoÄnderung 2015.

Und dann am 9. April die Meldung vom Bundesrat, es finden in allen Berufen keine Prüfungen in der Berufskenntnis statt.

Anstelle der QV-Noten der schriftlichen Prüfungen, werden die Noten der ersten fünf

Semester der Berufsschule in den berufskundlichen Fächern berücksichtigt. Für Repetenten ohne Besuch der Berufsschule werden benotete Fachgespräche durchgeführt.

Aber es gibt ja noch die praktischen Prüfungen. Was passiert hier? Hier waren die Meinungen der Organisationen der Arbeitswelt (OdA) gefragt. Kann in Zeiten des Coronavirus bei den CPT die individuelle praktische Arbeit (IPA) überall in der Schweiz durchgeführt werden?

Diese Frage wurde bei unseren OdAs mit Nein beantwortet.

Bei der Ausbildung der CPTs werden Teile der Überbetrieblichen Kurse benotet. Deshalb kam bei uns nur eine von mehreren vorgeschlagenen Varian-

ten in Frage. Diese wurde am 22. April 2020 bewilligt.

Die Variante sieht Folgendes vor: Es finden keine praktischen Prüfungen statt. Die Lernenden werden von ihren Lehrbetrieben beurteilt. Es wird dazu ein schweizweit einheitliches Formular verwendet. Die Grundlage zum Formular bildet das Beurteilungsformular zur IPA, mit welchem die Fachvorgesetzten und Experten in coronafreien Jahren die Noten der IPA festlegen.

Auch wenn im Jahre 2020 keine QVs stattfinden, der Jahrgang mit Abschluss 2020 hat sich das EFZ gleichwohl verdient:

– Die Lernenden haben viel Zeit in ihre Ausbildung investiert.

– Die Berufsschule haben die erforderlichen Handlungskompetenzen vermittelt.

– Die Ausbildungsbetriebe haben viel Herzblut in die Ausbildung der Lernenden gesteckt, um ihnen das Handwerk beizubringen.

– In den ÜK-Zentren wurde die Vernetzung von Theorie und Praxis intensiv vorgenommen.

Unser neuer Jahrgang hat also das Rüstzeug, um sich in der Berufswelt zu etablieren!

Erwin Venetz, Ausbildung Ressort

Berufsprüfung (BP) zum eidg. Diplom (HFP) Chemietechnologe/-technologin Das alte Reglement zur höheren Fachprüfung (HFP) mit Abschluss als dipl. Chemietechnologe/-technologin und der vorbereitende Lehrgang werden überarbeitet. Neu wird diese berufliche Weiterbildung 46

zuerst zu einer Berufsprüfung (BP) und anschliessend zu einer höheren Fachprüfung führen. Im Januar 2021 beginnt der erste Lehrgang, der auf die neue Berufsprüfung vorbereitet.

Im Jahr 2003 startete die erste Pilotklasse zum Lehrgang dipl. Chemietechnologe/-technologin. Bis heute haben die Experten und die Qualitätssicherungskommission (QSK) 142 Diplomprüfungen durch-

geführt und 121 Diplome ausgestellt. Bei jedem Lehrgang in der Berufsbildung ist jeweils schon von Anfang an klar, dass man ihn eines Tages wird überarbeiten müssen. Normalerweise findet alle fünf bis zehn 6/2020

VERBANDSSEITE

Das eidgenössische Fähigkeitszeugnis (EFZ) Doch zuerst ein kurzer Überblick über das gesamte Berufsbild einschliesslich der Grundausbildung. Die Berufsentwicklung lässt sich folgendermassen erklären: Der Einstieg erfolgt mit einer Lehre auf Sekundarstufe 2. In unserem Falle ist das der Beruf Chemie- und Pharmatechnologe/-technologin EFZ; diese Ausbildung wurde vor einiger Zeit ebenfalls revidiert und verläuft seit 2015 gemäss einer neuen Bildungsverordnung. Vor rund zwei Jahren wurde zudem die niederschwellige zweijährige Lehre als Chemie- und Pharmapraktiker/-in mit eidgenössischem Berufsattest (EBA) eingeführt.

Mit dem EFZ in der Hand ist also der Weg frei zur Tertiärstufe. Hier findet nun eine Änderung der bisherigen Praxis statt.

Neu gibt es die sogenannte Berufsprüfung (BP). Diese führt zu einem eidg. Fachausweis (FA). Dieser eidg. Fachausweis ist die Voraussetzung für die Ausbildung zur höheren Fachprüfung (HFP), welche mit einem eidg. Diplom abschlies­st.

Somit sind auf den beiden Stufen insgesamt vier Abschlüsse möglich. Im April hat das Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation (SBFI) die neuen Bezeichnungen für die Tertiärstufe genehmigt. Damit gelten folgende Berufsbezeichnungen: Sekundarstufe 2: Chemie- und Pharma­ praktiker/-in EBA Chemie- und Pharma­ technologe/-technologin EFZ 6/2020

Bild: SBFI 2019

Jahre eine Revision statt. Für eine solche Revision muss man zwei bis drei Jahre Arbeit rechnen. Dieser Beitrag zeigt auf, was alles dahintersteckt.

Schweizer Bildungssystem: Die höhere Fachprüfung entspricht der höchsten Ausbildung auf Stufe Höhere Berufsbildung.

Tertiärstufe: Chemie- und Pharma­ techniker/-in mit eidg. Fachausweis (BP, neuer Abschluss) Chemie- und Pharma­ produktionsleiter/-in mit eidg. Diplom (HFP, neue Bezeichnung) Phase 1 Bis nun der Lehrgang zur ersten Berufsprüfung im Januar 2021 starten kann, gibt es noch einiges zu tun. Aber vieles ist auch bereits getan: Im Vorfeld der Revision sind verschiedene Akteure eingespannt. Der Arbeitgeber-Verband «scienceindustries» und der Arbeitnehmerverband SCV bilden die Trägerorganisation.

Ein weiterer Akteur ist der Bund, also das SBFI. Bereits 2016 diskutierte der SCV die Revision erstmals, und man wurde zusammen mit «science­ industries» in Bern beim SBFI vorstellig. Später wurde der Revisionsprozess formal gestartet.

Viele Abklärungen seitens Ar-

beitnehmer- und Arbeitgeberverband waren notwendig.

Auch wurden Workshops mit Berufsleuten durchgeführt, um herauszufinden, welche Themenfelder für die Formulierung der Handlungskompetenzen wichtig sein könnten.

Im Jahr 2018 wurde auf Anraten des SBFI ein Verein zur höheren Berufsbildung der Chemie- und Pharmaberufe, kurz VHBCP, gegründet. Der Verein wird präsidiert durch Daniel Müller, welcher zusammen mit Kurt Bächtold die SCV-Seite vertritt. Ihnen zur Seite stehen die Vertreter von «scienceindustries», Gebhard Hug und Sascha Bissig. Guido Hess als Vertreter des Modulanbieters Aprentas Weiterbildung und Marcel Dürr als QSK-Präsident (Beisitz) runden den Vorstand ab.

Seit der Gründung des VHBCP trifft sich die Arbeitsgruppe regelmässig, um an der Revision zu arbeiten. Auch die französische Schweiz ist eingebunden.

Mit Frédéric Falcotet von Educarre Sàrl in Monthey tauscht man

sich rege aus, um den Lehrgang auch in der Romandie anzubieten. Die ganze Revision ist eine schriftliche Knochenarbeit mit regem Austausch mit dem SBFI, welches akribisch genau die eingereichten Dokumente prüft, angefangen bei der Klärung der Ausgangslage. Nachbesserung um Nachbesserung wurde eingegeben, bis die Dokumente fertig waren beziehungsweise immer noch werden.

Phase 2 Zentrales Element einer jeden Weiterbildung ist das Qualifikationsprofil. Es zeigt ein möglichst prägnantes Bild des Berufs auf und definiert, über welche Qualifikationen eine Person verfügen muss, um den Beruf auf dem erforderlichen Niveau kompetent ausüben zu können. Es mussten Lernziele (Handlungskompetenzbereiche und Handlungskompetenzen) erstellt werden. Als Basis hierzu dienten die Erkenntnisse aus den oben erwähnten Workshops.

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VERBANDSSEITE

Phase 3 Zurzeit ist die Arbeitsgruppe damit beschäftigt, die Prüfungsordnung (PO) und die Wegleitung zu erarbeiten. Die Wegleitung richtet sich in erster Linie an die Kandidatinnen und Kandidaten der eidgenössischen Prüfungen, aber auch an die Prüfungsexpertinnen und -experten und die Kursanbieter.

Sie enthält sämtliche Informationen, die im Zusammenhang mit einer eidgenössischen Prüfung (Vorbereitung und Durchführung) wichtig sind, und vermittelt diese so klar und verständlich wie möglich. Mit der nachfolgenden Phase 4, der Ausschreibung und Genehmigung, werden dann alle Dokumente vom SBFI genehmigt.

Modularer Unterricht Im Zentrum der Berufsprüfung stehen diverse Handlungskom-

petenzen, welche in Handlungskompetenzbereiche zusammengefasst werden. So stehen Themen wie Mitarbeiterführung, Qualitäts- und Umweltmanagement, Produktionsprozesse und Instandhaltung im Fokus.

Abgeschlossen wird der Lehrgang voraussichtlich mit einer schriftlichen und mündlichen Prüfung. Der modulare Unterricht findet auch auf Stufe HFP statt. Einige Module von der BP werden weiter vertieft. Projektmanagement und Betriebswirtschaft sowie Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz werden neu aufgegriffen. Die Prüfung findet als Diplomprüfung statt, analog zu den bisherigen Di­ plomprüfungen.

Modernes Berufsbild Auf Stufe BP können Chemieund Pharmatechniker/-innen zukünftig als Gruppenleiter,

Schichtführer, Schichtkoordinator oder Teamleiter im Produktionsbetrieb eingesetzt werden.

Sie sind folglich Führungskräfte im operativen Bereich eines Betriebs der chemisch-pharmazeutischen und biotechnologischen Industrie. Sie sind in den Bereichen Produktion, Arbeitsvorbereitung und Unterhalt, nach Vorgaben der Vorgesetzten, für die Organisation, die Ausführung und Auswertungen der Arbeiten zuständig und somit eine Art rechte Hand des Produktionsleiters. Chemieund Pharmaproduktionsleiter/-innen mit HFP-Abschluss können Teams in chemischpharmazeutischen und biotechnologischen Betrieben leiten und das Bindeglied zwischen der Betriebsleitung und der Produktion sein. Dort sind sie, bei kontinuierlicher Weiterentwicklung und Qualitätssiche-

rung ihres Betriebs, zuständig für die effiziente, sichere sowie umwelt- und kostenbewusste Umsetzung der Aufträge. Sie analysieren die Prozesse ihrer Abteilung und verbessern sie systematisch. Meister, Schichtleiter, Ausbilder in üK und Berufsfachschulen sowie Fachexperte in der Produktion sind mögliche Positionen.

Kosten Die genauen Kosten der Lehrgänge sind zwar noch nicht bekannt. Am Geld soll die Weiterbildung jedoch nicht scheitern, denn der Bund unterstützt Absolvierende von Kursen, die mit einer eidgenössischen Prüfung abschliessen, mit recht grosszügigen finanziellen Beiträgen.

Damit möchte er die höhere Berufsbildung fördern.

Marcel Dürr, VHBCP

SEKTION FRICKTAL «Zooh» – Faszination Australien für die ganze Familie Willkommen in Down Under!

Ist der Australienurlaub noch in bester Erinnerung? Oder steht der Besuch im Land der Koalas noch auf der To-do-Liste? Nicht nur Crocodile Dundee hätte an diesem Ausflug seine helle Freude. Auf unserer Reise begegnen uns nicht nur die put­ zigen Koalas. Kängurus und Emus warten genauso auf uns.

Australien ist nicht nur herzig, auch der Riesenvaran grüsst uns. Dass nicht nur grosse Echsen eine Gefahr sind, erfahren wir, indem wir uns mit invasiven Arten befassen – eingeschlepp48

te Tiere, welche dem australischen Kontinent viel Aufwand für die Bekämpfung bereiten.

Die Durchforstung des Outbacks kostet Kraft. Zeit für eine Stärkung! Zwischen Bennet-­ Wallabies und Emus gleichen wir unseren Flüssigkeitshaushalt mit australischem Bier aus.

Was isst man eigentlich in Australien? Auch das erfahren wir genüsslich. Mit SCV Tours nach Australien – exklusiv bei uns ohne Datum Sonntag, 26. Juli 2020

Zeit 13.00 Uhr Eintreffen für einen individuellen Zoobesuch mit der Familie.

Hierfür fallen keine zusätzlichen Kosten an.

17.50 Uhr Führung und Apéro im Australienhaus Treffpunkt Eingang des Zoo Zürich Wer darf teilnehmen?

Mitglieder des SCV aus allen Sektionen und deren Familie

Was kostet es?

Mitglieder Gratis Nichtmitglieder Unkostenbeitrag von 10 Franken Gut zu wissen Die Teilnehmerzahl ist beschränkt. Anmeldungen werden in der Reihenfolge des Eingangs berücksichtigt. Anmeldeschluss ist der 30. Juni 2020. Gebührenpflichtige Parkplätze beim Zoo sind, in begrenzter Zahl, vorhanden.

Anmeldung daniel.giebson@t-online.d 6/2020

PRODUKTE

Handlampen zur Desinfektion von Oberflächen

Ultraviolette Strahlung wird zur Be­ handlung von Wasser, Luft und Oberflächen eingesetzt. Aufgrund der ausserordentlichen Geschwin­ digkeit der Reaktionen – Mikroben werden bei ausreichender Dosis in Bruchteilen einer Sekunde inakti­ viert – werden UV-C-Strahler nicht nur zur Desinfektion von Oberflä­ chen, sondern auch zur Desinfek­ tion von Wasser, Luft oder sogar in Klimakanälen geführten Luftströ­ men eingesetzt.

Mittels mobilen UV-Handlampen können auf unkomplizierte Art Ge­ genstände wie Verpackungsfolien oder Kühlschränke desinfiziert wer­

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bestanden oder lagen gar unterhalb der Nachweisgrenze der Messgerä­ te.

Da die Schutzanzüge in den firmen­ eigenen Fabrikationsräumlichkeiten hergestellt werden, wird eine zu­ verlässige und termingerechte Lie­ ferungen garantiert. Besonders erwähnenswert ist der Schutzan­ zug Donald in Verbindung mit einer handelsüblichen Atemschutzmas­ ke. Diese Kombination eignet sich für den Einsatz in Zonen mit parti­ kulärer radioaktiver oder toxischer Kontamination. Weitere Informati­ onen zum Produkt finden Sie auf der Website (siehe bei den Kon­ taktangaben).

den. Sie sind mit einer 360°-Ab­ strahlung oder mit Lampenschirm erhältlich. So eignet sich gerade das UV-Pipe-NX für Anwendungen in der Lebensmittelindustrie. Das UV-Pipe-NX erreicht die Reduktion (99%) von Bakterien wie z. B. Bacillus, E. Coli, Clostridium, Legionella, Vibrio, Salmonella, Pseudomonas und Staphylococcus in weni­ gen Sekunden nach der Operation.

Die hohen Desinfektionsstufen von UV-Pipe sind sonst nur schwer zu erreichen – und zwar nur mit der Verwendung von chemischen Ver­ bindungen, die gesundheitsschäd­ lich, umweltschädlich sowie teuer sind.

PMI Labortechnik GmbH Lettenring 10 CH-8114 Dänikon +41 52 345 02 02 info@pmi-lab.ch www.pmi-lab.ch

Internetbasierte Überwachungs­ lösung für Wasser Bei der Station Hobo MicroRX han­ delt es sich um eine internetbasier­ te Überwachungslösung für Anwen­ dungen in der Umweltforschung zur Wasserstandsüberwachung.

Intelligente Wasserströmungs- und Niederschlagsberechnungen wer­ den direkt an der Station durchge­ führt und können sofortige Be­ nachrichtigungen über kritische Wasserstandsbedingungen auslö­ sen. Die kompakte und langlebige Station ermöglicht zusammen mit dem unbelüfteten Wasserstands­ sensor, den Einsatz unter rauen Bedingungen und eine zuverlässige Überwachung.

Anwendungsgebiete sind präzise Aufzeichnungen von Niederschlags­ mengen für die Industrie, den Städ­ tebau, Landwirtschaft und For­ schung, Hochwasserschutz, Kon­ trolle des Wasserverbrauchs und hydrologische Untersuchungen.

Die Station kann auch ganz ohne einen Wasserstandssensor, zum Beispiel als wissenschaftliche Wet­ terstation in der Forschung, Land­

Diese Schutzanzüge schützen gegen biologische Risiken

wirtschaft und Industrie, eingesetzt werden und ist somit eine kosten­ günstige Lösung für die Fernüber­ wachung von Felddaten.

Konfigurierbare, stationsseitige Alarme ermöglichen mit ihrer leis­ tungsstarken Cloud-basierten Soft­ ware eine zuverlässige, sofortige Benachrichtigung über kritische Zustände in Echtzeit.

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Die von der Pedi AG hergestellten Schutzanzüge sind nun auch nach EN 14126 gegen biologische Risi­ ken zertifiziert. Die eingesetzten Materialien bieten Viren, Bakterien und flüssigen Proben keine Chance zum Durchdringen: Alle Tests wur­ den in der höchsten Schutzklasse

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Kompakter Differenzdruck­ messumformer Differenzdruckmessgeräte sind häu­ fig gross und nur schwer in kleine Anlagen zu implementieren. Die Labom Mess- und Regeltechnik GmbH hat nun mit dem digitalen Differenzdruckmessumformer Pascal CV4 Delta P CV 4300 einen be­ sonders kompakten und flexiblen Druckmessumformer entwickelt, der sich auch unter beengten Platz­ verhältnissen hervorragend einbau­ en und bedienen lässt. Trotz seiner Kompaktheit verfügt das Gerät über zahlreiche Funktionen und ist dank einiger Besonderheiten sehr benut­ zerfreundlich. So ist das Edelstahl­ gehäuse mit einer Schutz­art von IP 65 oder 67 (Optional IP 69K) und damit der elektrische Anschluss stu­ fenlos um 170° gegenüber dem Prozessanschluss drehbar. Auch das hochauflösende Display lässt sich drehen und ermöglicht so eine ge­ zielte Ausrichtung auf den Bediener – egal, wo sich das Gerät in der An­ lage befindet. Dank der hohen Pro­ zessorleistung läuft die Steuerung besonders flüssig; auch die intuitive

4-Tasten-Bedienerführung und die frei konfigurierbaren Anzeigemodi tragen zur Benutzerfreundlichkeit bei. Das Display ist zudem auch un­ ter Spannung abnehmbar.

Eingesetzt wird der Differenzdruck­ messumformer für die Füllstand­ messung von Druckbehältern sowie für die Überwachung von Filtern in der Verfahrenstechnik, Chemie/Pe­ trochemie und im Maschinen- und Anlagenbau.

Labom Mess- und Regeltechnik GmbH Im Gewerbepark 13 D-27798 Hude +49 4408 804 0 info@labom.com www.labom.com

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PRODUKTE

Neue Auswerteeinheit für Metalldetektorsystem

EGE hat für sein industrielles Metall­ detektorsystem 3000 jetzt die kom­ pakte und robuste Auswerteeinheit MDVH mit erhöhter Empfindlichkeit entwickelt. Die von Grund auf neu konzipierte Auswerteeinheit zeich­ net sich durch eine höher einstell­ bare Sensitivität, reduzierte Stör­ empfindlichkeit und ein robusteres Gehäuse mit Schutzklasse IP67 aus.

Ihr automatischer Selbstabgleich gewährleistet auch dann eine siche­ re Funktion, wenn in der Nähe der Detektorspule potenziell störende Metallaufbauten montiert sind.

Die Empfindlichkeit der Detektor­ spule lässt sich über ein Drehpoten­ tiometer an der Gehäusefront be­ darfsgerecht anpassen. Die Auswer­

teeinheit im 260 × 160 × 90 mm grossen Aluminiumgehäuse ist für einen erweiterten Temperaturbe­ reich von –25 °C bis +70 °C ausge­ legt.

Das Metalldetektorsystem 3000 von EGE dient der berührungslo­ sen Erkennung metallener Teile in Fördergut, welche nachgelagerte Maschinen beschädigen oder die Qualität des Schüttguts vermindern könnten. Durch seinen robusten Aufbau ist es für den Aussenein­ satz in rauen und schmutzigen Umgebungen prädestiniert. Die Grösse der erkannten Fremdkörper hängt vom jeweils verwendeten Auswertegerät ab. MDVH wurde zur Detektion mittelgrosser Teile wie Nägel, Muttern, Drähte oder Besteckteile optimiert. Die Geräte der MDV-Reihe dienen dem Ma­ schinenschutz durch Erfassung grös­serer Metallteile.

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Antriebsysteme im Katalog 2020–2021 Faulhaber-Katalog 2020–2021 ist in elektronischer Form als ePaper oder PDF erhältlich.

Die Anwendung «Faulhaber Drive Selection» zeigt dem User die pas­ sende Antriebslösung für die ent­ sprechende Anwendung. Dabei wählt der Anwender die Art der Antriebsaufgabe und gibt die Para­ meter für Lastdrehzahl und -mo­ ment und erhält so eine Auswahl passender Produkte und Kombina­ tionen mit allen technischen De­ tails.

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– Lokale Anzeige und Konfigura­ tion/Sollwerteinstellung ver­ fügbar Die thermischen Massendurch­ flussmesser und Massendurch­ flussregler der SmartTRak 100 se­ ries mit zehn vorprogrammierten Gasen eignen sich dank stabiler, genauer und reproduzierbarer Mes­ sung und Regelung für wissen­ schaftliche Labors und OEM-Syste­ me. Die Geräte arbeiten unabhän­ gig von Druck und Temperatur.

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Das sorgt für hohe Standzeiten bei minimalem Wartungsaufwand. Die

Hytork-Antriebe widerstehen auch schwierigen Umgebungsbedingun­ gen mit hohen Temperaturen und Luftfeuchtigkeit dauerhaft ohne Korrosion.

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PRODUKTE

Berghof Hoch& Nieder-DruckReaktoren Neuer Kalibrierthermostat erfüllt hohe Ansprüche von Prüflaboren

Mit dem Kalibrierthermostat ECO REJ 1225 G bringt Lauda ein Tem­ periergerät auf den Markt, das spe­ ziell zur präzisen Kalibrierung von Thermometern, Temperaturfüh­ lern, Thermoelementen oder elek­ trischen Thermometern entwickelt worden ist. Flüssigkalibrierbäder

gelten als die stabilsten Tempera­ turquellen mit der höchsten Kon­ stanz für die Vergleichskalibrierung von Temperaturtastköpfen und -sensoren in einem Labor. Sie ver­ wenden eine grosse Flüssigkeits­ menge zur Aufrechterhaltung einer stabilen und homogenen Testum­ gebung für die Kalibrierung von Kalibriergegenständen verschiede­ ner Grössen, Formen und Längen.

Bei Kalibrierthermostaten setzen die Anwendungen ein konstantes und temperaturunabhängiges Flüs­ sigkeitsniveau voraus. Lauda nutzt hierfür ein Zweikammerbad, das aus der Temperierkammer und der Applikationskammer, auch Über­ laufgefäss, Nutzraum oder Puffer­ kammer genannt, besteht. Eine Pumpeinheit fördert das Medium von der Temperierkammer in die Applikationskammer, die einen ni­ veaubegrenzten Überlauf besitzt.

Von diesem strömt das Badmedi­ um zurück in die Temperierkam­

mer. Der ECO-Kalibrierthermostat besitzt dazu einen höhenverstellba­ ren, zylindrischen Arbeitsraum. Die­ ser ermöglicht es, die Flüssigkeits­ badoberfläche im Arbeitsbereich bis über Deckplattenhöhe zu ver­ stellen. Ganz eintauchende Ther­ mometer sind somit unmittelbar an der Eintauchstelle ablesbar. Ausser­ dem bietet der separate Arbeits­ raum eine konstante Eintauchtiefe, unabhängig von der Volumenaus­ dehnung der Badflüssigkeit, eine sehr gute Temperaturkonstanz von ±0,02 K und eine homogene Tem­ peraturverteilung bei einer Arbeits­ temperatur von –25 bis 200 °C.

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erfüllt die Atex-Zulassungs-Anfor­ derungen vieler Anlagenbauer. Das Handling von aggressiven Medien ist gesichert. Bei einem allfälligen Ersetzen des Signalgebers kann kein Medium aus dem rückwärti­ gen «Blow-Down-System» in die Umgebung gelangen, die Betriebs­ mechaniker müssen keine speziel­ le Schutzkleidung tragen.

stimmt. Nebst den bestehenden induktiven, optischen, Membranund Reissdraht-Modellen, führen sie neu auch magnetische Signal­ geber im Sortiment. Diese kontakt­ lose Berstüberwachung ist für je­ den Druckbereich geeignet und

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Signalgeber für die zusätzliche Sicherheit Zur optimalen Überwachung von Prozessen werden nebst den Berstscheiben auch Signalgeber eingesetzt. Steigt der Betriebsdruck in einer Anlage oder einem Behäl­ ter über den zulässigen Wert, reisst die Berstscheibe auf, und das Me­ dium kann sicher entweichen. Die­ se Druckentlastung wird vom Si­ gnalgeber punktgenau detektiert und die Störung unverzüglich der Zentrale gemeldet, so dass Gegen­ massnahmen eingeleitet werden können.

Berstscheiben Schlesinger bietet solche Signalgeber für die Berst­ überwachung in verschiedenen Ausführungen an, individuell auf die Prozessbedingungen abge­

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