ChemieXtra 7-8/2020

7–8 / 2020

Juli / A ugust 2020

Offizielles Organ des Schweizerischen Chemie- und Pharmaberufe Verbandes

DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR DIE CHEMIE- UND LABORBRANCHE

Plateforme pour la chimie, la pharmacie et la biotechnologie

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

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EDITORIAL

Wenn aus Raketen Spritzen werden Ein grosses Problem der Forschung in den Naturwissenschaften ist ihr hohes Prestige. Resultate werden nur bei vermeintlich positivem Ergebnis publik. Wenn beispielsweise ein Team von mehreren Chemikern, Biochemikern und Pharmazeuten jahrelang an bestimmten Inhibitoren tüftelt, veröffentlichen die Wissenschaftler ihre Daten erst, wenn ihnen etwas «geglückt» ist und am besten erst, wenn das Papier von einem «angesehenen» Magazin mit hohem Impact-Faktor angenommen wird. Klingt doch gut, möchte man sagen, so wird zumindest der wissenschaftliche Eifer gefördert. Jede promovierte Chemikerin und Chemiker aber weiss spätestens seit der Doktorarbeit, dass in der Forschung Scheitern nicht die Ausnahme, sondern gar die Regel ist. All die Misserfolge während der Arbeit im Labor, all die dürftigen unveröffentlichten Resultate wären für die Forschergemeinschaft von grosser Bedeutung. Denn das Wissen um diese Fehlschläge würde zu wesentlich schnelleren Fortschritten führen.

Seltsam wird es aber erst, wenn ein öffentliches Wettrennen im Namen der Wissenschaft und Technik stattfindet. Ein Paradebeispiel bekam die Allgemeinheit auf den Bildschirmen der damals noch seltenen Fernseh-

Ch romat ogra phie

R ete nt io n

apparate der sechziger Jahre vorgeführt: amerikanische Ingenieure und Wissenschaftler gegen russische. Der Wettlauf der Grossmächte um die Bezwingung des Mondes dauerte bis 1969 an. Bei der Eroberung des Weltalls hatten die Russen die Nase vorn. Den Mond schnappten sich allerdings, wie wir wissen, doch die Amerikaner.

Das gleiche Spiel wird nun seit Monaten der Öffentlichkeit vor Augen geführt. Pharmafirmen, Nationen und Institutionen – sie alle rennen.

Forschung ist aber langsam und benötigt Zeit. Wenn sie zu hastig ist, macht sie schwerwiegende Fehler, weist bedenkliche Lücken auf und verliert schliesslich an Glaubwürdigkeit.

Gerade um des Prestiges willen ist eine bedachte Forschung mehr als

Richtig trennen geht nur mit ROTH. Trennen ist so einfach, wenn man sich auf die Produkte voll und ganz verlassen kann.

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INHALTSVERZEICHNIS

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CHEMIE

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Nachhaltige Synthesen mit Kohlendioxid

Zur Verbesserung der Klimasituation muss sehr viel Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernt werden. Auch die chemische Industrie kann dazu einen Beitrag leisten. Vorgestellt werden hier nachhaltige Synthesen von Methanol und Kunststoffen sowie eine interessante Methode zur Synthese von reinem Kohlenstoff.

11

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Mikrowellenunterstützte Synthesen ermöglichen den Synthese-Chemikern ganz neue Wege zum gewünschten Produkt. In kürzester Zeit wird die notwendige Aktivierungsenergie der Reaktion zugeführt, was sich in der Beschleunigung gegenüber traditionellen Reaktionsbedingungen niederschlägt.

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

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Hierzulande zeigt die Swiss Alpine Fish AG mit einer IndoorAquakultur eine Alternative mit umweltverträglicher Lachszucht.

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ISSN-Nummer 1664-6770

Blutgefässe versperren den Weg

BIOWISSENSCHAFTEN Bakterien als Enzymfabriken

MEDIZIN

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IN KÜRZE

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NEWS

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

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

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Redaktionelle Mitarbeit Alexander Jegge Dr. Kurt Hermann

Copyright 2020 by SIGWERB GmbH, CH-6302 Zug

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INHALTSVERZEICHNIS

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VERANSTALTUNGEN

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Der 17. Schweizer Sonderabfalltag

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MANAGEMENT Ist Industrie 4.0 schlecht für die Gesellschaft?

TERMINE 46

VERBANDSSEITEN SCV-Informationen

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PUBLIREPORTAGE

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VERFAHRENSTECHNIK

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PRODUKTE

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LIEFERANTEN­ VERZEICHNIS

Industrie vertraut auf Solarwärme

Viele Produktionsbetriebe benötigen in Fertigungsprozessen Wärme. Unter bestimmten Umständen kann die Nutzung von Solarwärme auch in unseren Breitengraden sinnvoll sein.

ZUM TITELBILD 7–8 / 2020

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Juli / August 2020

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Bild: CRI

CHEMIE

Bild 1: In den Anlagen von Carbon Recycling International (CRI) wird Kohlendioxid aus dem geothermischen Kraftwerk Starrsten in Island mittels aus erneuerbarer Energie produziertem Wasserstoff katalytisch in Methanol umgewandelt, das unter dem Markennamen «Vulcanol» verkauft wird.

Vom Klimaschadstoff zum wertvollen Rohstoff (Teil 2)

Nachhaltige Synthesen mit Kohlendioxid Zur Verbesserung der Klimasituation muss sehr viel Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernt werden. Auch die chemische Industrie kann dazu einen Beitrag leisten. Vorgestellt werden hier nachhaltige Synthesen von Methanol und Kunststoffen sowie eine interessante Methode zur Synthese von reinem Kohlenstoff («Carbon Black»), mit denen die Kohlendioxidbilanz in der Atmosphäre dauerhaft oder doch über längere Zeit verbessert werden kann.

Laborexperimente, in denen Kohlendioxid als Rohstoff dient, sind äusserst zahlreich.

Allerdings sind daraus bisher nur relativ wenige brauchbare technische Synthesen hervorgegangen. So wurden 2014 einzig Harnstoff, Salicylsäure, Methanol, organi­ sche Carbonate und Polycarbonate in grös­ seren Mengen produziert, wobei gemäss Alexander Otto et al. [1] nur 0,36 Prozent des jährlich emittierten Kohlendioxids als Rohstoff eingesetzt wurden.

Die Autoren untersuchten die Produktion von 23 Massenchemikalien (Jahresproduk­ tion 10 000 t) und 100 Feinchemikalien im Hinblick auf einen möglichen Einsatz von Kohlendioxid als Rohstoff, wobei sie neben ökologischen auch ökonomische Effekte berücksichtigten. Das Ergebnis ist einigermassen ernüchternd: Von den Mas­ senchemikalien sollen lediglich Ameisen­ säure, Oxalsäure, Formaldehyd, Methanol, Harnstoff und Dimethylether die vorgege­ benen Kriterien ganz oder doch grössten­ teils erfüllen; bei den Feinchemikalien sind dies Methylurethan, 3-Oxo-pentandisäure, 4

2-Imidazolidon, Ethylurethan, 2-Oxazoli­ don sowie Isopropylisocyanat.

Demgegenüber gilt ganz allgemein: Mit jedem Einsatz von Kohlendioxid als Roh­ stoff vermindert sich die Abhängigkeit der chemischen Industrie von fossilen Brenn­

(i.)

n

O R

1

+ n

C O

O

stoffen. Zahlreiche Forschungsprojekte – dotiert mit Millionen von Franken, Euros oder Dollars – sowie intensive gemeinsa­ me Forschungen von Universitäten und Industriefirmen zeigen, dass man sich vie­ lerorts durchaus Chancen ausgerechnet

O

[Kat-1]

*

(ii.) m + n

R

1

+ n C O

(iii.) m + n Me

1

+ n C O

* n

Alternierende Polycarbonate (2)

O

O

[Kat-2]

*

O R

m

*

O n

Polyethercarbonate (3)

Kat-2: dinukleare Zinnkomplexe, DMC, ...

O

O

R

Kat-1: Cr- und Co-Komplexe, Zinksalze …

O

O

O

X = z. B. -(CH₂CHMeO)p CH₂CHMeF = 2–4

HO–X-OH

O

HO

[DMC] F-1

O Me

m

OH

O n

Me

Polyethercarbonatpolyole (4)

Bild 2: Je nach Katalysator entstehen bei der Reaktion von Epoxiden mit Kohlendioxid entweder alternierende Polcarbonate (2) oder Polyethercarbonate (3) (Gleichungen i. und ii.).

Gleichung iii.: Synthese von Polyethercarbonatpolyolen (4) nach Covesto.

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Grafik: Kur t Hermann

Kurt Hermann

CHEMIE

Bild: Covesto

Polycarbonate und Polyethercarbonate

Bild 3: Die Anlage für die Produktion von Polyethercarbonatpolyolen von Covestro in Dormagen ist für 5000 Jahrestonnen ausgelegt.

hat, mit Kohlendioxid am Ende des Weges doch Geld zu verdienen, nicht zuletzt in der Kunststoffindustrie.

Vulcanol – isländisches Methanol Erneuerbares Methanol ist vielleicht die älteste Form der Methanolgewinnung: Die alten Ägypter produzierten es durch Py­ rolyse von Holz. Eingesetzt wurde es in Mumifizierungsverfahren [2].

Gegenwärtig gehört Methanol zu den wichtigsten Rohstoffen in der chemischen Industrie. Im Jahr 2018 wurden davon weltweit mehr als 79 Millionen Tonnen produziert [3]. Als Kohlenstoffquelle dient hauptsächlich Erdgas, das durch Reformie­ rung mit Wasserdampf in Synthesegas um­ gewandelt wird, aus dem anschliessend Methanol gewonnen wird.

Carbon Recycling International (CRI), ein 2006 gegründetes isländisches Unterneh­ men, wandelt jährlich 5600 Tonnen Koh­ lendioxid in 4000 Tonnen Methanol um.

Die deutsche Niederlassung des Waren­ prüfkonzerns SGS SA bescheinigt CRI, dass durch ihr Verfahren 90 Prozent weniger Kohlendioxid emittiert wird als bei der Herstellung aus fossilen Quellen [4].

Ermöglicht wird dies durch konsequentes Vermeiden von fossilen Energiequellen: Kohlendioxid wird dem Rauchgas eines be­ nachbarten thermischen Kraftwerks ent­ nommen, gereinigt und komprimiert. Was­ 7–8/2020

serstoff, durch Elektrolyse mit erneuerbarer Energie produziert, reagiert bei erhöhter Temperatur unter Druck mit Kohlendioxid zu Synthesegas, das im gleichen Reaktor unter Einsatz eines Kupfer-/Zinkoxidkataly­ sators in ein Gemisch aus Methanol und Wasser umgewandelt wird.

CO2 + H2 CO + 2 H2

Δ Kat.

CO + H2O CH3OH

Durch Destillation wird reines Methanol (99,5 %) gewonnen, das unter dem Mar­ kennamen «Vulcanol» verkauft wird.

Kohlendioxid als Polymerbaustein Zu den grossen Verbrauchern von Produk­ ten fossilen Ursprungs gehört die Kunst­ stoffindustrie. In einer von der deutschen Nova-Institut GmbH 2019 publizierten Marktstudie über Kohlendioxid-basierte Po­ lymere [5] wird dem Industriezweig sowohl ein hohes ökonomisches als auch ökologi­ sches Potenzial zugeschrieben. Auf dem Markt seien bereits mehr als 160 000 Ton­ nen auf Kohlendioxid basierte Polymere.

Kohlendioxid kann polymerisiert werden, allerdings nur unter extremen Druck- und Temperaturbedingungen (4 × 10 4 MPa, 1800 K). Bei Normaltemperatur und tiefe­ rem Druck zerfällt das Polymer wieder in Kohlendioxid [6].

Unter den verschiedenen Kunststoffsyn­ thesen mit Kohlendioxid als Copolymer scheint die Reaktion zwischen Kohlendio­ xid und Epoxiden am vielversprechends­ ten. Beschrieben wurde die durch Zinkka­ talysatoren ermöglichte Reaktion erstmals von Inoue et al. in einer 1969 erschienen Publikation [7]. Schwerpunkt der aktuellen Forschung ist die Suche nach besseren Katalysatoren [8].

Ein interessanter Aspekt der Reaktionen zwischen Epoxiden und Kohlendioxid ist deren Abhängigkeit von den eingesetzten Katalysatoren (Bild 2, Gleichungen i. und ii.): CoIII - und CrIII -Komplexe sowie be­ stimmte Lewissäuren (Kat-1) geben alter­ nierende Polycarbonate (2); Polyethercar­ bonate (3) entstehen, wenn beispielsweise doppelte Metallcyanide (DMC), zweikerni­ ge Zinnkomplexe oder Chrom-bis(hydroxy­ chinolin)-Komplexe (Kat-2) eingesetzt wer­ den [9].

Bei Covesto in Dormagen werden massge­ schneiderte Polyethercarbonatpolyole (4) produziert, die unter dem Namen «Cardy­ on» vermarktet werden. Die Copolymerisa­ tion (Bild 2, Gleichung iii.) erfolgt in flüssi­ ger Phase in Anwesenheit von Zink­hexacyanocobaltat (DMC) sowie eines mehrwertigen Alkohols in einem für hohe Drücke und Temperaturen ausgelegten Reaktor (Bild 3) [9]. Nebenprodukt der aus energetischer Sicht sehr günstigen Re­ aktion ist in kleinen Mengen Propylen­ carbonat, das beispielsweise in Batterien eigesetzt wird. Die Polyole könnten theo­ retisch 40 Prozent Kohlendioxid enthalten.

«Es hat sich gezeigt, dass Polyole mit bis zu 20 Prozent CO2 am besten verarbeitet wer­ den können und die gewünschten Eigen­ schaften in den Anwendungen der Kunden zeigen», schreibt die zuständige Pressemit­ arbeiterin. Das Einsatzgebiet der Polyole ist breit: Schäume, Klebstoffe, Beschichtun­ gen sind Beispiele. Covesto produziert da­ mit auch Polyurethane, die beispielsweise in Matratzen verwendet werden.

Limonenoxid und Kohlendi­ oxid – ein erfolgreiches Paar Die Reaktion zwischen Limonenoxid und Kohlendioxid zu Polylimonencarbonat wur­ 5

CHEMIE

O +

C O

O

O

[Zn]

O

[25 °C/24 Std.]

O

trans-Limonenoxid (6a)

Grafik: Kur t Hermann

O

O

Zn N

N

n

Polylimonencarbonat (7a)

Zn = [(bdi)Zn(µ-OAc)]

Bild 4: Limonenoxide reagieren bereits unter sehr milden Bedingungen mit Kohlendioxid zu Polylimonencarbonaten [11].

R-(+)-Limonen (5a)

S-(–)-Limonen (5b)

Mit geeigneten Katalysatoren verläuft die Copolymerisation von Limonenoxid und Kohlendioxid zu Polylimonencarbonat (7a) bereits bei Raumtemperatur und wenigen bar ab (Bild 4) [11]. Dank der endständi­ gen Doppelbindung im Ausgangsepoxid, die im Produkt erhalten bleibt, sind zahl­ reiche Modifikationen möglich. Greiner verweist auf das «wirklich gute Eigen­ schaftsprofil» (Transparenz, Biostabilität, Kratzfestigkeit, chemische Modifizierbar­ keit, Permeationseigenschaften) [12]. In einer 2018 publizierten Untersuchung wird Polylimonencarbonaten sogar das Poten­ zial zugeschrieben, dank ähnlicher Eigen­ schaften in naher Zukunft Polystyrol zu ersetzen [13].

6

CH4 + H2O

CO + 3 H2

(800–900 °C, 25–30 bar, Nickelkatalysator)

Schwarzer Kohlenstoff Aus dem CO2 in der Luft reinen Kohlen­ stoff («Carbon Black») herzustellen ist das kühne Ziel des Verbundvorhabens Necoc [15]. Das mit 1,5 Millionen Euro unter­ stützte Projekt fasst mehrere bereits er­ folgreich realisierte Reaktionsschritte in einem Container zusammen (Bild 5): In einer Anlage des Schweizer Start-ups Clime­works wird zuerst reiner Kohlenstoff­ dioxid aus der Luft gewonnen (Bild 5, links). Aus diesem Kohlendioxid wird in einem mikrostrukturierten Reaktor mittels erneuerbarem Wasserstoff schliesslich Methan. Dann wird das Methan im bis zu 1200 °C erhitzten flüssigen Zinn in Was­ serstoff und reinen Kohlenstoff zerlegt [14]. Der bei der Methanpyrolyse entste­ hende Wasserstoff wird im Prozess rezyk­ liert.

CO + H2O

C02 + H2

(Eisen(III)-oxidkatalysator)

Auf diese Art erzeugter Wasserstoff eig­ net sich aus ökologischen Gründen aller­ dings äusserst schlecht für die Umwand­ lungen von Kohlendioxid. Alternative Herstellungsverfahren sind in unter­ schiedlichen Entwicklungsstufen vorhan­ den.

Die Bedeutung von reinem Kohlenstoff als Industrierohstoff nimmt stetig zu. Carbon Black wird beispielsweise in der Pro­ duktion von Elastomeren, Leichtbaustof­ fen, Druckfarben oder auch bei der Batte­ riefertigung eingesetzt.

Doch nicht nur der reine Kohlenstoff aus CO2 stösst auf reges Interesse seitens der Industrie. Viel wichtiger scheint die Um­ wandlung von Kohlendioxid in gasförmige

Bild: KIT

de in den letzten Jahren recht intensiv un­ tersucht. Beispielsweise publizierte die Arbeitsgruppe von Andreas Greiner an der Universität Bayreuth im Jahr 2004 [9] eine Synthese zu diesem Thema.

Limonen wird hauptsächlich aus Orangen­ schalen gewonnen. Dort tritt es in zwei Stereoisomeren auf, mit einem überwie­ genden Anteil an (R)-(+)-Limonen (5a) von 90 bis 96 Prozent. Im Folgenden wer­ den deshalb nur Verbindungen berücksich­ tigt, die von diesem Isomeren abstammen.

Unverzichtbarer Wasserstoff Viele der in dieser Artikelreihe beschrie­ benen Reaktionen finden nur in Anwe­ senheit von Wasserstoff statt. Dessen Hauptquelle ist die Dampfreformierung fossiler Energieträger, insbesondere Erd­ gas: In einer zweistufigen Reaktion wird zuerst ein Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid erzeugt. In einer anschliessenden Wassergas-Shiftreakti­ on [16] wird mit dem Nebenprodukt Kohlenmonoxid Wasserstoff gewonnen.

Für Methan (Erdgas), das bevorzugt ein­ gesetzt wird, gilt:

Bild 5: Schema der geplanten Anlage zur Produktion von Carbon Black aus Kohledioxid im Rahmen des Forschungsprojekts Necoc [15].

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und flüssige Treibstoffe zu sein. Mehr zu diesem Thema erfahren Sie im dritten und letzten Teil der vorliegenden Artikelserie.

Literatur [1] Alexander Otto, Thomas Grube, Sebastian Schiebahn and Detlef Stolten, «Clo­ sing the loop: captured CO2 as a feedstock in the chemical industry», Energy Environ.

Sci., 8, 3283–3297 (2015) [2] Methanol Institute (www.methanol. org/renewable-methanol) (abgerufen am 11.06.2020) [3] IHS Markit (ihsmarkit.com/products/ chemical-technology-pep-report-43f-met­ hanol.html) (abgerufen am 12.05.2020) [4] Charlie Hobson, Carlos Márquez (edi­ tor), «Renewable Methanol Report», Me­ thanol Institute 2018 [5] Achim Raschka, Pia Skoczinski, Jan Ravenstijn und Michael Carus, «Kohlendioxid (CO2) als chemischer Rohstoff für Polymere – Technologien, Polymere, Entwickler und Produzenten», Nova-Institut GmbH (2019) [6] V. Iota, C. S. Yoo, H. Cyn, «Quartzlike Carbon Dioxide: An Optically Nonlinear Extended Solid at High Pressures and

Temperatures», Science 283 [5407], 1510–1513 (1999); DOI: 10.1126/scien­ ce.283.5407.1510 [7] Shohei Inoue, Hideomi Koinuma, Teiji Tsuruta, «Copolymerization of carbon dioxide and epoxide», J. Polym. Science Part. B: Polym. Lett. 7 [4], 287–292 (1969) [8] Jin Huang, Joshua C. Worch, Andrew P. Dove and Olivier Coulembier, «Update and Challenges in Carbon Dioxide-Based Polycarbonate Synthesis», ChemSusChem 13, 469–487 (2020); doi.org/10.1002/ cssc.201902719 [9] J. Langanke, A. Wolf, J. Hofmann, K. Böhm, M. A. Subhani, T. E. Müller, W. Leitner and C. Gürtler, «Carbon dioxide (CO2) as sustainable feedstock for polyurethane production», Green Chem. 2014,16, 1865– 1870 (2014) [10] Byrne, C. M., Allen, S. D., Lobkovsky, E. B. & Coates, G. W., «Alternating copoly­ merization of limonene oxide and carbon dioxide», J. Am. Chem. Soc. 126, 11404– 11405 (2004) [11] Oliver Hauenstein, «Poly(limonene carbonate): a bio-based & versatile highperformance thermoplastic», Dissertation Bayreuth 2016

[12] A. Greiner, persönliche Mitteilung vom 22.05.2020 [13] Zhang, Dongda; del Rio-Chanona, Ehecatl Antonio; Wagner, Jonathan; Shah, Nilay, «Life cycle assessments of bio-ba­ sed sustainable polylimonene carbonate production processes», Loughborough Uni­ versity, Journal contribution (2018); https:// hdl.handle.net/2134/36344 [14] Presseinformation 151/2018 vom KIT in Karlsruhe; www.kit.edu/kit/pi_2018_ 151_innovationspreis-fur-klimafreundli­ che-methanspaltung.php [15] Presseinformation 019/2020 vom KIT in Karlsruhe: «Vom Treibhausgas zum Hightech-Rohstoff» (25.03.2020); www. kit.edu/downloads/pi/KIT_PI_2020_019_ vom%20Treibhausgas%20zum%20High­ tech%20Rohstoff.pdf/03.05.2020 https://www.tvt.kit.edu/21_3547.php [16] Kurt Hermann, «Die vielen Facetten von Kohlendioxid», ChemieXtra 10 (5), 4–6 (2020)

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P L AT E S T O R A G E

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A P P L I C AT I O N

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Die Hochleistungs-Dünnschicht-Chromatographie in einer neuen Dimension – zu finden auf camag.com

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Figure : Shutterstock

CHEMIE

Le potentiel de l’intelligence artificielle peut être exploité dans de nombreux domaines.

Quel est le but de l’IA ?

La chimie et l’intelligence artificielle Il fût un temps où il fallait rentrer chaque ordre individuellement dans un système analytique ou au minimum programmer ces ordres dans un logiciel. Aujourd’hui, il suffit de saisir de « grande quantité de données » et le système apprend de manière indépendante – par exemple il peut lire des spectres et effectuer des calculs à l’avance. En sus du « Big Data », une deuxième tendance vers « le petit et le beau » se manifeste grâce à la production de petits spectromètres portables et de surcroît pratiques.

Grande puissance de calcul L’accent est mis sur l’expression « tout le monde ». En effet, le potentiel de l’intelli­ gence artificielle peut être exploité dans de nombreux domaines. Cependant, en raison de ses normes particulièrement éle­ vées, la recherche en chimie représente un sommet plus difficile à gravir par rap­ port à d’autres disciplines. Malgré tout, les échanges entre l’université et l’industrie permettent d’atteindre ses sommets. « Nous avons par exemple récemment dé­ montré cela pour Novartis lors de la catégo­ 8

risation automatisée des spectres toutes les millisecondes » rapporte le Prof. von Lilien­ feld. « Jusqu’à présent, ce travail nécessitait d’être titulaire d’un doctorat en chimie ana­ lytique. Une durée d’environ 20 minutes par spectre était nécessaire avec un taux d’erreurs plus élevé qu’avec l’intelligence artificielle que nous utilisons aujourd’hui. » Un grand nombre de nouveaux développe­ ments sont en cours dans le domaine de la spectroscopie. Par exemple, les chercheurs utilisant des méthodes d’IA sont mainte­

nant en mesure de prédire les spectres in­ frarouges aussi bien pour des petites molé­ cules que pour des molécules plus grandes et plus complexes. La base est constituée de réseaux neuronaux ayant la capacité « d’apprendre de l’expérience ». Dans la pra­ tique, on pourrait imaginer par exemple qu’un spectre mette en évidence une sub­ stance inconnue. Il est possible de la simu­ ler et finalement de l’identifier sans l’avoir synthétisée ou mesurée; ceci sans jamais avoir mesuré son spectre IR. Les biblio­

Photos : trinamiX

Dans de nombreux cas, le mot magique aujourd’hui est « intelligence artificielle ».

Son utilisation tous azimuts est évidem­ ment révolutionnaire. « Elle permet en principe d’optimiser tous les processus déterministes » explique le Prof. Dr. Anatole von Lilienfeld du département de chimie de l’Université de Bâle qui en est convain­ cu.

Figures 1 et 2 : Les spectromètres NIR portables permettent d’analyser des échantillons même en dehors du laboratoire.

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thèques de spectres déjà existantes pour­ raient également être considérablement étendues grâce au calcul de nouveaux spectres.

Photo : Shimadzu

Outre l’énorme soutien de l’intelligence artificielle, la miniaturisation des appareils spectroscopiques est impressionnante. Par exemple, l’espace requis pour les spectro­ mètres Raman est passé en quelques an­ nées seulement « d’une pièce complète » à la « paume de la main ». Cela vaut pour les systèmes d’analyse portables, aussi bien en Raman qu’en spectroscopie infra­ rouge, proche infrarouge (NIR) ou moyen infrarouge.

Sous cette forme, les méthodes spectros­ copiques mentionnées ci-dessus per­ mettent potentiellement d’envisager un changement au niveau du marché. Par exemple, les spectromètres NIR ou Raman portables représentent une alternative au titrage Karl Fischer traditionnel lors de la détermination de la teneur en eau (humi­ dité résiduelle). Il y a beaucoup à dire sur la spectroscopie : aucun échantillon n’est prélevé; une grande partie du risque de contact de substances toxiques avec le personnel est ainsi éliminé. L’absence de contacts du système d’analyse avec les

Figure 3 : Ce système est idéal pour le développement des méthodes de diagnostic basées sur le MALDI et généralement pour le contrôle qualité des produits pharmaceutiques; il est idéal également pour les laboratoires de recherche et les laboratoires sous contrat dans le domaine des sciences et de l’industrie : spectromètres de masse Benchtop utilisés en mode linéaire dans un d’espace limité avec de nombreuses fonctions intelligentes.

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Photo : Endress+Hauser

Petits systèmes d’analyse

Figure 4 : Pour la maintenance prédictive, la surveillance et le contrôle des installations : les informations en provenance de tous les appareils sont disponibles afin de servir de base d’évaluation pour l’intelligence artificielle.

échantillons permet en même temps d’éli­ miner une source principale d’erreurs pen­ dant tout le processus d’analyse.

De ce fait, Il n’y a plus besoin de consom­ mables pour le laboratoire; ce qui consti­ tue un avantage supplémentaire pour l’en­ vironnement.

Dans le cas de récipients transparents, les spectromètres miniatures effectuent leur travail de manière fiable et sont recom­ mandés en particulier pour le contrôle d’identité à 100 % des matières premières dans les marchandises entrantes. La ten­ dance à la fabrication en continu (au lieu de la production par lots) entraîne le mar­ ché vers l’analyse humaine. Avec le spec­ tromètre NIR ou Raman, le collaborateur se tient simplement devant une fenêtre d’ob­ servation afin de contrôler le processus en cours sur la ligne de production tout en obtenant son résultat sur place. Il est ainsi possible d’économiser l’étape de labora­ toire et d’éviter de longs délais d’attente.

Les systèmes en ligne bénéficient égale­ ment d’une demande croissante. Les sondes NIR et Raman sont installées en permanence dans le processus et peuvent être mises en réseau électroniquement si nécessaire. Ainsi, l’opérateur peut utiliser les données de spectroscopie et profiter de toutes les possibilités de l’intelligence artificielle lors de la surveillance et du contrôle de l’installation.

Les spectromètres de masse prennent de moins en moins de place tout en permet­ tant à leur utilisateur de profiter de nom­ breuses fonctions intelligentes; il s’agit par exemple de la connexion directe de mo­

dules entièrement automatisés pour la préparation d’échantillons dans des appa­ reils Benchtop-MALDI-MS utilisés en mode linéaire (par ex. MALDI-8020, Shimadzu). Les spectromètres de masse portables tels que ceux utilisés pour la dé­ tection de très petites quantités d’agents de guerre chimique sont encore plus com­ pacts.

Pour terminer, revenons encore une fois au catalogage automatique des spectres : pourquoi le naturaliste ne devrait-il pas y perdre ici ? Même aux échecs, les grands maîtres doivent aujourd’hui s’incliner face aux puissants ordinateurs. Un fait devient de plus en plus clair : nous sommes à l’aube de changements révolutionnaires dans le domaine de la chimie, de la phar­ macie et des biotechnologies grâce à l’in­ telligence artificielle.

Cette année, les visiteurs pourront décou­ vrir toutes la gamme des tendances et des innovations à l’Ilmac Lausanne.

Ilmac Lausanne 2020 Durée 7 et 8 octobre 2020 Heures d’ouverture 9h00 à 17h00 Lieu Expo Beaulieu Lausanne, Hall 7 Organisateur Foire MCH Suis­ se (Bâle) SA. Courriel info@ilmac.ch Internet www.ilmac.ch/ ilmaclausanne

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CHEMIE

Unerwünschte Lichtreaktion

Benzol in Erfrischungsgetränken

Nach Angaben des deutschen Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) gelangt Benzol hauptsächlich über die Atemluft in unseren Körper. Nichtrauchende nehmen durchschnittlich ungefähr 200 Mikrogramm Benzol pro Tag auf. Raucherinnen und Raucher sind in etwa zehnmal stärker belastet. Aber auch Nahrungsmittel können Spuren dieser gesundheitsschädlichen Substanz enthalten und so zur Belastung beitragen.

Als 2013 die Stiftung Warentest Erfrischungsgetränke untersuchte, stiess sie auf geringe Mengen Benzol. Ein Getränk enthielt knapp 4,6 Mikrogramm Benzol pro Liter. Zum Vergleich: In der Schweiz sowie in Deutschland darf ein Liter Trinkwasser maximal nur 1 Mikrogramm der Substanz enthalten. Experten der Stiftung Warentest vermuteten damals, dass der Geruchsstoff Benzaldehyd die Ursache für die beobachteten Benzolverunreinigungen war.

«Da wir mit unserer Forschung auf Geruchsstoffe spezialisiert sind, gingen wir im Interesse des Verbraucherschutzes und auf Anregung des Deutschen Verbandes der Aromenindustrie (DVAI) dieser Vermutung nach», sagt Erstautorin Stephanie Frank vom Leibniz-Institut für Lebensmittel-Systembiologie an der Technischen Universität München.

Hierzu etablierte das Wissenschaftsteam zunächst eine zuverlässige, hochsensible Nachweismethode für Benzol. Anschlies­ send führte es Versuche mit verschiedenen Modelllösungen durch, die benzol­ freien Benzaldehyd enthielten. Darüber hinaus untersuchte das Team unter Laborbedingungen hergestellten Kirschsaft, dem sie zusätzlich den reinen Geruchsstoff zugaben.

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Bild: Gisela Olias / Leibniz-LSB

Im Jahr 2013 fand die deutsche Stiftung Warentest in Getränken mit Kirschgeschmack gesundheitsgefährdendes Benzol. Doch wie war die Substanz in die Getränke gelangt? War Benzaldehyd als wesentliche Komponente des Kirscharomas die Quelle? Und wenn ja, wie liesse sich das Problem beheben? Eine neue Studie des Leibniz-Instituts für Lebensmittel-Systembiologie und der Technischen Universität München (TUM) beantwortet nun diese Fragen.

Ein im Labor aus Sauerkirschen hergestellter reiner Kirschsaft wurde als Ausgangspunkt für die Untersuchungen genutzt.

Licht ist der entscheidende Faktor «Unsere Ergebnisse bestätigen die Annahme der Stiftung Warentest und erklären zudem, wie es zur Benzolbildung kommt.

Eine wichtige Voraussetzung, um das Problem nachhaltig zu lösen», berichtet Lebensmittelchemikerin Stephanie Frank.

Wie die Studie belegt, entsteht aus Benzaldehyd umso mehr Benzol, je länger der Geruchsstoff dem Licht ausgesetzt ist.

Aber auch die Lichtstärke ist entscheidend.

Dagegen beeinflussten der pH-Wert, der Sauerstoffgehalt, die Anwesenheit von Metallionen oder die Temperatur die Benzolproduktion in den Modelllösungen nicht.

Zur Überraschung der Forschenden entstand in dem unter Laborbedingungen hergestellten Kirschsaft unter Lichteinfluss

kein Benzol. Frank hält es für wahrscheinlich, dass die dunkelrote Farbe des Getränks wie ein Lichtschutzfilter wirkt und so die Benzolbildung verhindert. Das in einigen kommerziell angebotenen Saftschorlen gefundene Benzol sei daher vermutlich auf zugesetztes, bereits mit Benzol verunreinigtes Kirscharoma zurückzuführen.

«Benzaldehydhaltige Aromen sollte man daher unbedingt durchgehend – von der Produktion bis hin zum Verkauf – vor Licht schützen, beispielsweise indem man sie in getönten Gläsern aufbewahrt», empfiehlt Peter Schieberle, Professor für Lebensmittelchemie an der Technischen Universität München.

Medienmitteilung Technische Universität München www.tum.de 7–8/2020

BIOWISSENSCHAFTEN

Einblicke in die Evolution von Proteinen

Bakterien als Enzymfabriken

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler betrachteten ein Enzym, das sie aus Bakterien isoliert hatten, die in der Nähe von Fabriken Pestiziden ausgesetzt gewesen waren. Mithilfe einer neuartigen Kombination von Methoden fanden sie heraus, welche Mutationen im Laufe der Jahre im Erbgut stattgefunden hatten – und wie diese Mutationen zu biochemischen Veränderungen führten, die heute das Enzym dazu befähigen, das Pestizid zu spalten.

«Mit unserer Studie zeigen wir, dass die Technik der sogenannten ancestralen Rekonstruktion nicht nur genutzt werden kann, um Evolutionsvorgänge zu entschlüsseln, die viele Jahrhunderte zurückliegen, sondern auch, um erst kürzlich stattgefundene Anpassungen mit sehr rascher Evolution, wie sie in Bakterien stattfindet, zu untersuchen», betont Co-Autor Prof. Dr. Erich Bornberg-Bauer von der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU), dessen Gruppe massgeblich an der Studie beteiligt war. Sie fand in Kooperation mit der Forschergruppe um Prof.

Dr. Nobuhiko Tokuriki von der British Columbia University im kanadischen Vancouver statt. Die Ergebnisse könnten unter anderem dabei helfen, neue Wege für den Abbau und die Entsorgung von Umweltgiften und chemischen Stoffen zu finden.

Hintergrund und Methode Die Forscher nutzten die Methode der ancestralen Rekonstruktion, bei der mithilfe von Algorithmen nachverfolgt wird, wie Proteine in Vorfahren ausgesehen haben.

Die Wissenschaftler «beleben» dazu eine Art Ur-Gen wieder, das als Ausgangspunkt einer heutigen Genfamilie gilt. Klassischerweise wird diese Methode angewandt, um Proteine, die sich langsam verändern, über 7–8/2020

mehrere Millionen bis Milliarden Jahre zurückgehend nachzustellen. In diesem Fall nutzten die Forscher die Methode, um ein sich sehr schnell entwickelndes Enzym über einige Jahrzehnte zurückzuverfolgen und molekulare Mechanismen aufzudecken, die zu einer neuen Funktion geführt haben – der Fähigkeit, das Pestizid Methyl-Parathion zu spalten. Dieses wird erst seit rund 70 Jahren industriell erzeugt und ist eng verwandt mit Nervengiften, die auch für die chemische Kriegsführung in Frage kommen. Die Forscher kombinierten die Methode der ancestralen Rekonstruktion mit biochemischen und strukturellen Tests des Vorgänger-Proteins im Labor und identifizierten darin fünf Mutationen, die dafür hauptverantwortlich sind, dass das Protein im Laufe der Zeit seine Funktion ändern konnte.

In einem weiteren Schritt untersuchten die Wissenschaftler, inwiefern diese Mutationen jeweils die sogenannte Fitness, also den Grad der Anpassung der Gene zu bestimmten Zeitpunkten, veränderten. Zudem charakterisierten sie viele verschiedene Kombinationen der Mutationen. Sie setzten neuartige statistische Analysen ein, mit denen sie die Interaktion der Gene und deren unterschiedliche Dominanz erheben konnten. Diese Analysen gaben Aufschluss über die zugrundeliegenden molekularen Interaktionen – sowohl innerhalb des Enzyms als auch zwischen Enzym und Pestizid.

Die Forscher fanden heraus, dass die fünf wichtigsten der identifizierten Mutationen in einem komplexen Netzwerk zusammenspielen und letztlich gemeinsam beeinflussen, dass sich das sogenannte aktive Zentrum des Enzyms besser mit dem Pestizid verbinden und so neue Funktionen ausbilden kann. «Unser kombiniertes Verfahren kann auch in vielen anderen

Bild: Yang/Nat Chem Biol

Wie schaffen es Bakterien, sich an synthetische Umweltgifte anzupassen und zum Beispiel in weniger als 70 Jahren ein Pestizid und chemischen Kampfstoff als Nahrung zu erschliessen? Die evolutionären Anpassungen, die solchen Prozessen zugrunde liegen, hat jetzt ein internationales Forscherteam im Detail untersucht.

Modell des Enzyms, das die Forscher in ihrer Studie untersuchten. Die zwei grauen Kugeln stellen das aktive Zentrum dar, das sich mit dem Pestizid verbindet, um es zu spalten.

Fällen eingesetzt werden, um mehr über die molekularen Mechanismen he­ rauszufinden, die der Evolution von Proteinen zugrunde liegen», sagt Co-Autor Elias Dohmen von der WWU. Das neu gewonnene Wissen ist unter anderem für die sogenannte gerichtete Evolution relevant – ein Verfahren, das die Optimierung von Enzymen und Proteinen zum Ziel hat, und vor allem in der industriellen Biotechnologie Anwendung findet.

Originalpublikation G. Yang et al., «Higher-order epistatic networks underlie the evolutionary fitness landscape of a xenobioticdegrading enzyme», Nature Chemical Biology (2019); DOI: 10.1038/s41589-019-0386-3.

Kontakt Universität Münster – Kommunikation und Öffentlichkeitsarbeit Kathrin Kottke Schlossplatz 2 D-48149 Münster +49 251 8321899 kathrin.kottke@uni-muenster.de www.uni-muenster.de

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BIOWISSENSCHAFTEN

Unerwartete Entdeckung

Blaualgen stellen Öl her

Was haben Raps, Avocado und Olivenbaum gemeinsam? Sie alle werden vom Menschen als Öl- oder Fettproduzenten genutzt. Die Fähigkeit, mithilfe von Licht aus Wasser und Kohlendioxid Öl herzustellen, haben aber im Prinzip alle Pflanzen – angefangen von einzelligen Algen bis hin zu den riesigen Mammutbäumen. «Wir haben nun erstmals gezeigt, dass Cyanobakterien das ebenfalls können», erklärt der Biologe Prof. Dr. Peter Dörmann vom In­ stitut für Molekulare Physiologie und Biotechnologie der Pflanzen (Imbio) der Universität Bonn. «Das war nicht nur für uns völlig überraschend.»

Bislang ging die Fachwelt davon aus, dass den Cyanobakterien diese Eigenschaft abgeht. Denn auch wenn ihr Trivialname «Blaualgen» anderes nahelegt, zählen sie eigentlich zu den Bakterien. In vielen Punkten unterscheiden sie sich daher er-

Bild: Yannic Müller/Uni Bonn

Cyanobakterien – umgangssprachlich auch Blaualgen genannt – können mithilfe von Licht aus Wasser und Kohlendioxid Öl produzieren. Das zeigt eine Studie der Universität Bonn. Der Befund ist unerwartet: Bislang glaubte man, diese Fähigkeit sei den Pflanzen vorbehalten. Möglicherweise werden Blaualgen nun auch als Futter- oder Treibstoff-Lieferanten interessant, zumal sie keine Ackerflächen benötigen.

Prof. Peter Dörmann (l.) und sein Doktorand Mohammed Aizouq mit zwei verschiedenen Cyanobakterien-Kulturen.

heblich von den Pflanzen: Cyanobakterien sind näher verwandt mit dem Darmbakterium E. coli als mit einem Olivenbaum. «Es gibt zwar in der Literatur uralte Berichte, dass Cyanobakterien Öl enthalten können», sagt Dörmann. «Diese wurden aber nie verifiziert.»

Der Wissenschaftler beschäftigt sich am Imbio seit vielen Jahren mit einem Enzym, das bei Pflanzen einen Schritt der Ölsynthese katalysiert. Es ist in den Chloroplasten aktiv – den grün gefärbten Zellbestandteilen, die für die Photosynthese zuständig sind. Ihnen verdanken es die Pflanzen, dass sie mithilfe von Sonnenlicht energiereiche chemische Verbindungen herstellen können.

Viele Wissenschaftler vermuten, dass Chloroplasten ursprünglich von Cyanobakterien abstammen. Denn die beherrschen – anders als alle anderen Bakteriengruppen – ebenfalls die pflanzentypische Pho12

tosynthese unter Freisetzung von Sauerstoff. Vor mehr als einer Milliarde Jahren hat demnach eine Ur-Pflanzenzelle ein Cyanobakterium «verschluckt». Das Bakterium lebte danach in der Zelle weiter und versorgte sie mit Photosynthese-Produkten. «Wenn diese Endosymbionten-Hypothese stimmt, könnte das Ölsynthese-Enzym der Chloroplaste also ursprünglich aus Cyanobakterien stammen», erklärt Dörmann.

Ölsynthese-Enzym ähnelt dem der Pflanzen Zusammen mit seinem Doktoranden Mohammed Aizouq ist er dieser Möglichkeit nachgegangen. Dazu haben die Wissenschaftler das Erbgut verschiedener Cyanobakterien nach einem Gen durchforstet, das der Erbanlage für das pflanzliche Ölsynthese-Enzym ähnelt. Mit Erfolg: Sie 7–8/2020

BIOWISSENSCHAFTEN

fanden in den Blaualgen ein Gen für eine so genannte Acyltransferase, zu dieser Gruppe zählt auch das Pflanzenenzym. In weiteren Tests zeigte sich, dass Cyanobakterien mit diesem Enzym tatsächlich Öl herstellen, wenn auch nur in geringen Mengen.

Das Ergebnis ist einerseits aus evolutionsbiologischer Sicht interessant: Es zeigt, dass ein bestimmter Teil der Ölsynthese-Maschinerie in den Chloroplasten der Pflanzen vermutlich aus Cyanobakterien stammt. Allerdings nutzen Pflanzen heute vor allem andere Stoffwechselwege zur Öl-Herstellung. Darüber hinaus eröffnet das Resultat eventuell neue Möglichkeiten, Tierfutter oder Biokraftstoffe herzustellen.

Denn anders als Ölpflanzen wie Raps benötigen Cyanobakterien keine Ackerflächen, um zu wachsen – ein Behälter mit Kulturmedium und ausreichend Licht und Wärme reicht ihnen.

Vielleicht eignen sie sich daher, um zum Beispiel in Wüsten, – also ohne in Konkur-

renz zum Nahrungsanbau zu treten – Öle für den Antrieb von Autos herzustellen.

Zumal bei der Verbrennung nur das Kohlendioxid wieder frei würde, dass die Cyanobakterien zuvor bei der Ölproduktion der Luft entzogen haben. Die Mikroorganismen würden damit also einen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Ohnehin fixieren die in den Weltmeeren lebenden Cyanobakterien erhebliche Mengen des Treibhausgases. Ohne ihren Beitrag wäre die Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre Schätzungen zufolge doppelt so hoch. «Ähnliche Versuche laufen heute bereits mit pflanzlichen Grünalgen», erklärt Dörmann. «Die sind aber schwieriger zu halten; ausserdem lassen sie sich nicht so einfach biotechnologisch auf eine möglichst hohe Ölproduktionsrate optimieren.» Bei Cyanobakterien könnte das anders sein. Allerdings stellt die an der Universität Bonn untersuchte Art nur sehr geringe Mengen Öl her. «Es ist aber durch-

aus möglich, dass andere Arten deutlich ertragreicher sind», sagt der Biologe. Zudem liessen sich Blaualgen relativ einfach genetisch modifizieren, ähnlich wie andere Bakterien auch. «Es ist also gut möglich, dass sich der Ölertrag auf biotechnologischem Wege noch einmal deutlich steigern liesse.»

Originalbeitrag Mohammed Aizouq et al., «Triacylglycerol and phytyl ester synthesis in Synechocystis sp. PCC6803», Pnas (2020); DOI: 10.1073/ pnas.1915930117 Kontakt Prof. Dr. Peter Dörmann Universität Bonn Regina-Pacis-Weg 3 D-53113 Bonn +49 228 73 2830 mbiodoermann@uni-bonn.de www.uni-bonn.de

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GAS- UND ENERGIESYSTEME

Wir bringen Energie auf den Punkt 7–8/2020

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LABOR

Fokussierte Mikrowellen-Synthese

In wenigen Minuten zum gewünschten Molekül Mikrowellenunterstützte Synthesen ermöglichen den Synthese-Chemikern ganz neue Wege zum gewünschten Produkt. Mit einem Höchstmass an Flexibilität und bisher nicht vorhandenen Kontrollmöglichkeiten der Reaktionsparameter ermöglicht die Mikrowellen-Chemie ein direktes Einkoppeln der Energie in die gewünschten Reaktionen. In kürzester Zeit wird die notwendige Aktivierungsenergie der Reaktion zugeführt, was sich in der Beschleunigung gegenüber traditionellen Reaktionsbedingungen niederschlägt.

Der vorteilhafte Einsatz von Mikrowellentechnik ist seit der Erteilung des Patentes im Jahre 1946 jedem bekannt. Dabei begann der ausserordentliche Verbreitungsgrad dieser Technologie am Anfang ganz gemächlich. Das wesentliche Einsatzgebiet war damals die Nachrichtentechnik. Erst seit den 60er-Jahren nutzt man im Haushalt die Mikrowelle als schnelle Heizquelle für das Erwärmen von Lebensmitteln. Damit traten die Mikrowellengeräte als Tischgeräte ihren Siegeszug an. Bereits 1976 waren in 60 Prozent der US-Haushalte Mikrowellengeräte in der Küche anzutreffen. In dieser Zeit erkannte Dr. Michael Collins die enormen Vorteile der Energieübertragung mittels Mikrowellen für zahlreiche Anwendungen im Laboralltag. So entwickelte der Mikrowellen-Pionier Collins eine Reihe von unterschiedlichen Mikrowellen-Laborsystemen und gründete 1978 die Fa. CEM. In der Folgezeit haben bis heute mikrowellenbeschleunigte Verfahren in weiten Bereichen des Laboralltages bereits Einzug gehalten und traditionelle Methoden abgelöst.

Eine neue Generation von Mikrowellensystemen Allein in der organischen Synthese blieb der Einsatz von Mikrowellengeräten lange Zeit eine «exotische» Anwendung – das Ölbad mit dem Rundkolben blieb Standardequipment.

Der Grund hierfür war einfach: Anfängliche Synthese-Versuche in umfunktionierten

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CEM GmbH, Kamp-Lintfort (D)

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Bilder: CEM

Ulf Sengutta 1

Bild 1: Dank einer eingebauten Kamera lassen sich die Reaktionen (hier eine Diels-AlderReaktion) live mitverfolgen.

Haushaltgeräten scheiterten an der zu geringen Energiedichte, an der gepulsten Mikrowelleneinstrahlung, an der ungleichmässigen Energieverteilung («Mikrowellen-Chaos») und an der unzureichenden Sensortechnik, um reproduzierbare Versuchsabläufe zu beschreiben. Mittlerweile steht aber auch für den Bereich der Life Sciences, der kombinatorischen Chemie, für biochemische Reaktionen und der allgemeinen chemischen Synthese mit dem Discover 2.0 eine neue Generation von Mikrowellensystemen zur Verfügung, die speziell für die Anforderungen der chemischen Synthese entwickelt wurden.

Warum eigentlich Mikrowellen-Synthese?

Mikrowellenunterstützte Synthesen ermöglichen den Synthese-Chemikern ganz neue Wege zum gewünschten Produkt.

Mit einem Höchstmass an Flexibilität und bisher nicht vorhandenen Kontrollmöglichkeiten der Reaktionsparameter ermöglicht die Mikrowellen-Chemie ein direktes Ein­ koppeln der Energie in die gewünschten Reaktionen. In kürzester Zeit wird die notwendige Aktivierungsenergie der Reaktion zugeführt, was sich in der Beschleunigung gegenüber traditionellen Reaktionsbedingungen niederschlägt. So sind Zeitverkürzungen um den Faktor 100 bis 1000 keine Seltenheit. Die mikrowellenunterstützte Synthese ist zweifelsfrei der schnellste und der produktivste Weg zur gewünschten Substanz. Viele Tausend Literaturstellen mit stark zunehmender Tendenz berichten von den Möglichkeiten dieser Technologie [1].

In vielen Labors wurden die Vorteile der mikrowellenbeschleunigten Synthese in Haushalts-Mikrowellen oder in «modifizierten» Gastronomie-Mikrowellen bestätigt.

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LABOR

Bereits Mitte der 80er-Jahre berichteten Forscher von einer Reduzierung der Reaktionszeit von mehreren Stunden auf wenige Minuten [2, 3]. Der systematische Einsatz für Versuchsreihen scheiterte aber oft an den folgenden schlecht realisierten bzw. nicht vorhandenen technischen Grundlagen: keine Druck- und Temperatursensoren, keine Rührung, nur gepulste Mikrowellenenergie, ungleichmässige Mi­k rowellenverteilung sowie eine zu geringe Energiedichte für kleine Volumina [4]. Alle diese technischen Nachteile führten zu ungenügenden Versuchsbedingungen, die nicht reproduzierbar waren [5].

Konzepte zu entwickeln, welche die Leistungsfähigkeit, Produktivität und Rentabilität Ihrer Anlage steigern, ist für Sie wichtig.

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So unterstützt die Technologie den Chemiker Die fokussierte Mikrowellentechnologie von CEM ermöglicht die Synthese unter genau definierten und reproduzierbaren Bedingungen in der bisher grössten Mono-Mode-Mikrowellenkammer, die auf dem Markt erhältlich ist. Dabei wird kontinuierliche, ungepulste Mikrowellenstrahlung fokussiert auf die Reaktionspartner eingestrahlt. Eine gleichmässige und homogene Mikrowellenenergiedichte ist so gewährleistet. Aufgrund der speziellen, patentierten geometrischen Bauform der Mono-Mode-Mikrowellenkammer kann jedes beliebige Reagenzienvolumen (1, 10 oder bis zu 100 ml) eingesetzt werden. Entgegen der üblichen Praxis bei älteren Technologien entfällt am Discover 2.0 ein manuelles «Tuning» am Mikrowellengerät, das heisst, das Mikrowellengerät passt sich gezielt der Chemie an.

Im Discover 2.0 (Bild 2) können drucklose, klassische Reaktionsbedingungen mit der Leistungsfähigkeit des fokussierten Mikrowelleneintrags kombiniert werden. Dabei können die Standard-Glasbehälter wie z. B. Rundkolben mit einem Volumen von bis zu 100 ml beliebig eingesetzt werden. Typische Aufsätze wie z. B. Rückflusskühler oder Tropftrichter können in gewohnter Weise benutzt werden (siehe Kasten).

Klassische Gerätschaften können wie gewohnt benutzt werden – Zugabe von Reagenzien und Entnahme von Produkten möglich – Verwendung von Standard-Rundkolben, Rückflusskühlern, Wasserabscheider, Tropftrichter und Rührer möglich – Klassische Reaktionsbedingungen im fokussierten Mikrowellenfeld – Adaptoren der Mikrowellenkammer können für verschiedene Behälter einfach ausgetauscht werden – Auch Optimierungen von Reaktionen – Wirkstoff-Synthese bis zum Scale-Up – sind möglich In Ergänzung zu den drucklosen Reaktionsbedingungen können im Discover 2.0 auch Reaktionen in Druckbehältern bei erhöhten Temperaturen erfolgen. Hierfür sind Druckbehälter mit einem Volumen von 10 ml, 35 ml und 100 ml erhältlich. Die Abdichtung erfolgt über ein Teflonseptum, das zur Probenentnahme bzw. zur Zugabe von Edukten durchstochen werden kann. Druckreaktionen oberhalb des atmos­phärischen Siedepunktes ermöglichen [6]: 7–8/2020

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LABOR

– bisher nicht erreichte Aktivierungsenergien durch die Temperaturerhöhung – Wahl von alternativen Lösemitteln – Einsatzmöglichkeit von niedrigsiedenden Lösungsmitteln – inerte Reaktionsbedingungen Der in Bild 2 gezeigte Autosampler ermöglicht den automatisierten Betrieb der Druckbehälter auch über Nacht. Die Programmierung und Bedienung erfolgen platzsparend am Touchscreen des Mikrowellengerätes.

Kühlfunktion unterbindet Nebenreaktionen Das Discover 2.0 verfügt über eine ganze Reihe von Sensor- und Kontrollmechanismen, um die Reaktionen sicher, reproduzierbar und kontrolliert ablaufen zu lassen.

Wesentliche Reaktionsparameter sind die Echtzeitverfolgung von Druck und Temperatur, das schlagartige Abbrechen von Reaktionen durch spontane Abkühlung, das Kühlen während des Einwirkens der Mi­ krowellen auf die Reaktionspartner sowie das Rühren der Probe. Das Discover 2.0 verfügt über eine spezielle Kühlfunktion, um Reaktionen schlagartig abzubrechen.

Dadurch werden unterwünschte Nebenreaktionen unterbunden und die Probe kann typischerweise nach nur Minuten Abkühlzeit entnommen werden. Für die spontane Abkühlung sorgt die in die Mikrowellenkammer eingeleitete Druckluft. Durch das Entspannen der Druckluft wird der Reaktionsbehälter schlagartig heruntergekühlt.

Zur Erzielung des optimalen Wirkungsgra-

Bild 3: Der Reaktionsverlauf in Bildern.

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Bild 2: Der Mikrowellen-Synthesizer Discover 2.0 mit Autosampler.

des wird die Druckluft über eine Düse direkt auf den Behälter gerichtet. Eine wesentliche Neuerung stellt der Anschluss einer Kamera zur Beobachtung der laufenden Reaktion dar (Bild 1). So können beispielsweise die Reaktionskinetik und Farb­ umschläge beobachtet werden (Bild 3).

Mikrowelle nicht nur bei «heissen» Reaktionen Die anfänglichen Synthesen mit Mikrowelleneinsatz wurden typischerweise mit «heissen» Reaktionsbedingungen von 200 °C und mehr verbunden. Erste Versuche bei erhöhter Raumtemperatur zur

Kopplung von Aminosäuren zu Peptidketten zeigten aber auch den vorteilhaften Einsatz der Mikrowellenaktivierung. Nun wurde mit dem Umlaufkühler CoolMate ein Zusatzaggregat entwickelt, um bei gleichzeitiger Kühlung viel Mikrowellenen­ ergie einzustrahlen.

Einsatzgebiete sind die Biokatalyse, Enzymreaktionen, Glycolysation, Hydrolasen, Kohlenhydratchemie, Butyllithium-Reaktionen und Asymmetrische Reaktionen in der «kalten» Mikrowelle. Dabei wird die entstehende Wärme mit einem speziellen mikrowellentransparenten Kühlmedium abgeführt, so dass Reaktionstemperaturen im gewünschten Temperaturbereich gehalten werden können. Die Temperaturführung erfolgt direkt in der Reaktionslösung.

Der Reaktionsbehälter ist doppelwandig konstruiert und ermöglicht so die Zuführung von Mikrowellenenergie bei gleichzeitiger Kühlung.

Literatur [1] P. Lidström et al., «Microwave assisted organic synthesis—a review», Tetrahedron Lett. (2001), 57, 9225 [2] R. Gedye et al., «The use of microwave ovens for rapid organic synthesis», Tetrahedron Lett. (1986), 27, 279–282 [3] R. J. Giguere et al., «Application of commercial microwave ovens to organic synthesis», Tetrahedron Lett. (1986), 27, 4945–4948 [4] B. C. Glass und A. P. Combs, in: «High-Throughput Synthesis. Practices and Principles», Kapitel 4.6, Marcel Dekker, New York (2001) [5] D. M. P. Mingos und D. R. Baghurst, «Tilden Lecture. Applications of microwave dielectric heating effects to synthetic problems in chemistry», Chem. Soc. Rev. (1991), 20, 1–47

Kontakt Ulf Sengutta CEM GmbH Carl-Friedrich-Gauss-Strasse 9 D-47475 Kamp-Lintfort info@cem.de www.mikrowellen-synthese.de

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LABOR

Vor Ort kalibrieren

Referenzgase zum Mitnehmen Sie messen Ammoniak auf dem Feld, fluorierte Gase auf dem Jungfraujoch oder Biomarker im Spital. Für die Vergleichbarkeit sind bei all diesen Anwendungen kalibrierte Messgeräte zentral. Diese können mit den entsprechenden Referenzgasen aus metrologisch rückführbaren Gasgeneratoren vor Ort kalibriert werden. Seit kurzem steht Interessierten für diese Dienstleistung ein kommerzielles Produkt zur Verfügung.

Was in der Luft liegt, können heute künst­ liche Nasen erschnüffeln. Sie «riechen» Lachgas, Stickoxide oder flüchtige organi­ sche Verbindungen in kleinsten Konzen­ trationen. Damit können lufthygienische Vorgaben überprüft oder Aussagen über den Gesundheitszustand einer Person ge­ macht werden. Gemeinsam ist allen An­ wendungen, dass die künstlichen Nasen trainiert, sprich kalibriert werden müssen.

Dazu entwickelte das Eidgenössische Ins­ titut für Metrologie (Metas) sogenannte Referenzgasgeneratoren (ReGaS). Was mit Referenzgasen für die Atmosphärenche­ mie begann, entwickelte sich in den letz­ ten Jahren kontinuierlich weiter. «Nebst Messmitteln zur Erfassung der essenziel­ len Klimavariablen werden damit auch Ge­ räte in den Spitälern kalibriert», fasst Pro­ jektleiterin ReGaS Céline Pascale, die Entwicklung zusammen. Bei diesen An­ wendungen sind kalibrierte Messgeräte zentral, will man die chemische Zusam­ mensetzung der Atmosphäre oder der Atemluft vergleichbar messen.

Referenzgasgemische für Ammoniak Ammoniak (NH3) kann die menschliche Gesundheit und Ökosysteme bereits in tiefer Konzentration schädigen und spielt eine wichtige Rolle in der Atmosphären­ chemie. Intensive Tierhaltung und das Ausbringen von Gülle verursachen in der Schweiz den grössten Teil an Ammoniak­ emissionen. Für die Umweltwissenschaf­ ten ist angesichts der hohen Emissionen

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Metas, Bern-Wabern

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Bilder: Augenweide Werbeagentur GmbH

David Lehmann 1

Ammoniakemissionen werden in der Schweiz zu 95 % durch die Landwirtschaft verursacht.

die Messung der Ammoniakbelastung von grosser Bedeutung. Das Gas in der Luft zu messen, erweist sich indes noch immer als ausgesprochen schwierig, weil es leicht mit anderen Molekülen wie Wasser re­ agiert und an Materialoberflächen sofort adsorbiert. Wegen Adsorptionsverlusten können diese Ammoniak-Messmittel nicht mit vorbereiteten Referenzgas-Gemischen kalibriert werden. Dank einer speziellen Beschichtung des ReGaS1 lassen sich die­ se Verluste bei der dynamischen Herstel­ lung von Ammoniak vor Ort vermeiden.

Im Dienste der Medizin Nicht nur die Luft, die wir einatmen, ist von Interesse für unsere Gesundheit. Mit jedem Atemzug atmen wir Hunderte von flüchtigen organischen Verbindungen aus; darunter Stoffe, mit denen sich Informati­ onen über unsere Gesundheit gewinnen lassen. Viele dieser Biomarker kommen

nur in Spuren vor. Um verlässliche Stoff­ wechselinformationen von Patienten zu gewinnen, müssen die Geräte auf hoch­ empfindliche und spezifische Weise die entsprechenden Substanzen nachweisen.

Mit ReGaS2 können solche Geräte kali­ briert werden. ReGaS2 wurde für flüchtige organische Substanzen konzipiert. Mit die­ ser Technik konnten in den letzten Jahren mehrere potenzielle Biomarker für Atem­ wegserkrankungen vor Ort generiert wer­ den. Unter anderen für chronisch obstruk­ tive Lungenerkrankungen, obstruktive Schlafapnoe, idiopathische Lungenfibrose, Asthma und Lungenkrebs.

Fluorierten Gasen auf der Spur Für klassische Treibhausgase, wie typi­ scherweise Kohlendioxid oder Methan, existieren bereits international vergleichba­ re Referenzen. Für andere hochpotente 17

LABOR

Der mobile Referenzgasgenerator (ReGaS1) kann zur Herstellung von rückführbaren NH 3 Referenzgasgemischen vor Ort eingesetzt werden.

Projektleiterin ReGaS Céline Pascale.

Treibhausgase, wie die fluorierten Kohlen­ wasserstoffe, gibt es erst einzelne rück­ führbare Referenzen. Die Empa misst auf dem Jungfraujoch solche F-Gase. Die Mes­ sungen dienen zur langfristigen Überprü­ fung der Erfolge der umweltpolitischen Massnahmen wie das Montrealer Protokoll, das Kyoto-Protokoll und das Übereinkom­ men von Paris. Damit diese Messstationen über einen langen Zeitraum vergleichbare Resultate liefern, müssen die Apparaturen rückführbar kalibriert sein. ReGaS3 liefert die entsprechenden Gasgemische in den Konzentrationen, in denen sie in der Luft vorkommen.

Projekt für kommerziellen Generator

Daniel Calabrese, Geschäftsführer der Firma LNI Swissgas.

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Die drei Gasgeneratoren des Metas (ReGaS 1–3) sind Einzelanfertigungen, die nicht für den Verkauf konzipiert wurden. Für einzel­ ne Einsätze, übrigens auch in Frankreich und Deutschland, wurden sie vermietet.

Kommerzielle Geräte sind oft nicht rück­ führbar kalibriert. Das will Daniel Calabrese, Geschäftsführer der Firma LNI Swissgas, ändern. Er sieht als Zielgruppe die zahlrei­ chen Lufthygienestationen, aber auch Un­ ternehmen, die Analysegeräte für «exoti­ sche» Verbindungen herstellen, die in Form von Gasflaschen schwer zu finden sind. «In

diesem Fall ist die Permeation ein idealer Weg, diese Gase in bekannten und zuver­ lässigen Konzentrationen zu erzeugen», sagt Calabrese.

Aus diesem Grund haben das Metas und LNI-Swissgas mit Unterstützung von Inno­ suisse, der Innovationsagentur des Bun­ des, ein Projekt zur Kommerzialisierung eines Gasgenerators für rückführbare Kalib­ rierungen lanciert. Mit Qualitätskomponen­ ten einen rückführbaren Permeator für den Markt zu akzeptablen Preisen zu bau­ en, war nicht einfach. «Die metrologischen Anforderungen des Metas waren für uns eine enorme Herausforderung. Einerseits galt es, die grösstmögliche Präzision des ReGaS beizubehalten, andererseits muss­ ten wir das Produkt industrialisieren und miniaturisieren», so Calabrese weiter. Die ausgezeichnete Kommunikation zwischen den Mitarbeitenden von Metas und LNI Swissgas sei ein Schlüssel zum Erfolg ge­ wesen.

Die beiden Teams hätten sich sehr gut er­ gänzt. Entstanden ist Permacal, ein kom­ pakter 16 kg schwerer Gasgenerator. Er verfügt über einen Permeationsofen, der bis zu drei Permeatoren aufnehmen kann.

Das Gerät ist seit kurzem auf dem Markt – und kalibriert rückführbar Messgeräte. Die­ se stehen gewissermassen als Trainer für künstliche Nasen im Einsatz für unser Ge­ sundheit, sei es bei Messungen der Luft­ qualität auf dem Feld oder im Spital.

Kontakt Céline Pascale Eidgenössisches Institut für Metrologie (Metas) Labor Gasanalytik Lindenweg 50 CH-3003 Bern-Wabern +41 58 387 03 81 celine.pascale@metas.ch www.metas.ch Daniel Calabrese LNI Swissgas SA Route des Fayards 243 CH-1290 Versoix +41 79 250 73 70 d.calabrese@lni-swissgas.com www.lni-swissgas.eu

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MEDIZIN

Forschung für bessere Immuntherapie

Blutgefässe versperren den Weg

In den letzten Jahren haben Immuntherapien gegen Krebs grosse Hoffnungen geweckt. Diese neuartigen Therapien rekrutieren das körpereigene Immunsystem zur Zerstörung des Krebsgewebes. Einen vielversprechenden Effekt in vorklinischen Studien zeigte ein Antikörper, der den CD40-Rezeptor auf der Oberfläche von Immunzellen aktiviert und so die Produktion von natürlichen T-Killerzellen ankurbelt. Doch in den darauffolgenden klinischen Studien blieb der Erfolg des CD40-Antikörpers weit hinter den Erwartungen zurück – weniger als 20 Prozent der Patienten sprachen darauf an. Die Forschungsgruppe «Cancer Immunology» der Universität Basel zeigte jetzt im Tiermodell, dass sich die Wirkung des Anti-­CD40Antikörpers durch die Kombination mit zwei weiteren Antikörpern, die an den Blutgefässen des Tumors ansetzen, erheblich erhöhen lässt.

Den Weg ins Innere des Tumors öffnen Ausgangspunkt für die Studie war die Beobachtung, dass die Gabe von AntiCD40-Antikörpern zwar, wie vorgesehen, zu einer Vermehrung von T-Killerzellen führt – doch diese lassen sich dann nur in den Randbereichen und nicht im Inneren des Tumors nachweisen. Die Forschenden vermuteten, dass der Grund dafür in der Beschaffenheit der Blutgefässe des Tumors liegt. «Normalerweise sind die Blutgefässe eines Tumors nicht dicht oder sie sind verkümmert. Deshalb gibt es für die T-Killerzellen keinen guten Weg ins Innere», sagt Studienleiter Dr. Abhishek Kashyap. «Unsere Hypothese war: Nur wenn es genug gesunde Blutgefässe gibt, können die T-Killer7–8/2020

zellen in den Tumor eindringen und ihn zerstören.» Deshalb kombinierten sie den Anti-CD40-Antikörper mit zwei weiteren, sogenannten anti-angiogenetischen Antikörpern, welche die Blutgefässe von Tumoren stabilisieren können. Einer der verwendeten anti-angiogenetischen Antikörper ist unter dem Namen Avastin schon für die Krebs-Therapie zugelassen, der andere befindet sich noch in der klinischen Entwicklung. Alle Antikörper wurden von der Firma Roche zur Verfügung gestellt.

Diese neue Kombination von Antikörpern testeten die Forschenden dann in mehreren Tiermodellen für verschiedene Krebsarten wie Darm-, Brust- oder Hautkrebs.

Wie erwartet sorgte die Kombination der drei Antikörper bei allen Krebsarten für eine signifikante Verbesserung bei der Zerstörung des Tumorgewebes.

Eine genauere Analyse zeigte zudem, dass dieser Erfolg auf dem vorhergesagten Mechanismus beruhte: Durch die Zugabe der beiden anti-angiogenetischen Antikörper verfügten die Tumoren über mehr intakte Blutgefässe. Überraschenderweise zeigten die Untersuchungen aber auch, dass die Antikörper-Kombination das Immunsystem auf vielfältige Weise sehr effektiv stärkt – etwa durch die Aktivierung von Genen, die Produktion von Zytokinen, eine bessere Durchdringung des Tumors mit Killerzellen und durch die Förderung einer tumorfeindlichen Entzündungsreaktion in der Umgebung des Tumors.

«Unser Ergebnis zeigt, wie wichtig es ist, die Biologie von Tumoren zu verstehen», sagt Kashyap. Er glaubt, dass vor allem Patientinnen und Patienten mit «kalten» Tumoren – also Tumoren, die nicht gut auf eine Immuntherapie ansprechen – von

Bild: gemeinfrei

Der gleichzeitige Einsatz von Antikörpern, die auf zwei verschiedenen Wirkungsmechanismen beruhen, führt zu einer effektiveren Zerstörung von Tumoren. Dies zeigt eine im Fachjournal «Pnas» veröffentlichte Studie von Onkologen und Wissenschaftlern der Universität Basel an Tiermodellen. Davon profitieren könnten vor allem Patientinnen und Patienten mit Tumoren, die nicht auf die bereits verfügbaren Immuntherapie-Behandlungen ansprechen.

Für die Immuntherapie gegen Krebs wird das CD40-Protein (Bild) aktiviert, das sich auf der Oberfläche von Immunzellen befindet. Forscher berichten, dass der positive Effekt der Therapie zunimmt, wenn gleichzeitig die Blutgefässe des Tumors stabilisiert werden.

dieser neuen Kombination profitieren könnten. «Durch die anti-angiogenetischen Antikörper können wir die ‹kalten› Tumoren möglicherweise ‹heiss› machen, so dass die Immuntherapie besser funktioniert.»

Mittlerweile gibt es auch schon einige frühe klinische Studien, die vergleichbare Therapien beim Menschen testen.

Nach Ansicht von Kashyap besteht die Stärke der Studie nicht nur in den grossen gemessenen Effekten, sondern auch in der Tatsache, dass mehrere verschiedene Labors die gleichen Ergebnisse erzielten: Die Experimente wurden am Universitätsspital Basel, an der EPFL und im Roche Innovation Center Zürich durchgeführt.

Dies bestätigt auch Prof. Alfred Zippelius, Professor für Transla­tionale Onkologie an der Universität Basel und Letztautor der Studie: «Das Innovations- und Umsetzungspotenzial dieser Arbeit ist das Ergebnis einer engen und exzellenten Zusammenarbeit zwischen angewandter und Grundlagenforschung, zwischen Universität Basel und der EPFL und schliesslich zwischen Wissenschaft und Industrie.»

Medienmitteilung Universität Basel www.unibas.ch 19

MEDIZIN

Une maladie génétique récessive

Un patient peut changer la médecine

Notre génome est composé de 20 000 gènes, tous susceptibles de provoquer des pathologies. On estime qu’il reste 7000 gènes inconnus responsables de maladies génétiques récessives, c’est-à-dire découlant de mutations présentes sur les deux copies d’un gène, héritées de chaque ­parent. Des chercheurs de l’Université de Genève (UNIGE) ont identifié 45 nouveaux gènes responsables de cécités ou de déficiences intellectuelles. Leur intérêt s’est porté particulièrement sur le gène SLC6A6, qui transporte un acide aminé indispensable au fonctionnement de la rétine et du muscle cardiaque : la taurine.

En cas de mutations du gène SLC6A6, la personne atteinte manque de taurine. Elle perd progressivement la vue jusqu’à devenir aveugle en quelques années et développe une faiblesse cardiaque. Les généticiens de l’UNIGE ont émis l’hypothèse qu’il était possible de combler ce manque grâce à une complément de taurine et en ont administré à une petite fille atteinte de cette maladie, permettant de stopper la progression de la dégénérescence visuelle et de traiter sa cardiomyopathie. Une première dans le traitement des maladies génétiques récessives à lire dans la revue « Human Molecular Genetics ».

Les maladies génétiques récessives, comme la mucoviscidose, résultent d’une mutation sur les deux copies d’un même gène, héritées de chaque parent. Afin de pouvoir identifier toujours plus de gènes responsables de telles conditions, des chercheurs de l’UNIGE, en collaboration avec des scientifiques pakistanais, ont étudié les génomes de 500 familles pakistanaises ayant des enfants malades et en bonne santé. « Nous nous sommes intéressés aux familles pakistanaises, car celles-ci pratiquent encore couramment la 20

Figure : UNIGE

Des chercheurs de l’Université de Genève (UNIGE) ont découvert un nouveau gène provoquant une cécité et une cardiomyopathie. Ils ont ensuite pu arrêter la progression de la maladie oculaire et traiter l’atteinte cardiaque grâce à l’administration d’un complément alimentaire.

Photographies du fond d’œil gauche du patient au départ et après 24 mois de supplémentation en taurine, montrant la stabilité anatomique avec préservation des photorécepteurs.

consanguinité en favorisant à plus de 50 % les mariages entre cousins germains, explique Stylianos Antonarakis, professeur honoraire à la Faculté de médecine de l’UNIGE. En effet, les risques de développer une maladie génétique récessive sont augmentés par la consanguinité, car environ 12 % du génome est identique chez des cousins. »

Un nouveau gène identifié Une famille a particulièrement intéressé les chercheurs: les deux parents, cousins germains en bonne santé, ont quatre enfants dont deux malades: un garçon de 15 ans, devenu complètement aveugle en quelques années, et une fille de quatre ans, perdant progressivement la vue mais encore capable de discerner les formes et les couleurs. « Avec l’aide de l’Université médicale de Khyber au Pakistan, nous avons collecté le sang de chaque membre de la famille et le séquençage de leur génome a montré que leur maladie était liée

à une mutation du gène SLC6A6 », relève Muhammad Ansar, chercheur au Département de génétique de la Faculté de médecine de l’UNIGE. Ce gène produit une protéine de la membrane cellulaire qui transporte la taurine, un acide aminé important, notamment pour le fonctionnement de la rétine et du muscle cardiaque.

«Il s’agit d’un complément alimentaire que l’on trouve en grande quantité dans certaines boissons énergisantes», précise-t-il.

Les patients souffrant de cette maladie ont un taux extrêmement bas de taurine dans le sang; le professeur Keith Henry de l’Université du Dakota du Nord a montré que l’anomalie génétique dans cette famille réduisait la capacité de transport de la taurine à 15 % de son activité normale.

Une maladie récessive réversible ?

Les scientifiques ont émis l’hypothèse qu’il était possible de stopper l’évolution de la maladie en administrant de la taurine à 7–8/2020

MEDIZIN

ces enfants. Ils ont alors fait venir la f­amille à Genève pour mener des investigations détaillées sur cette maladie génétique rare. En plus de l’atteinte visuelle progressive, malheureusement complète chez le garçon, les médecins ont diagnostiqué une atteinte du muscle cardiaque chez les deux enfants. La petite fille conservait encore une vision résiduelle.

La taurine n’étant pas un médicament mais un complément alimentaire, la commission d’éthique de l’Etat a donné son accord à une administration par voie orale. « Nous avons donné 100 mg par kg de taurine chaque jour aux enfants, à poursuivre sur le long-terme, et nous avons organisé des suivis ophtalmologique et cardiaque réguliers au Pakistan », souligne Emmanuelle Ranza, médecin généticien aux Hôpitaux universitaires de Genève (HUG) et l’UNIGE en charge de la partie clinique de cette étude. Les résultats ne se font pas attendre. En trois jours, leur taux de taurine dans le sang passe de 6 à

85 μmol/l, atteignant des seuils normaux.

Au bout de deux ans, la cardiomyopathie a totalement disparu chez les deux enfants. De plus, la dégénérescence de la vue de la fillette a été stoppée, marquant même une amélioration qui lui redonne une autonomie dans ses déplacements.

Cette évolution a été malheureusement impossible pour le garçon qui avait déjà perdu toute sa rétine. « Ces résultats sont exceptionnels, car c’est la première fois qu’un complément alimentaire administré par voie orale permet un traitement de la rétine et du cœur avec succès, s’enthousiasme Stylianos Antonarakis. Cette petite fille a ouvert la voie à la guérison potentielle de nouveau-nés atteints de la même maladie récessive. Un patient peut changer l’histoire de la médecine ! » En effet, les chercheurs estiment qu’il y a potentiellement 6000 bébés au monde, et environ 300 dans les pays européens et nord-américains, qui pourraient être atteints de la même maladie liée à

SLC6A6. « Notre objectif est aujourd’hui de dépister précocement les nouveau-nés affectés par cette condition, afin de pouvoir les traiter dès la naissance avec un complément de taurine et de potentiellement éviter l’apparition de symptômes », poursuit Stylianos Antonarakis. L’objectif des généticiens est également de continuer à identifier de nouveaux gènes respon­ sables de maladies récessives, et ce d’autant plus qu’ils ont maintenant la preuve que certaines d’entre elles peuvent être traitées efficacement.

Contact Stylianos Antonarakis Université de Genève 24 rue du Général-Dufour CH-1211 Genève 4 +41 22 379 57 07 stylianos.antonarakis@unige.ch www.unige.ch

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MEDIZIN

Sind Proteine aus dem Labor aufschlussreich?

Parkinson – Gewebeproben sind gefragt

Das Protein Alpha-Synuclein kommt im Körper natürlicherweise vor und ist vermutlich für die Signalübertragung zwischen Nervenzellen von Bedeutung. Es tritt sowohl an der Zellmembran auf als auch gelöst – quasi frei treibend – im Zell­ inneren. Neben diesen «normalen» Varianten gibt es jedoch noch weitere, die mit Hirnerkrankungen verknüpft sind. Das ist beispielsweise der Fall bei der Parkin­sonErkrankung und der MSA. Beide Erkrankungen können mit diversen neurologischen Beeinträchtigungen einhergehen, einschliesslich Bewegungsstörungen. Bei Parkinson und MSA verkleben Alpha-Sy­ nuclein-Moleküle miteinander. Infolgedessen entstehen längliche Aggregate, die sich im Inneren von Nervenzellen und anderen Gehirnzellen niederschlagen.

«Diese Ablagerungen tauchen nach und nach in diversen Hirnregionen auf. Sie sind ein typisches Krankheitsmerkmal», erläutert Prof. Markus Zweckstetter, Forschungsgruppenleiter am Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) und am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie (MPI-BPC). «Es gibt Hinweise dafür, dass diese Aggregate für die Nervenzellen schädlich sind und die Krankheitsentwicklung vorantreiben.»

Proteine direkt aus dem Gewebe entnommen Diese Ablagerungen sind ein möglicher Ansatzpunkt für Medikamente. Sie könn-

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Bild: Markus Zweckstetter/MPI – ISPc und DZNE

Parkinson und Multisystematrophie (MSA) – beides neurodegenerative Erkrankungen – gehen mit der Ansammlung sogenannter Alpha-Synuclein-Proteine im Gehirn einher. Forschende haben den molekularen Aufbau dieser Protein-Ablagerungen untersucht und sind dabei auf eine grosse strukturelle Vielfalt gestossen.

Die im Wissenschaftsjournal «Nature Communications» veröffentlichten Ergebnisse deuten darauf hin, dass Parkinson möglicherweise mit verschiedenen Arten von Protein-Aggregaten zusammenhängen könnte.

Neue Erkenntnisse über Hirnerkrankungen: Bei Parkinson und Multisystematrophie lagern sich Proteine schichtweise zu länglichen Aggregaten (blau) zusammen, die sich im Gehirn anhäufen. Göttinger Forscher haben die molekulare Struktur dieser Proteinablagerungen analysiert. Es stellte sich heraus, dass die Protein-Strukturen der klinischen Proben sich von den künstlich aggregierten unterscheiden und bei Parkinson-Patienten überraschend vielfältig sind.

ten das Zusammenlagern der Alpha-Sy­ nuclein-Moleküle unterbinden oder schon bestehende Aggregate auflösen, so die Idee. Um mögliche Andockstellen für Wirkstoffe identifizieren zu können, sind Daten über die Feinstruktur dieser Protein-Ansammlungen erforderlich. Die Frage ist also: Welche Gestalt – auch «Faltung» genannt – nehmen die Alpha-Synuclein-Moleküle innerhalb der Aggregate an? Informationen dazu gab es bisher nur aus Laborexperimenten. «Bislang hatte man

den molekularen Aufbau von Aggregaten untersucht, die sozusagen im Reagenzglas hergestellt wurden. Wir haben uns die Frage gestellt, wie gut diese die Situation beim Patienten widerspiegeln. Deshalb haben wir uns Aggregate angeschaut, die aus Gewebeproben von Patienten generiert wurden», so Zweckstetter. «Dabei haben wir eng mit internationalen Partnern zusammengearbeitet. Die Gewebeproben stammen aus Australien, die Aggregate wurden in Südkorea hergestellt. In Göttin-

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MEDIZIN

Multisystematrophie (MSA) Im Gegensatz zum klassischen Parkinson (Morbus Parkinson) gibt es bei der Multi­ systematrophie (MSA) schlechtere Therapiemöglichkeiten. Sie bestehen im Wesentlichen aus der Milderung der Symptome. Das Fortschreiten der Erkrankung kann gegenwärtig nicht verzögert werden, wodurch die Lebenserwartung der betroffenen Personen sich stark verkürzt. gen haben wir die Struktur-Untersuchungen durchgeführt.»

Aggregate aus Gehirnproben fünf verstorbener Parkinson- und fünf verstorbener MSA-Patienten wurden untersucht. Zum Vergleich stellten die Wissenschaftler verschiedene Varianten von Alpha-Sy­nucleinAggregaten künstlich her. Dafür verwendeten sie gängige Verfahren. Mittels Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) und weiterer Methoden haben die Forscher dann die Struktur der verschiedenen Aggregate verglichen.

Strukturelle Unterschiede «Wir haben festgestellt, dass die aggregierten Proteine aus dem Labor eine andere Struktur haben als alle aus Patientenmaterial generierten Aggregate», kommentiert Dr. Timo Strohäker, Erstautor der Studie, die Befunde. «Zudem unterschieden sich die Proteine der MSA-Patienten von jenen der Parkinson-Patienten. Die Proteine der verschiedenen MSA-Patienten hatten alle eine weitgehend ähnliche Form. Die Proteine der Parkinson-Patienten waren deut7–8/2020

Bild: Shutterstock

Morbus Parkinson Die Parkinsonkrankheit ist seit über 200 Jahren bekannt. Dennoch bleiben die Ursachen für diese neurodegenerative Erkrankung bis zum heutigen Tag ein Rätsel. In der Schweiz sind laut der Schweizerischen Parkinsonvereinigung 15 000 Menschen betroffen. Weltweit sind rund 10 Prozent der erkrankten Personen unter 50 Jahre alt.

Ein typisches Symptom der Parkinsonerkrankung ist der Ruhetremor. Meist zittern die Arme in Ruheposition.

lich uneinheitlicher. Vergleicht man die Proteine der verschiedenen Parkinson-Patienten untereinander, dann gibt es eine gewisse strukturelle Vielfalt.»

Grundsätzlich enthalten die Alpha-Sy­ nuclein-Proteine sämtlicher Aggregate sogenannte Beta-Faltblatt-Strukturen – was im Einklang steht mit vorherigen Untersuchungen. Das molekulare Rückgrat ist demnach so gebogen, dass die Proteine weitgehend zweidimensional sind und innerhalb der Aggregate schichtweise aneinanderhaften. Die Faltung der Proteine ist allerdings nicht durchgängig, denn jedes enthält auch Abschnitte ohne definierte Struktur. Von Bedeutung ist zudem die Orientierung der Faltblatt-Bereiche. «Es geht darum, wie viel von einem Protein gefaltet ist und auch, wie es gefaltet ist», sagt Zweckstetter.

Diverse Aggregatformen bei Parkinson In der Struktur des mit Parkinson verknüpften Alpha-Synucleins gab es zum Teil deutliche Unterschiede zwischen einzelnen Patienten. Dies könnte damit zusammenhängen, dass der Verlauf der Parkinson-Erkrankung von Mensch zu Mensch recht unterschiedlich sein kann. «Die Variabilität von Parkinson hängt möglicherweise mit Unterschieden in der Faltung des aggre-

gierten Alpha-Synucleins zusammen. Das würde der sogenannten ‹one disease-one strain›-Hypothese widersprechen, also dass Parkinson nur mit einer einzigen, klar definierten Aggregatform einhergeht. Angesichts unserer relativ kleinen Stichprobe von fünf Patienten lässt sich das aber nur vermuten», so Zweckstetter. «Unsere Ergebnisse belegen jedoch sicherlich, dass Studien mit Gewebeproben von Patienten notwendig sind, um Labor-Experimente sinnvoll zu ergänzen.»

Originalpublikation Timo Strohäker et al., «Structural heterogeneity of alpha-synuclein fibrils amplified from patient brain extracts», Nature Communications (2019); DOI: 10.1038/s41467019-13564-w

Kontakt Prof. Dr. Markus Zweckstetter Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie Am Fassberg 11 D-37077 Göttingen +49 551 201 2220 mzwecks@mpibpc.mpg.de www.mpibpc.mpg.de

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ERNÄHRUNG

Hightech-Filter reinigt Wasser

Lachszucht in den Bündner Alpen

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Swiss Alpine Fish produziert atlantischen Lachs von besonderer Qualität.

Prozent des verwendeten Wassers werden stündlich in einem vielschichtigen Prozess mit mechanischer und biologischer Reinigung aufbereitet und dem Kreislauf wieder zugeführt. Lediglich 0,5 Prozent an mit Sediment belastetem Wasser werden in die unternehmenseigene Abwasseraufbereitungsanlage geleitet. Nach vollständiger Wiederaufbereitung wird es in die nahegelegene Moësa eingeleitet. Der verbleibende Schlamm mit einem Trockensubstanzgehalt von rund neun Prozent wird in einer lokalen Biogasanlage verwertet. Ein Kontrollsystem überwacht permanent alle Parameter wie Sauerstoffkonzentration, pHWert oder Temperatur des Wassers und Aggregate. Über Sollwerteinstellungen wird beispielsweise automatisch Base zudosiert, um den pH-Wert zu stabilisieren. So gewährleistet dieses geschlossene Kreislaufsystem eine Fischzucht ohne Antibiotika und die Produktion von entsprechend hochwertigem Fleisch. Zwölf Lachsgenera-

Bild: GKD

Eine Million Lachse werden weltweit pro Jahr gefangen. Die mit weitem Abstand meisten davon werden in marinen Aquakulturen gezüchtet. Das sind im Meer verankerte Netzgehege. Drangvolle Enge, eine mit Exkrementen und Futterresten höchst belastete Wasserumgebung sowie entsprechend hoher Einsatz von Antibiotika und Pestiziden zur Behandlung der Tiere gegen Krankheiten und Parasiten sind die Folgen. Seit langem ist diese Art der Zucht deshalb Gegenstand weltweiter Kritik von Umwelt-, Tierschutz- und Verbraucherorganisationen. Indoor-Kreislaufanlagen gelten seit den 1980er-Jahren als eine ebenso bewährte wie kostenintensive Lösung des Problems. Standortunabhängig kann in ihnen Fisch gezüchtet werden – mit hoher Umweltverträglichkeit und optimalen Lebensbedingungen für die Tiere.

Ein Prinzip, das Swiss Alpine Fish mit insgesamt drei Kreislaufanlagen und neuester Technologie für die Lachszucht vom Ei bis zum schlachtreifen Fisch perfektionierte und so nicht nur für die Schweiz zum Vorzeigebetrieb wurde. Je eine Kreislaufanlage steht in der Brut- und Quarantänestation.

Für den «Grow Out» – so heisst die Mastphase als letzter und teuerster Teil der Lachszucht – setzt das Unternehmen die Pilotanlage eines rezirkulierendes Aquakultur-Systems (RAS) von der Firma Veolia ein. Hierbei handelt es sich um ein innovatives, kompaktes Ringtanksystem mit drei konzentrisch angeordneten Ringen und in der Grösse flexibel einstellbaren Sektionen. Die Anlage trägt den simplen Namen RAS 2020. Das Fassungsvermögen der gesamten Anlage bei Swiss Alpine Fish beträgt 3900 Kubikmeter Wasser. Aus einem Brunnen in 28 Meter Tiefe wird Quellwasser unter konstanter Sauerstoffzufuhr durch die Anlage gepumpt. 99,5

Bild: Swiss Alpine Fish AG

Weltweit werden rund 2,5 Millionen Tonnen Lachs pro Jahr unter ökologisch oftmals problematischen Bedingungen gezüchtet. 90 Prozent der Lachse in den Kühlregalen der Supermärkte stammen aus marinen Aquakulturen – vorrangig aus Norwegen und Chile. Hierzulande zeigt die Swiss Alpine Fish AG mit einer Indoor-Aquakultur mitten in den Alpen eine nachhaltige Alternative mit umweltverträglicher Lachszucht.

Christopher Shaw, Farm Assistant Manager bei Swiss Alpine Fish.

7–8/2020

Bild: Swiss Alpine Fish AG

ERNÄHRUNG

Die Swiss Alpine Fish AG zeigt mit einer Indoor-Aquakultur mitten in den Alpen eine nachhaltige Alternative mit umweltverträglicher Lachszucht.

Vom Ei bis zum erntereifen Lachs Mit der Aufzucht empfindet das noch junge Unternehmen in Lostallo – einem kleinen Ort im italienischsprachigen Teil von Graubünden südlich des San-Bernardino-Passes – die natürlichen Lebensstationen der Lachse nach. Alle zwei Monate werden 50 000 befruchtete Lachseier von einem renommierten Produzenten aus Island importiert – ausschliesslich Weibchen wegen des schnelleren Wachstums und der besseren Fleischqualität. Die sechs bis sieben Millimeter grossen Eier kommen in wasserdurchströmte Brutkästen mit reinem Süsswasser, das eine Temperatur von etwa acht Grad Celsius hat. Die Fische schlüpfen nach ungefähr zehn Tagen.

Nach knapp zwei Monaten haben die Fische ihren Dottersack aufgezehrt und müssen in einem grösseren Durchflussbecken an äussere Nahrung gewöhnt werden. Dafür wird schliesslich in einer ersten Phase Salz hinzugefügt, um die Fische bei einem Salzgehalt von 1 ppt vorsichtig auf die nächste Phase im ersten Kreislaufsystem vorzubereiten. Zu Beginn dieser zwei Monate langen First-Feeding-Phase sind die Fische etwa 0,2 Gramm schwer, am 7–8/2020

Ende werden sie mit einem Gewicht von zwei Gramm in das erste Kreislaufsystem der sogenannten Hatchery überführt. In deren ersten beiden Tanks für die jetzt Fry genannten Fische beträgt der Salzgehalt des Wassers 2 ppt. Mit 20 Gramm Gewicht wechseln sie nach acht Wochen in die drei letzten Tanks dieser Kreislaufanlage. Erneut zwei Monate später, am Ende der sogenannten Pre-Smolt-Phase, wiegen sie bereits 70 Gramm. Per Rohrleitung gelangen sie in das zweite Kreislaufsystem der Farm. Hier erfolgt die Smoltifizierung der Fische, also ihre physiologische Um-

Bilder: GKD

tionen werden parallel bei Swiss Alpine Fish gezüchtet, allein sechs Generationen unterschiedlichen Alters befinden sich im RAS 2020.

stellung auf Wasser mit 6 ppt Salzgehalt.

Im Rahmen des Beckenwechsels werden auch alle Lachse von Hand geimpft. Nach weiteren zwei Monaten wechseln die nunmehr schon 250 Gramm schweren Fische in die dritte und grösste Kreislaufanlage, das RAS 2020. Dieses Grow-Out-System mit einem Durchmesser von 32 Metern und 4,5 Meter Wassertiefe fasst 2700 Kubikmeter Wasser – 700 Kubikmeter im inneren Ring, 1700 Kubikmeter im äusseren. Jeder dieser Ringe besteht aus drei Sektionen, in die die Fische erneut nach jeweils zwei Monaten Aufenthalt weitergepumpt werden. Beim Wechsel in die zweite Sektion des inneren Rings wiegen die Fische etwa ein Kilo, nach der ersten Sektion im äusseren Ring 1,6 Kilo und am Ende der letzten der sechs Sektionen 3,5 bis vier Kilogramm. Mit diesem Gewicht und etwa 80 Zentimeter Grösse sind sie ernte- sprich schlachtreif. Dafür kommen sie zunächst in das 223 Kubikmeter Wasser umfassende Ausnüchterungsbecken, wo sie ohne Fütterung – nunmehr wieder in Süsswasser – sieben Tage verharren, bis sie den als Off-Flavor bezeichneten, erdigen Geschmack des durch Bakterien gebildeten Geosmins verloren haben. Bei der Weiterverarbeitung werden den per Stromstoss betäubten Fischen die Kiemen durchgeschnitten. Nach dem Ausnehmen wird der Fisch auf Eis gelegt und am Folgetag je nach Auftragseingang filetiert, vakuumiert oder nach ausgeklügelten Rezeptu-

In den Trommelfiltern bei Swiss Alpine Fish sind 45 Filterpaneelen mit dem Hochleistungsgewebe Porometric von GKD mit der benötigten Porenöffnung von 25 μm eingebaut.

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ERNÄHRUNG

ren von dem schottischen Räuchermeister bei niedriger Temperatur (20 Grad Celsius) 18 Stunden lang geräuchert. Von den 50 000 von Swiss Alpine Fish importierten Eiern schaffen es derzeit im Schnitt 20 000 Tiere, alle Stationen zu durchlaufen. Seit der Eröffnung der mit einer Investitionssumme von 14 Millionen Franken errichteten Indoor-Farm im Jahr 2013 steigt das Produktionsvolumen kontinuierlich. Ziel sind 600 Tonnen Lachs pro Jahr, 2019 betrug der Output 400 Tonnen. Im laufenden Jahr erwartet das Unternehmen – auch durch wichtige Neuerungen unter anderem mit GKD-Metallgewebe – eine Jahresproduktion von bis zu 550 Tonnen. Aber bereits jetzt laufen die Planungen für eine Erweiterung der Anlage um weitere 1200 Tonnen Lachsproduktion auf Hochtouren, in drei bis vier Jahren ist die erste Ernte nach dem Kapazitätsausbau geplant.

Wasserreinigung auf hohem Niveau Das A und O jeder Fischzucht ist die Wasserqualität. Hauptgrund für die Wahl von Lostallo als Standort war die hochwertige Qualität des Quellwassers. Im RAS 2020 erfolgt die Frischwasserzufuhr im Ausnüchterungsbecken. Per Überlauf gelangt es von dort in die drei Trommelfilter und nach einer UV-Desinfektion in den Biofilter. Dieser befindet sich – zusammen mit einem Denitrifikationsreaktor, der nicht als solcher, sondern als zweiter Biofilter benutzt wird – in einem dritten konzentrisch angeordneten Ring mit 7,5 Meter Radius in der Mitte des inneren Aufzuchtrings. Hier wird die fast 100-prozentige Sauerstoffsättigung des Wassers fast auf null gesenkt und Ammonium, Ammoniak sowie Nitrit werden zu Nitrat umgewandelt. Durch den permanenten Wasseraustausch hat der entsprechend geringe Nitratgehalt keine störenden Auswirkungen auf die Produktion. Nach der Behandlung im Biofilter entfernt ein Entgaser CO2 und Stickstoff aus dem Wasser. Anschliessend befördern drei Saugpumpen pro Stunde je 1200 Kubikmeter des so behandelten Wassers in einen Tank. Ein Teil davon wird in Sauerstoffzylinder geleitet und mit drei bar Druck mit Sauerstoff angereichert. Zusammen mit dem restlichen, nicht mit Sauerstoff angereicherten Wasser, fliesst dieses 26

Nach knapp zwei Monaten haben die Fische ihren Dottersack aufgezehrt und müssen in einem grösseren Durchflussbecken an äussere Nahrung gewöhnt werden.

so behandelte Wasser zurück in die Kreislaufanlage.

Für die vor dem Biofilter erfolgende mechanische Reinigung des Wassers kommen drei Trommelfilter vom Typ HDF 2009-1AS zum Einsatz. Bei 3600 Millimeter Länge und einem Durchmesser von 2000 Millimetern haben sie eine Filterfläche von jeweils 21,6 Quadratmetern. Hier werden Futterreste und Fischkot aus dem Zulaufwasser entfernt, um die Funktion der biologischen Filter zu unterstützen. In jedem der drei Trommelfilter sind 45 Filterpaneelen, jede 1,20 × 0,40 Meter gross. Die Konstruktion ihrer schaufelartigen Stützstruktur aus vielen kleinen miteinander verbundenen Gewebequadraten verstärkt die Filterwirkung. Die Abreinigung der Paneele erfolgt automatisch mehrmals pro Minute durch Sprühbalken. Zusätzlich werden die Filterpaneele einmal wöchentlich per Hochdruckreiniger von Fettablagerungen aus dem Fischfutter gereinigt. Die werksseitig gelieferten Kunststoffgewebe waren diesen Belastungen nicht dauerhaft gewachsen, so dass es laut Christopher Shaw, Farm Assistant Manager bei Swiss Alpine Fish, zunehmend Probleme im 24-Stunden-Betrieb der Lachsfarm gab. Löcher im Gewebe und Risse an den Kanten gefährdeten die Qualität der mechanischen Reinigung. «Abreinigungsqualität und Filtereffizienz sind für unseren Prozess extrem wichtig», so Shaw.

Er ergänzt: «Der Lachs braucht für sein Wohlbefinden und optimales Wachstum

klares Wasser ohne Schwebstoffe. Festund Schwebstoffe sind zudem eine Quelle zur Bakterienbildung und müssen deshalb so schnell wie möglich aus dem Prozesswasser.» Auf der Suche nach Abhilfe stiess er im Internet auf die Firma GKD – Gebr. Kufferath AG und das dort entwickelte Hochleistungsgewebe Porometric aus Edelstahl mit der benötigten Porenöffnung von 25 μm. Dessen dreidimensionale Schlitzstruktur erzielt mit fast 90 Prozent Porosität eine unerreicht hohe Durchflussleistung. Bei gleicher Pumpenleistung wird dadurch der Durchsatz signifikant gesteigert. Dank hoher Schmutzaufnahmekapazität erfordert Porometric zudem trotz der höheren Filterleistung weniger Reinigungszyklen. In unabhängigen Vergleichstests des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) stellte das Hightech-Gewebe das beste Abreinigungsverhalten unter Beweis – bei zugleich geringerem Rückspülvolumen.

Ein Aspekt, der für Shaw ebenfalls interessant war, da die Abwasseranlage bei Swiss Alpine Fish an ihrer Kapazitätsgrenze angelangt ist. Testweise liess er deshalb einige Paneele in einem Trommelfilter mit diesem Edelstahlgewebe von GKD bespannen. Der Weltmarktführer für Industrie- und Architekturgewebe entwickelte eigens dafür eine neue Applikationstechnik. Die anschliessenden Tests unter Echtzeitbedingungen bestätigten die Erwartungen des Assistant Farm Managers: «Die Paneele lassen sich wesentlich leichter reinigen – ohne Gefahr, 7–8/2020

ERNÄHRUNG

dabei das Gewebe zu beschädigen!» Auch die Abstände der Reinigungszyklen konnten deutlich verlängert werden. Obwohl die Bespannung der Trommel mit den flexibleren Kunststoffgewebepaneelen etwas leichter geht, sprachen diese Ergebnisse eindeutig für eine Ausweitung des Tests mit den Metallgewebepaneelen. So liess Shaw im nächsten Schritt deshalb den ersten der drei Trommelfilter voll mit Porometric 25 bespannen. Dieser Test läuft noch. Sofern auch er die Erwartungen von Swiss Alpine Fish erfüllt, werden die beiden übrigen Trommelfilter sukzessive mit dem Porometric-Gewebe bespannt. GKD fertigte insgesamt 55 Porometric-Paneele: 45 davon sind für die Trommelfilter bestimmt. Zehn weitere dieser Paneele wurden auf der Farm zu Testzwecken in den Trommelfiltern der Abwasseraufbereitungsanlage eingesetzt. Die prozentuale Steigerung der Effizienz steht final noch nicht fest. Aber schon jetzt kann sich Shaw vorstellen, bei der geplanten Expansion der Anlage alle Trommel-

filter von Beginn an mit dem so robusten Edelstahlgewebe – eventuell sogar mit einer noch höheren Feinheit, da es Porometric bis zu 13 μm fein gibt – auszustatten.

Das RAS 2020 verfügt über Gitter, mit denen die Sektionsgrösse in den Aufzuchtringen flexibel gestaltet werden soll. So kann die optimale Dichte für die jeweilige Fischgrösse eingestellt und gleichzeitig die Kapazität der Anlage erhöht werden. In der Praxis funktionierten diese vermeintlich beweglichen Gitter jedoch nicht, so dass Swiss Alpine Fish bereits selbst neue Gitter designt hatte. In GKD fand Christopher Shaw für deren Realisierung ebenfalls den richtigen Lösungspartner und mit dem Architekturgewebe Pegasus das passende Gewebe. Dessen Porenöffnung von 50 × 13,7 Millimetern hält die Fische in der jeweiligen Sektion und bietet dem Wasser zugleich den gewünschten, geringstmöglichen Widerstand.

Vier bewegliche Absperrgitter mit diesem Edelstahlgewebe in Glasfaserrahmen kommen fortan in der Anlage in Lostallo zum

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Einsatz und ermöglichen die stressfreie Beförderung der Fische von einer Sektion zur nächsten. In Tucana, einem weiteren Metallgewebe von GKD, erkannte der Fachmann ein drittes Gewebe, das ein bestehendes Problem löste: Als Rückhaltegitter am Überlauf des Ausnüchterungsbeckens verhindert dieses Gittergewebe seitdem, dass Fische in die Trommelfilter gelangen. Durch permanente Optimierung dieser ohnehin schon technisch führenden und aufwendigsten Art von Aquakultur produziert Swiss Alpine Fish atlantischen Lachs von hoher Qualität.

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Zahlen Visable Der digitale Markt für den Handel zwischen Unternehmen wächst rasant. Das in diesem Segment tätige Unternehmen Visable mit Europages und «Wer liefert was» erreichte in den ersten zwölf Monaten einen markanten Umsatz- und Neukundenzuwachs. Die Höhe der in diesem Zeitraum durch alle Kunden gebuchten Leistungen liegt bei 65 Millionen Franken.

Die Online-Plattformen von Visable konnten 8800 Neukunden generieren.

Entschädigungsfonds für Asbestopfer EFA Die Stiftung verzeichnet im dritten Jahr ihres Bestehens die bisher höchste Anzahl an eingegangenen Gesuchen. Ebenso hat die Anzahl ausbezahlter Entschädigungen 2019 einen Höchststand erreicht: Im vergangenen Jahr wurden 88 Gesuche bei der Stiftung registriert, daraus resultierten 52 Entschädigungen im Umfang von 4,77 Mio. Franken. 2019 sind 11,5 Mio. Spendenfranken eingegangen, seit ihrer Gründung insgesamt 24 Mio. Franken.

Roche Die Konzernverkäufe stiegen im ersten Halbjahr 2020 um 1 % auf 29,3 Milliarden Franken. Der Kerngewinn je Titel erhöhte sich um 2 % und wuchs damit stärker als die Verkäufe. Der Konzerngewinn stieg um 3 %, was auf die starken zugrundeliegenden Kernergebnisse zurückzuführen ist. Aufgrund des anhaltend starken Wechselkurses

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des Frankens sank der Konzerngewinn, in Franken berechnet, um 5 % auf 8,5 Milliarden.

Lonza hat ein Umsatzwachstum von 7,7 % und eine robuste Kern-Ebitda-Marge von 29,1 % bekannt gegeben.

Die Ergebnisse widerspiegeln die Widerstandsfähigkeit der Lonza Group gegenüber den Herausforderungen und Unwägbarkeiten der Covid-19Pandemie im ersten Halbjahr.

Getragen wurden die guten Ergebnisse vom Segment Lonza Pharma Biotech & Nutrition (LPBN), das ein Umsatzwachstum von 10,8 % und eine Kern-Ebitda-Marge von 34,1 % erwirtschaftete.

Das Segment Lonza Specialty Ingredients (LSI) wies ein stagnierendes Umsatzwachstum und eine gestiegene KernEbitda-Marge von 19,7 % aus.

Produktion Air Products und Thyssenkrupp Um Projekte zur Bereitstellung von grünem Wasserstoff zu entwickeln, werden die beiden Unternehmen in wichtigen Regionen zusammenarbeiten und ihre komplementären Stärken rund um Technologien, Anlagenbau und Projektabwicklung nutzen.

Thyssenkrupp wird neben der entsprechenden Technologie spezifische Maschinenbauleistungen, Anlagen und technische Services für Wasserelek­ trolyseanlagen bereitstellen, die von Air Products errichtet und betrieben werden und

sich im Besitz des Unternehmens befinden.

W. R. Grace & Co. der Spezialist für Spezialkieselsäure, gibt die Eröffnung seines neuen 8200 m2 grossen, hochmodernen Werks zur Herstellung von kolloidaler Kieselsäure bekannt. Es wird unter euro­päi­scher Flagge an einem der grössten Produktionsstandorte für Grace in Worms, Deutschland betrieben. Durch dieses Werk verdoppelt sich die weltweite Produktionskapazität von Ludox.

Labor Universität Wien Forschende warnen vor zusätzlichen Treibhausgasen im Eis. Permafrost ist dauerhaft gefrorener Boden, in dem mehr Kohlenstoff gespeichert ist, als in allen Pflanzen und der Atmosphäre zusammen auf der Erde vorkommt. Ein kleiner Teil des Permafrostbodens taut im Sommer auf, was es den Mi­ kroorganismen im Boden erlaubt, den Humus abzubauen.

Dadurch werden Treibhausgase freigesetzt, die in die Atmosphäre gelangen. Die steigenden Temperaturen in der Arktis erhöhen die Treibhausgas­ emissionen.

Universität Zürich Forschende haben den detaillierten dreidimensionalen Bauplan des Oxytocin-Rezeptors bestimmt. Das sogenannte «Kuschel- oder Liebeshormon» Oxytocin stärkt nicht nur die Mutter-Kind-Beziehung und

beeinflusst soziale Bedingungen. Es spielt auch eine wichtige Rolle bei verschiedenen Entwicklungsstörungen wie Autismus oder dem Asperger-Syndrom.

Max-Planck-Institut Ein Forscherteam am Max-PlanckInstitut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam berichtet in der Fachzeitschrift «Nature Catalysis», dass nachhaltige Kohlenstoff-StickstoffKreuzkupplungen mithilfe von einfachen Nickelsalzen, Kohlenstoffnitriden und Licht durchgeführt werden können. Die Chemiker forschen an der Verwendung von günstigen und wieder ­v erwendbaren Halb­leitern als Photokatalysatoren.

Technische Universität Eindhoven In der Industrie werden gasförmige Kohlenwasserstoffe, wie Ethan und Methan, häufig in Moleküle umgewandelt, die als Bausteine für Pharmazeutika und Agrochemikalien dienen können. Diese Prozesse finden typischerweise bei hohen Temperaturen und Drücken statt und können auch grosse Mengen an Schadstoffen produzieren.

Forscher der Technischen Universität Eindhoven haben eine neue Methode zur sofortigen Umwandlung gasförmiger, leichtgewichtiger Kohlenwasserstoffe in komplexere Moleküle bei Raumtemperatur und niedrigem Druck entwickelt, bei der die Moleküle in Gegenwart eines geeigneten Katalysators mit Licht beleuchtet werden.

7–8/2020

NEWS

Ein Team der Universität Hohenheim (Deutschland) erforscht Bioraffinerie-Verfahren, die pflanzliche Biomasse in hochmoderne KohlenstoffMaterialien umwandeln. Das Projekt «GreenCarbon» untersucht Verfahren, um aus Biomasse interessante Produkte zu erzeugen. Im Zentrum steht die hydrothermale Karbonisierung (HTC).

Für trockene Biomassen mit nicht mehr als 10 Prozent Wassergehalt, wie Heu, Holz oder Stroh, kann dabei das Pyrolyse-Verfahren eingesetzt werden, bei dem das Ausgangsmaterial unter Sauerstoffabschluss und hohen Tempera­turen verkohlt wird, ähnlich wie in einem Holzkohlemeiler.

Feuchte Biomassen dagegen, die zu 80–90 Prozent aus Wasser bestehen, werden in der so genannten hydrother-

malen Karbonisierung (HTC) in einen kohlenstoffhaltigen Feststoff umgewandelt. Bei Temperaturen zwischen 180 und 250 Grad Celsius unter leicht erhöhtem Druck, vergleichbar einem Schnellkochtopf, entstehen dabei durch verschiedene chemische Prozesse Kohlenstoffnanostrukturen, die technologisch sehr interessante Eigenschaften aufweisen können.

Anwendungsmöglich­keiten solcher Hydrokohlen sind z. B. Aktivkohlen zur Reinigung von Luft, Gasen oder (Ab-)Wasser, Speichermedien für Wasserstoff, Elektrodenmaterialien für Batterien und Brennstoffzellen oder Superkondensatoren, wie sie unter anderem für die Herstellung von E-Autos benötigt werden.

Um Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion zu vermeiden, setzt das Forschungsteam

Bild: Universität Hohenheim/Astrid Untermann

Aus Pflanzenabfällen entstehen High-Tech-Materialien

Ein Team der Universität Hohenheim erforscht Bioraffinerie-Verfahren, die pflanzliche Biomasse in hochmoderne Kohlenstoff-Materialien umwandeln.

bevorzugt auf Ausgangsmaterialien, die in der Landwirtschaft und Lebensmittelproduktion als Nebenprodukte oder Abfall anfallen, wie z. B. Gemüseblätter, Stroh oder auch Gärreste, die bei der Vergärung von Bio-

masse in einer Biogasanlage zurückbleiben.

Basis dieser neuen Textilien dienen «smarte» Fasern und biokompatible Verbundwerkstoffe, die als Sensoren, Medikamentenabgabesysteme oder Gewebeersatz auch in der Medizinforschung zu Innovationen beitragen. Nicht nur im Sommer kann es beim Sporttreiben heiss werden, denn auch Sport im Winter hat seine Tücken. Draussen ist es bitterkalt und warme Kleidung ist gefragt. Bewegt man sich jedoch intensiv, setzt die körper­ eigene «Klimaanlage» ein: Die Haut sondert literweise kühlenden Schweiss ab. Damit wir dann bei der wohlverdienten Pause nicht in der nassen Bekleidung frieren, haben Em-

pa-Forscher in St. Gallen in Zusammenarbeit mit Industriepartnern eine elektroosmoti­ sche Membran entwickelt, die die Bekleidung (und den Sportler) trocken und somit auch warmhält. Das schweizerische Sportbekleidungsunternehmen Kjus hat die Technologie in eine Skijacke eingearbeitet, die sich per Smart­ phone bedienen lässt. In Experimenten in der Empa-Klimakammer bestätigten die Forschenden zudem die Funktionalität und den Tragekomfort der Kleidung mit «Pump­ effekt».

Medienmitteilung Universität Hohenheim www.uni-hohenheim.de

Gesundheit zum Anziehen ten Technologien analysiert High-Tech-Bekleidung heute Körperfunktionen oder optimiert aktiv das Mikroklima. Als

Bild: Rober t Stürmer /Empa

Coole Kleidung für Spitzenleistungen kann weit mehr, als einfach nur gut aussehen: Dank einer Vielzahl von smar-

Mit dem Cardiogurt aus anschmiegsamem Gewebe und gestickten Elektroden lassen sich physiologisch wichtige Parameter bequem über längere Zeit messen.

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Medienmitteilung Empa www.empa.ch 29

NEWS

Messer verdoppelt Umsatz im Jahr 2019 schäfts der Linde AG in Nordamerika sowie einzelner Geschäftsaktivitäten von Linde und Praxair in Südamerika.

Dies zeigt sich auch in den

Bild: Messer

Im Geschäftsjahr 2019 hat sich Messer zu einem neuen Global Player entwickelt: Grund dafür ist der Erwerb des überwiegenden Teils des Gasege-

Inklusive der At-Equity-Beteiligung Messer Industries hat Messer im abgelaufenen Geschäftsjahr einen konsolidierten Umsatz in Höhe von rund 2,8 Milliarden Euro erwirtschaftet.

Zahlen des Unternehmens deutlich: Inklusive der At-Equity-Beteiligung Messer Indus­ tries hat Messer im abgelaufenen Geschäftsjahr einen konsolidierten Umsatz in Höhe von rund 2,8 Milliarden Euro* erwirtschaftet. Im Vorjahr betrug der Umsatz des weltweit grössten familiengeführten Industriegas-Spezialisten noch 1,35 Milliarden Euro.

Das Ebitda stieg von 366 Millionen Euro auf 695 Millionen Euro*. Dies ergibt eine aktuelle Ebitda-Marge in Höhe von 25 Prozent*.

Im Geschäftsjahr 2019 sank unter anderem die Arbeitsunfall-Schwerequote von 64 auf 45,6*. Der spezifische CO2 Fussabdruck von Produktionsanlagen und Gase-Logistik wird als Koeffizient CO2 pro Euro Umsatz gemessen und

verbesserte sich von 2,50 Kilogramm CO2 im Jahr 2018 auf 1,55* in 2019. Die Anzahl der nach der internationalen Norm für Umweltmanagement, ISO 14001, zertifizierten Produktions- und Abfüllbetriebe stieg von 23 auf insgesamt 57* im Jahr 2019. Der Anteil von Frauen im Konzern hat sich positiv entwickelt: Insgesamt betrug dieser im Geschäftsjahr 2019 29,5* Prozent und in der ersten und zweiten Führungsebene 26,2* Prozent. * Summe von Messer Group und Messer Industries, die die At-Equity-Beteiligung Messer Industries ab dem 1.

März 2019 zu 100 Prozent beinhaltet.

Medienmitteilung Messergroup GmbH www.messergroup.com

Forschende fordern Umdenken bei Tierversuchen Expertengruppe neue Vorgehensweisen bei Tierversu-

Bild: Adpic

Auf Initiative der Universität Bern hin veröffentlichte eine

Gerade eine starke biologische Variation und nicht die starre Standardisierung erhöht die Reproduzierbarkeit der Tierversuchsergebnisse.

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chen. Tierversuche werden meist unter hochstandardisierten Laborbedingungen durchgeführt. Durch Standardisierung soll die Reproduzierbarkeit der Versuchsergebnisse verbessert werden; in der Realität ist die Reproduzierbarkeit allerdings erstaunlich schlecht.

Die Forschenden kamen nach einer Durchsicht der be­ stehenden Forschung zum Schluss, dass es in der Versuchsplanung einen Paradigmenwechsel braucht. Ihre Überlegungen präsentierten sie in der Zeitschrift «Nature Reviews Neuroscience».

Um robustere Versuchsergebnisse zu erzielen, schlagen die Forschenden aus verschiedenen Fachgebieten vor, absichtlich biologische Variation im Versuchsdesign einzuplanen.

Eine «Heterogenisierung», das gezielte Einplanen biologischer Variation im Versuchsdesign von Tierversuchen, würde den Geltungsbereich der Ergebnisse erweitern und damit die Reproduzierbarkeit verbessern.

Medienmitteilung Universität Bern www.unibe.ch 7–8/2020

NEWS

Jetzt Vortragsthemen Filtech 2021 einreichen Mit mehr als 400 Ausstellern und über 16 000 Besuchern hat die Filtech im vergangenen Jahr ihre Position als international bedeutendster Treffpunkt für Filtration und Separation gefestigt. Filtech bietet Besuchern nicht nur einen Messebereich mit dem gesamten Spektrum der Filtration und Separation aller Arten von Medien. Ein umfangrei-

ches Konferenzprogramm gibt ausserdem vertiefende Informationen über aktuelle Produkttrends sowie Einblicke in Forschung und Entwicklung.

Experten, die ihre Themen auf der Filtech 2021 vorstellen möchten, lädt der Veranstalter ein, sich jetzt für einen Vortragsslot zu bewerben. Bis zum 30. August 2020 können Forscher und Entwickler, An-

Bild: Universität Rostock/Christian Hackenberge

Pikoskope macht das Innere der atomaren Materie sichtbar

Elektronenverteilung im Inneren eines Kalziumfluorid-Kristalls.

Lichtmikroskope ermöglichen es uns, winzige Objekte wie lebende Zellen sehen zu können. Bislang war es nicht möglich, die viel kleineren Elektronen zwischen den Atomen in Festkörpern zu beobachten. Wissenschaftler vom Institut für Physik der Universität Rostock und dem MaxPlanck-Institut für Quantenoptik in Garching ist es zusammen mit Mitarbeitern des Ins7–8/2020

titutes für Physik der Chinesischen Akademie der Wissen­schaften in Peking gelungen, ein neuartiges Lichtmikroskop, das Picoscope, mit einer Auflösung von einigen zehn Pikometern zu entwickeln. Sie berichten im renommierten Fachjournal «Nature» jüngst darüber, wie es gelungen ist, Bilder zu erstellen, die zeigen, wie sich die Elektronenwolke im Kristallgitter von Festkörpern auf die Atome verteilt.

Die Experimente ebnen den Weg zur Entwicklung einer neuen Klasse von laserbasierten Mikro­skopen, die es Physikern, Chemikern und Materialwissenschaftlern erlauben würde, mit bisher unerreichter Auflösung Details des Mikrokosmos zu studieren, die chemischen und elektronischen Eigenschaften von Materialien besser zu verstehen und schliesslich gezielt zu verändern.

Medienmitteilung Universität Rostock www.uni-rostock.de

gehörige von Universitäten und Instituten, Unternehmen und Verbänden ihre Beiträge einreichen, um Fachbesucher im Rahmen des Kongressprogramms vom 23. bis zum 25. Februar 2021 mit ihrem Vortrag zu informieren.

Experten, die ihre Forschungsergebnisse im Rahmen eines Vortrags präsentieren möchten, füllen auf der Website der

Filtech https://filtech.de/conference/present-your-paper ein Formular aus und laden ihr Abstract hoch. Die Form der Präsentation – 20-minütiger Vortrag, 5-minütiger Kurzvortrag oder Posterpräsenta­ tion – ist frei wählbar.

Medienmitteilung Filtech www.filtech.de

Personalien Eppendorf AG Der Aufsichtsrat der Eppendorf AG hat Axel Jaeger zum neuen Finanzvorstand des Unternehmens berufen. Der 53-jährige Finanzexperte hat bei dem Hamburger Life-ScienceUnternehmen am 1. Juni 2020 die Leitung des Vorstandsressorts Finance, IT, Controlling übernommen. Er folgt auf Detmar Ammermann, der das Unternehmen im vergangenen Jahr verlassen hat.

Universität Zürich Prof. Michael Schaepman soll neuer Rektor der Universität Zürich werden.

Der Senat hat ihn mit 383 von 515 gültigen Stimmen nominiert. «Ich fühle mich sehr geehrt, dass mir die Kolleginnen und Kollegen das Vertrauen geschenkt haben und nehme die Nomination sehr gerne an», sagt Prof. Schaepman.

B&R Proventis Partners Eine der grössten unabhängigen M&ABeratungsgesellschaften in der Dach-Region, setzt ihren Wachstumskurs mit einer weiteren Schlüssel-Personalie fort: Dr. Uwe Nickel (Jahrgang 1958) wird neuer Partner im Zürcher Büro und wird den strategischen Ausbau des Transaktionsgeschäfts sowie der Beratungsleistungen in der Chemie­branche mit voran­ treiben.

Luca Galluzzi (52) rückt in die Geschäftsleitung des Automatisierungsanbieters B&R auf. Als neuer Vertriebs-Geschäftsführer folgt er Peter Gucher, der nach 34 Jahren bei B&R in den wohlverdienten Ruhestand geht. In seiner neuen Rolle als Chief Sales Officer (CSO) wird Galluzzi sämtliche B&R-Vertriebstätigkeiten weltweit verantworten und die Erschliessung neuer Märkte vorantreiben.

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VER ANSTALTUNGEN

9. Oktober im Hotel Arte in Olten

Der 17. Schweizer Sonderabfalltag

In vielen Betrieben, die mit Sonderabfällen – sei es als Abgeber oder Entsorger – zu tun haben, ist die Verwendung von «veva-online» zum Erstellen von Begleitscheinen und für Meldungen der Abfälle nicht mehr wegzudenken. Dieses Tool erfährt fortlaufend Erneuerungen, die es uns ermöglichen sollten, schneller und einfacher ans Ziel zu kommen.

In den nächsten Jahren ist eine umfassende Überarbeitung der Online-Plattform zu einem neuen Portal namens «Abfall und Rohstoffe» geplant. Teilweise bereits erfolgreich eingeführt wurde der digitale Datenaustausch mit den Nachbarländern beim grenzüberschreitenden Verkehr. Über weitere geplante Neuerungen wird am Sonderabfalltag 2020 das Bundesamt für Umwelt (Bafu) aus erster Hand informieren.

Passend zur Thematik der Neuerungen auf «veva-online», wird die Problemstellung beim grenzüberschreitenden Verkehr mit grün gelisteten Abfällen aufgegriffen. Die wichtigsten Punkte, die es für den reibungslosen Import und Export im vereinfachten Verfahren zu berücksichtigen gilt und wie Bussgelder sowie Transportrückweisungen beim Grenzübertritt zu vermeiden sind, werden anhand von Beispielen aus der Praxis erläutert.

Unsicherheiten bezüglich der Klassierung eines Abfalls kommen bei vielen Unternehmen immer wieder vor, insbesondere wenn es sich um Abfälle handelt, mit welchen man nicht tagtäglich zu tun hat. Darum soll am Sonderabfalltag Licht in die spannende, aber nicht einfache Frage der Verantwortlichkeiten und Haftung bei falschen Abfallklassierungen und den daraus resultierenden Konsequenzen gebracht werden.

Den Teilnehmenden erwartet ein Vortrag aus der Praxis von Roche Diagnostics. Sie 32

werden zeigen, wie sie ihre Verantwortung als Abgeberbetrieb wahrnehmen und wie das Abfallmanagement bei ihnen funktioniert. Um diese Abläufe zu vereinheitlichen, wurde bei Roche auch bei der Entsorgung vieles digitalisiert. Vielleicht können die einen oder anderen noch Inputs für den Ablauf im eigenen Betrieb mitnehmen?

Es gibt radioaktive Abfälle, die eindeutig als solche identifizierbar sind und auf den entsprechenden Wegen entsorgt werden.

Aber wie ist dies mit radioaktiven Abfällen, die fälschlicherweise im Kehricht landen?

Wie erkennt man diese sogenannten «herrenlosen» radioaktiven Materialien? Wie werden sie richtig behandelt? Die Suva wird diesen Sachverhalt näherbringen.

Sens eRecycling wird 30 Jahre alt. Begonnen hat die Erfolgsgeschichte mit dem Recycling von Kühlgeräten. Mittlerweile werden aber auch weitere Schadstoffe aus Elektrogeräten entfernt. Was gibt es für künftige Herausforderungen? Darüber wird die Firma ausführlich informieren.

Im Jahr 2019 erschien der neu überarbeitete Leitfaden «Sicherer Umgang mit Chemikalien, Mikroorganismen und Strahlenquellen an Schulen». In einem Referat der Abteilung Chemikaliensicherheit des Kantons Luzern wird erläutert, welche Chemikalien verboten, beziehungsweise problematisch sind. Was muss gesetzeskonform entsorgt werden und welche Unterstützung gibt es dabei? Eine spannende Thematik aus einer eher ungewöhnlichen Branche, was die Sonderabfallentsorgung betrifft.

In einer Kehrichtverbrennungsanlage (KVA) wird vor allem Siedlungsabfall verbrannt.

An sich hat dies nicht allzu viel mit Sonderabfall zu tun. Nun beinhaltet aber auch dieser Abfall Schadstoffe, die im Rahmen

Bild: Shutterstock

Bereits zum 17. Mal treffen sich Fachpersonen aus Industrie, Gewerbe, Institutionen und Behörden am Schweizer Sonderabfalltag in Olten. Auch in diesem Jahr konnten Referenten gewonnen werden, welche viel Erfahrung in ihren Spezialbereichen aufweisen und mit ihren Vorträgen ein breites Spektrum abdecken werden. Zudem wird das Bundesamt für Umwelt dieses Mal dabei sein und aus erster Hand informieren.

Ein professioneller Umgang mit Abfall ist in unserer gegenwärtigen Gesellschaft enorm wichtig geworden.

der Verbrennung in das Abwasser der KVA gelangen können. Ein Vortrag unseres Patronatspartners, des Schweizerischen Verbands für Umwelttechnik (SVUT), zu Wasserchemie beziehungsweise Verbesserung der Abwassernutzung in der KVA wird den diesjährigen Sonderabfalltag abschliessen.

Neben den vielfältigen Fachreferaten wird der Sonderabfalltag durch eine Begleitausstellung abgerundet und von den Patronatspartnern SVUT und Sens eRecycling, unterstützt.

Weitere Informationen und die Anmeldung für die Tagung finden Sie auf: www.ecoserve.ch/aktuelles/sonderabfalltag.

Kontakt EcoServe International AG Pulverhausweg 13 CH-5033 Buchs +41 62 837 08 10 info@ecoserve.ch www.ecoserve.ch

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TERMINE

Kurse, Seminare, Workshops und Messen SEPTEMBER 2020 07.09.

Pinch-Analyse: Online-Weiterbildungskurs – Grundlagen der Pinch-Methode Ort: Online (13–17 Uhr) Veranstalter: Hochschule Luzern – Technik & Architektur Technikumstrasse 21, CH-6048 Horw + 41 41 349 33 11 technik-architektur@hslu.ch; www.pinch-analyse.ch/de

14. – 16.09.

GLP-Intensivtraining mit QS-Übungsaufgaben: Methodenvalidierung und Gerätequalifizierung unter GLP – mit Praxisteil Ort: D-Rheinbach bei Bonn 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

22.09.

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

28.09. – 01.10.

Grundlagen der Allgemeinen und Anorganischen Chemie für Mitarbeiter aus Produktion und Technik Ort: D-Bad Dürkheim 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

29.09.

Neue analytische Methoden und rechtliche Vorgaben in der Pestizidanalytik 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

30.09. – 01.10.

Powtech 2020 Ort: Nürnberg Veranstalter: Nürnberg Messe, Messezentrum D-90471 Nürnberg +49 911 86 06 0 www.powtech.de

OKTOBER 2020

24.09.

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

28.09

NMR-Spektrenauswertung und Strukturaufklärung 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

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: 23.07.2020

7–8/2020

07. – 08.10.

Ilmac Lausanne 2020 Ort: Lausanne Veranstalter: MCH Group, Messeplatz 10 CH-4005 Basel, +41 58 206 20 20 info@mch-group.com, www.mch-group.com

19.10.

Pinch-Analyse: Online-Weiterbildungskurs – Pinch-Analyse für mehrere Betriebsfälle Ort: Online (13–17 Uhr) Veranstalter: Hochschule Luzern – Technik & Architektur Technikumstrasse 21, CH-6048 Horw + 41 41 349 33 11 technik-architektur@hslu.ch; www.pinch-analyse.ch/de

19. – 22.10.

Analytica 2020 Ort: München Veranstalter: Messe München, Messegelände D-81823 München +49 89 949 20720 info@analytica.de, www.anayltica.de

20.10.

Verhalten im Reinraum Ort: D-Leipzig 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 Weitere Termine finden Sie unter www.chemiextra.com bei Agenda/Veranstaltungen

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PUBLIREPORTAGE Plateforme pour la chimie, la pharmacie et la biotechnologie

H AU P TM E D I E N PA R T N E R

7. und 8. Oktober 2020 | Expo Beaulieu Lausanne | ilmac.ch Für die französischsprachige Schweiz

Wir sind startklar!

ChemieXtra ist Hauptmedienpartner der ILMAC LAUSANNE und möchte Ihnen die 3. Ausgabe dieser Messe für die Chemie- und Life Science-Branche ans Herz legen.

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Ihre Messe vom 7. und 8. Oktober 2020 in Lausanne Endlich wieder live Aussteller und Geschäftspartner treffen Gute Gespräche führen, neue Kontakte knüpfen In entspannter Atmosphäre Privates und Geschäftliches verbinden Kostenloses Eintritts-Ticket mit dem PrioCode welcome-ilmac20 (www.ilmac.ch/ticket) Die Messe offeriert jedem Besucher ein kostenloses Mittagessen inkl. Getränke Profitieren Sie doppelt Informationen zu unserem Schutzkonzept finden Sie unter www.ilmac.ch

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Wir freuen uns auf ein Wiedersehen – an der ILMAC LAUSANNE! Expo Beaulieu Lausanne, Halle 7 | Avenue Bergières 10 | 1004 Lausanne | www.ilmac.ch/ILMACLAUSANNE

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7–8/2020

Bilder: PanGas

PUBLIREPORTAGE

Reduzierung von Stickoxiden mit Ozon

Alternatives Verfahren zur Abgasreinigung Stickoxide spielen aufgrund ihrer umwelt- und gesundheitsschädigenden Eigenschaften eine wichtige Rolle, wenn es um das Thema Luftqualität geht. Aufgrund strenger gesetzlicher Vorgaben zur Reduzierung der Stick­ oxidbelastung ist die Industrie auf innovative Lösungen angewiesen.

Insbesondere in Branchen, bei denen durch die Verbrennung fossiler Energieträger hohe Mengen an Stickoxiden entstehen, sind effektive Massnahmen zur Einhaltung der Umweltauflagen gefordert.

Eine besonders flexible und leistungsfähige Technologie zur Abgasreinigung basiert auf Ozon.

Das von Linde entwickelte Lotox-Verfahren ist eine wirtschaftliche Alternative zu herkömmlichen Lösungen wie die selektive katalytische Reduktion (SCR) oder die selektive nichtkatalytische Reduktion (SNCR). Zusätzlich kann Lotox als Add-on mit überschaubarem Aufwand Bestandsanlagen auf höhere Abscheideraten bringen, indem es als «Booster» fungiert. Die Anwendung beim Chemiekonzern Dow stellt die Leistungsfähigkeit des Verfahrens in der Praxis unter Beweis.

Abgasreinigung mit Ozon Bei diesem Niedertemperatur-Oxidationsverfahren wird Ozon im Temperaturbereich von unter 150 °C in einen Rauchgasstrom 7–8/2020

eingeblasen, um unlösliches Stickstoffmono- und -dioxid sehr selektiv zu hochlöslichem Distickstoffpentoxid (N2O5) zu oxidieren. Dieses Pentoxid wird dann in einem Halbtrocken- oder Nass-Gaswäscher zusammen mit anderen Schadstoffen ausgewaschen und bildet schwach salpetersaures Abwasser, das in Anlageprozessen verwendet oder vor der Einleitung neutralisiert wird. Überschüssiges Ozon wird im Gaswäscher vernichtet. Mit Lotox können NOx-Werte kleiner 20 mg/Nm3 erreicht werden. Dabei arbeitet das Verfahren ausgesprochen zuverlässig – insbesondere bei stark mit Partikeln und sauren Gasen verunreinigten Abgasen, als auch bei grossen Schwankungen der NOx-Werte in den Abgasströmen.

Lotox hat sich bereits in vielen Kundenanwendungen bewährt, u. a. in der Metallveredelung und in Erdölraffinerien. Dabei werden Abgasvolumenströme im Bereich von 6300 Nm3/h bis 620 000 Nm3/h behandelt. Die NOx-Werte im Eingangsstrom reichen von 60 bis 6000 mg/Nm3 und werden auf NOx-Werte von 20 bis 90 mg/

Nm3 abgereinigt. Die Niedertemperaturoxidation ist bereits neben SCR/SNCR als «Best Available Techniques» (BAT) im Bereich Raffinerien gelistet.

Erfolgreicher Test bei Dow Der Einsatz von Lotox ist nicht auf Raffinerien beschränkt: Pilotversuche haben die Anwendbarkeit auch in anderen Bereichen nachgewiesen. Ein aktuelles Beispiel ist ein sehr erfolgreicher Test im anspruchsvollen Umfeld einer Sondermüllverbrennung mit vollem Gasvolumenstrom.

Durchgeführt wurde der Versuch bei dem US-amerikanischen Chemiekonzern Dow am Standort Stade in Niedersachsen (D).

In den hochmodernen Anlagen stellt Dow jährlich rund drei Millionen Tonnen Grundund Spezialitätenchemikalien her.

In der Verbrennungsanlage in Stade, die auf einem Drehrohrofen basiert, werden unterschiedlichste Abfallstoffe des Standorts verbrannt – inklusive Anlieferungen von externen Kunden. Besondere Anforderungen wie chlorierte Stoffe und hoher 35

PUBLIREPORTAGE

Staubanfall werden in der nachgeschalteten Abgasreinigung mit Wäschern und Filtern gemäss dem Stand der Technik behandelt.

Die Einhaltung der vorgegebenen NOxWerte stellt aktuell bei Dow kein Problem dar. Doch angesichts der zu erwartenden Verschärfung der Grenzwerte beschäftigten sich die Verantwortlichen bei Dow schon frühzeitig mit möglichen neuen Techniken für die Denox (Entstickung) als Alternative zu SNCR/SCR. Die Wahl fiel dabei auf Lotox, da sich das Verfahren durch einfache Nachrüstung und mobilen Einsatz besonders für einen Versuch im RealMassstab eignet. Damit war es möglich, einen Versuch innerhalb kurzer Zeit an einem Abgasvolumen von ca. 50 000 m³/h zu realisieren.

In enger Zusammenarbeit mit Linde Gas als Anbieter des Verfahrens und Xylem, einem Spezialisten für Ozonanlagen, konnte der Test nicht nur termingerecht durchgeführt werden: Die erzielten Ergebnisse übertrafen zudem die Erwartungen, wie Robert Gröbe, Environmental Technology Manager bei Dow, bestätigt: «Es war erstaunlich, wie schnell sich die NOx-Werte mit steigender Ozon-dosierung innerhalb weniger Sekunden nach unten bewegten.

Die Reaktionszeit war schneller, als wir das alle angenommen hatten.»

Auch die Spezialisten bei Xylem zeigten sich von der Leistungsfähigkeit des Verfahrens nach dem Test überzeugt: «Der Ozonverbrauch war deutlich niedriger als

erwartet, was die Wirtschaftlichkeit gegenüber den Konkurrenzverfahren wie SNCR/ SCR enorm verbessert», resümiert Jens Gebhardt, Prozessingenieur bei Xylem. «Bis dato hiess es immer, dass Lotox zwar ein sehr gut funktionierendes Verfahren, aber wegen des Energieaufwands teuer sei. Unsere ursprüngliche Annahme war, dass wir bis zu 20 kg/h Ozon benötigen würden, aber in Praxis kamen wir mit 7–8 kg/h auf eine nahezu vollständige NOx-Reduktion.»

Die Versorgung des Ozongenerators erfolgte mit einer mobilen Flüssigsauerstoffanlage inkl. Luftverdampfer. Das Ozon wurde mittels Linde-Spezialinjektor direkt in die Abgasleitung nach dem HCl-Wäscher eingebracht. Die Abgastemperatur lag bei moderaten 70 °C. Das im Abgasrohr gebildete Reaktionsprodukt wurde im nachge-schalteten Nassabscheider mit NaOH-Lauge als Waschflüssigkeit gelöst und über partiellen Abzug der Abwasserbehandlung zugeführt.

Diverse Parameter wie Ozonmenge, Ozonkonzentration als auch Eingangs-NOx-Konzentration wurden variiert.

Wertvolle Erkenntnisse Thermisch erzeugtes NOx besteht i. d. R. zu mehr als 90 % aus NO, der verbleibende Anteil aus NO2. Um die Oxidation von NO zum wasserlöslichen N2O5 zu erreichen, geht man deshalb von einem theoretischen Molverhältnis von 1,5 aus.

Die ersten Versuche mit schrittweise gesteigerter Ozondosierung zeigten jedoch,

Lotox lässt sich mit geringem Aufwand in einer kontrollierten Temperaturzone des bestehenden Nass- oder Halbtrocken-Wäscher-Systems installieren.

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dass bereits bei geringerem Molverhältnis eine deutlich höhere NOx-Reduzierung erreicht wurde als theoretisch anzunehmen war. Der NOx-Wert am Kamin sank auf annähernd 0 mg/m3, da ein weiterer Mechanismus im Laugenwäscher zum Tragen gekommen ist.

Weitergehende Analysen und Literaturrecherchen zeigten, dass sich NO2 gut in alkalischer Lösung binden lässt und die Anwesenheit von NO dies unterstützt.

Idealerweise beträgt das Verhältnis von NO zu NO2 1:1. In Verbindung mit NaOH wird dann vornehmlich Natriumnitrit gebildet, was sich auch in den Abwasseranalysen bestätigte.

Der grosse Vorteil hierbei ist, dass für eine adäquate NOx-Entfernung keine vollständige Oxidation des NOx zu N2O5 notwendig ist, sondern bereits ein Molverhältnis von ca. 0,5–0,6 ausreicht. Dies bedeutet eine erhebliche Verringerung des Ozonbedarfs und somit eine signifikante Verbesserung der Wirtschaftlichkeit.

Die Versuche im Full-Scale-Test haben sehr positive Ergebnisse gezeigt: Es wurde in Kombination mit dem alkalischen Wäscher ungefähr 60 % weniger Ozon verbraucht als ursprünglich erwartet, wodurch sich die Wirtschaftlichkeit deutlich verbessert. Gleichzeitig konnten problemlos Werte kleiner 10 mg/m3 erreicht werden – und dies in kurzer Betriebsbereitschaft und Reaktionszeit. Neben einem Stand-aloneEinsatz resultiert daraus auch die Möglichkeit, bestehende SNCR/SCR-Anlagen mit relativ geringem Umbauaufwand nachzurüsten und die Kapazität zu erhöhen (Booster). Aufgrund des modularen Aufbaus und geringem Platzbedarf ist die Anlagenausführung auch ortsveränderlich einsetzbar. Weitere Vorteile sind die Unempfindlichkeit bezüglich Staubfrachten sowie der Wegfall von Ammoniak- oder Harnstoff-Lagerung, sodass infolgedessen keine Probleme mit Ammoniak-Schlupf bestehen.

Kontakt PanGas AG Industriepark 10 CH-6252 Dagmersellen +41 58 748 15 00 contact@pangas.ch www.pangas.ch

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VERFAHRENSTECHNIK

Prozesswärme aus erneuerbarer Quelle

Industrie vertraut auf Solarwärme Viele Produktionsbetriebe benötigen in Fertigungsprozessen Wärme. Unter bestimmten Umständen kann die Nutzung von Solarwärme auch in unseren Breitengraden sinnvoll sein. Günstige Voraussetzungen haben insbesondere die Lebensmittel-, Textil-, Papier- und Pharmaindustrie. Um die Wirtschaftlichkeit der Solarwärme zu verbessern, untersucht ein Forscherteam der Hochschule für Technik Rapperswil mit Unterstützung des Bundesamts für Energie (BFE) standardisierte, skalierbare Kollektoranlagen.

Gut ein Zehntel des Schweizer Energiekonsums entfällt auf die Bereitstellung von Wärme in Industrieunternehmen. Zwei Drittel davon sind Prozesse wie beispielsweise Erhitzen, Reinigen, Destillieren, Sterilisieren, Bleichen oder Färben. «Wird die Prozesswärme bei Temperaturen bis zu 150 °C benötigt, ist eine Bereitstellung über Solarkollektoren in der Schweiz sinnvoll», sagt Dr. Mercedes H. Rittmann-Frank, Wissenschaftlerin am Institut für Solartechnik SPF der Hochschule für Technik Rapperswil (HSR). In der Schweiz bieten vier Industriebranchen besonders gute Voraussetzungen für den Einsatz von Solarwärme: die Lebensmittel-, Textil-, Papier- und Pharmaindustrie. Eine Studie der HSR und der Westschweizer Fachhochschule HEIGVD (Yverdon-les-Bains) hat 2019 das theoretische Potenzial für solare Prozess­ wärme in diesen vier Branchen mit 4 Terrawattstunden beziffert. Das sind 9 Prozent des gesamten Energiebedarfs der Schweizer Industrie.

Von 2012 bis 2016 hat sich die Zahl der Solarthermie-Anlagen zur Erzeugung von Prozesswärme weltweit von 120 auf 700 mehr als verfünffacht. Eingesetzt werden sie in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, im Maschinenbau und in der Textilbranche. Seit dem Jahr 2011 wird Solarwärme auch in der Schweiz genutzt.

Damals nahm der Milchverarbeitungsbetrieb Lesa in Bever (GR) die erste Anlage in Betrieb. Der 190 °C heisse Dampf wird für die Reinigung der Produktionsanlagen Freier Wissenschaftsjournalist im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE)

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Bild: Emmi

Dr. Benedikt Vogel 1

Bild 1: Die Milchindustrie (im Bild: Emmi-Werk in Emmen, Kanton Luzern) braucht heisses Wasser unter anderem zur Reinigung von Tanks und Produktionsanlagen. Das heisse Wasser kann zumindest teilweise durch Solarkollektoren bereitgestellt werden.

eingesetzt. Wenig später stellten Betriebe der Milchverarbeiter Cremo SA (in Freiburg im Üechtland) und Emmi AG (in Saignelégier/JU) ebenfalls teilweise auf Solarwärme um. Unterdessen gibt es landesweit gut ein halbes Dutzend Anlagen zur Bereitstellung industrieller Solarwärme.

Mehrjähriges Monitoring von fünf Anlagen In einem vom Bundesamt für Energie unterstützen Monitoringprogramm hat ein HSR-Forscherteam seit 2014 fünf dieser Anlagen begleitet. Der erste Teil der Studie «Evaluation von Solaren Prozesswärmeanlagen in der Schweiz» (EvaSP) wurde 2017 abgeschlossen, der zweite Teil lief von 2018 bis Mai 2020. Gemäss den Auswertungen liefern die Anlagen Quadratmeter-Erträge von bis zu 80 kWh pro Monat,

wobei im Sommerhalbjahr rund 30 bis 45 Prozent der eingestrahlten Energie als Wärme genutzt werden. Die Firmen produzieren mit Solarkollektoren 15 bis Kostenloses Berechnungstool Forschende des SPF haben zusammen mit Kolleginnen und Kollegen des Laboratoire d’énergétique solaire et de physique du bâtiment (Lesbat) an der Fachhochschule der Westschweiz in Yverdon-les-Bains ein Berechnungsprogramm entwickelt, das sogenannte Solind-Tool. Dieses erlaubt Unternehmern seit vergangenem Jahr eine schnelle Abschätzung, ob die Nutzung von solarer Prozesswärme in ihrem Industriebetrieb sinnvoll ist.

Download unter: https://www.spf.ch/ index.php?id=19086

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Bild: SPF/bearbeitet B. Vogel

VERFAHRENSTECHNIK

Bild 2: Gemäss Schweizer Gesamtenergiestatistik entfallen 18 Prozent des landesweiten End­ energieverbrauchs bzw. 155 Petajoule auf die Industrie (so für das Jahr 2016). Diese Energie wird in Form von Wärme oder Elektrizität genutzt. Über zwei Drittel der Wärme werden für industrielle Prozesse verwendet.

Experteneinschätzung «zufriedenstellende bis gute Energiebeträge».

Alle untersuchten Anlagen sind Pilotanlagen und damit Investitionen, die auch dazu dienen, aus Fehlern und Störungen zu lernen. Die von den HSR-Forschenden festgestellten Fehlfunktionen betrafen bewegliche Teile (bei Parabolrinnen-Kollektoren), Fehler bei der Systemintegration sowie bei der Datenübertragung und -speicherung, wobei letztere nicht direkt mit der Kollektortechnologie in Verbindung stehen. Die festgestellten Probleme konnten in der Regel behoben werden. Die Untersuchungen zu Degradation und Verschmutzung zeigen keine ungünstigen Befunde. Der Schlussbericht zieht denn auch ein positives Fazit: «Die untersuchten Anlagen zeigen vielversprechende Ergebnisse, die Schweiz sollte das Potenzial für diese CO2 -neutrale Wärmeerzeugung nutzen.»

Bild: SPF/bearbeitet B. Vogel

Ruf nach Standardisierung

Bild: HSR

Bild 3: In der Lebensmittel-, Textil-, Papier- und Pharmabranche gibt es besonders viele Anwendungsmöglichkeiten für Prozesswärme, wie diese Aufstellung aus einem Bericht des Bundesamts für Statistik von 2017 zeigt.

Bild 4: HSR-Forscherin Dr. Mercedes H. Rittmann-Frank.

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220 MWh Prozesswärme pro Jahr und decken damit bis zu 44 Prozent ihres Prozesswärmebedarfs.

Die fünf untersuchten Anlagen nutzen drei verschiedene Kollektorarten. Als «sehr positiv» bewerten die Forscherinnen und Forscher in ihrem Schlussbericht die Leistung der Vakuumröhren-Kollektoren, die bei der Firma Zehnder in Gränichen (AG) zum Einsatz kommen. Diese Technologie ist aus dem Wohnbereich gut erprobt, hat aber den Nachteil, dass nur Temperaturen bis 90 °C möglich sind. Höhere Temperaturen lassen sich mit Vakuumflachkollektoren (bis 160 °C) oder mit konzentrierenden, nachgeführten Parabolrinnen-Kollektoren (bis 190 °C) erzielen. Diese Art von Kollektoren, die in drei untersuchten Anlagen (Lesa/Bever, Emmi/Saignelégier, Cremo/ Freiburg) eingesetzt werden, liefern laut

Vor dem Hintergrund der Herausforderungen speziell bei der Systemintegration wünschen sich die HSR-Forschenden «einfachere und standardisierte Integrationskonzepte». Bisher sind Solaranlagen zur Erzeugung von industrieller Prozesswärme jeweils Einzelanfertigungen. Entsprechend aufwendig sind die Voruntersuchungen zur Auslegung und Einbindung neuer Anlagen.

Da verschiedene Industriebetriebe ähnliche Prozesse und Prozessanforderungen haben, stellt sich die Frage, ob sich Solarwärmeanlagen in einem gewissen Mass standardisieren liessen, wodurch schliesslich Planungs- und Herstellungskosten sinken würden. Das ist die zentrale Frage­ stellung des auf zwei Jahre angelegten Forschungsprojekts BillySolar, das seit Frühjahr 2019 an der HSR läuft. Der Projektname bringt die übergeordnete Zielsetzung auf den Punkt: Lassen sich Anlagen aus einer kleinsten, universell einsetzbaren Wärmeeinheit zusammensetzen, quasi wie ein Billy-Regal von Ikea?

Auf dem Weg zu diesem Ziel wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den Wärmebedarf von industriellen Prozessen verstehen und in Industriebetrieben wiederkehrende Prozesse mit ähnlichem Wärmebedarfsprofil identifizieren, also Prozesse, bei denen Wärmemenge, Temperatur und Tagesverlauf vergleichbar 7–8/2020

VERFAHRENSTECHNIK

sind. Um dies zu tun, wurden über die Werksleiter von sechs Emmi-Produktionsstätten mittels Fragebogen die Angaben zu den jeweils eingesetzten Prozessen erhoben. Zusätzlich untersuchten Forschungspartner der Hochschule Luzern (HSLU) Energieflussanalysen von industriellen Prozessen (sogenannte Pinch-Analysen) aus der Lackier-, Galvanik-, Textil- und Lebensmittelindustrie, die in einer HSLU-Datenbank abgelegt sind.

Standardmodul mit 100 m² Fläche So identifizierten die Forscherinnen und Forscher Prozesse, die für die Beschickung mit solarer Prozesswärme in Frage kommen. Zusätzlich erstellten sie die Solar­ thermie-Anlagen und alle zugehörigen Komponenten mit der Simulationssoftware Polysun. Im nächsten Schritt konnten sie die Parameter der Anlagen (Art der Kollektortechnologie, Kollektorfeldfläche, Volumen des Wärmespeichers) nun belie-

big variieren und so die energetischen Kennzahlen und die Kosten der jeweiligen technischen Umsetzung (Anlage-, Integrations- und Montagekosten) bestimmen.

Mit den Simulationen gelangten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu dem Schluss, dass das kleinste Standardmodul für industrielle Solarthermie-Anlagen auf 100 m² Kollektorfläche und einen Warmwasserspeicher mit 10 m³ dimensioniert werden könnte.

Diese Grösse ist das Ergebnis einer energetischen und wirtschaftlichen Optimierung; bei dieser Anlagengrösse sind die Kosten pro Kilowattstunde produzierter Wärme am tiefsten, wie die Forschenden zeigen konnten. Für Firmen ist es somit am vorteilhaftesten, wenn sie sich – je nach Wärmebedarf – für 100 m² oder ein Vielfaches dieser Kollektorfläche entscheiden. Bei der vorgeschlagenen Standardgrösse handelt es sich um ein Zwischenergebnis, das im Zuge des Projekts bestätigt und verfeinert werden muss. Zu klären bleibt, ob bzw. wie sich solche Stan-

dardeinheiten in einen bestimmten Industriebetrieb konkret integrieren lassen und welche finanziellen Anreize allenfalls nötig sind, um der Solarthermie im industriellen Sektor trotz der Mehrkosten gegenüber fossilen Energieträgern Vorschub zu leisten. HSR-Forscherin Rittmann-Frank ist optimistisch: «Wir gehen davon aus, dass diese vor allem aus der Milchindustrie abgeleitete kleinste Produktionseinheit auf andere Branchen übertragbar ist und auch dort eine sinnvolle Grösse zur Erzeugung von Prozesswärme darstellt.»

Kontakt Dr. Stefan Oberholzer Bundesamt für Energie CH-3003 Bern +41 58 462 56 11 stefan.oberholzer@bfe.admin.ch www.bfe.admin.ch

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Bild: Shutterstock

VERFAHRENSTECHNIK

Das wohl bekannteste Produkt von Korrosion durch Sauerstoff in Anwesenheit von Wasser: Rost.

Für Werkstoffe aller Art

Eine Anlage zur Prüfung von Korrosion

Abwasserrohre sollten viele Jahre haltbar sein, denn der Austausch ist zeitaufwendig und kostenintensiv. Doch die Bedingungen für die verbauten Materialien sind extrem: So kann durch die Besiedelung von Mikro­ organismen im Rohr Schwefelsäure ent­ stehen. Dies führt dann zu einem kombi­ nierten chemisch-biologischen Angriff, der sogenannten biogenen Schwefelsäurekor­ rosion (BSK). Um die Beständigkeit von Materialien gegenüber diesem Korrosions­ fall zu prüfen, führt das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietech­ nik (Umsicht) in einem dafür entwickelten Prüfverfahren seit 2006 Untersuchungen durch. Das Verfahren stellt den che­ misch-biologischen Angriff praxisnah, zeit­ gerafft und reproduzierbar nach. Um den in den letzten Jahren steigenden Anfragen zu Korrosionsprüfungen gerecht zu wer­ 40

Bild: Shutterstock, bearbeitet von Roger Bieri

Biogene Schwefelsäure greift Mörtel, Beton, aber auch Kunststoffe oder metallische Werkstoffe an. Um die Beständigkeit von Materialien gegenüber einem Angriff durch biogene Schwefelsäure zu prüfen, hat das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (Umsicht) eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen. Diese stellt den Korrosionsfall praxisnah, zeitgerafft und reproduzierbar nach – eine Voraussetzung, um resistente Werkstoffe entwickeln zu können.

Bild 1: Das gasförmige H 2 S steigt in den Gasraum, wird auf den Oberflächen absorbiert und dort zu Schwefel (S8 ) oxidiert. Thiobakterien setzen schliesslich den Schwefel zu Schwefelsäure (H2 SO4 ) um.

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VERFAHRENSTECHNIK

dazu mehrere Teststände errichtet, die einen zeitgerafften und reproduzierbaren BSK-Angriff realisieren. Häufig untersuch­ te Materialien sind zementäre Werkstoffe wie Mörtel und Beton. Aber das Spekt­ rum reicht von beschichteten metalli­ schen Werkstoffen bis hin zu Kunststof­ fen.

Bilder: Fraunhofer Umsicht/Mike Henning

Ausbau der Kapazität

Bild 2: Bereits seit 2006 führt Fraunhofer Umsicht Prüfverfahren für biogene Schwefelsäurekorrosion durch.

den, hat eine weltweit einzigartige Anlage ihren Betrieb aufgenommen, die die bis­ her vorhanden Prüfkapazitäten erweitert.

Schwefelsäure greift an Aus anorganischen und organischen Schwefelverbindungen im Abwasser bzw. im abgesetzten Schlamm wird durch Sul­ fat-reduzierende Bakterien Sulfid gebildet, das zu Schwefelwasserstoff (H 2 S) umge­ setzt wird (Bild 1). Das gasförmige H 2 S emittiert in den Gasraum, wird auf den Werkstoffoberflächen absorbiert und an­

schliessend zu Schwefel (S8 ) oxidiert. Im Kanalsystem und auch auf den Werkstof­ fen vorhandene Bakterien (Thiobacillen) setzen schliesslich den Schwefel zu Schwefelsäure um, wodurch der Säurean­ griff (H2 SO4 ) startet (Bild 1).

Um gezielt BSK-resistente Werkstoffe zu entwickeln, werden Untersuchungsme­ thoden benötigt, mit denen die Realbe­ dingungen im Labor nachgestellt werden können. Bereits seit 2006 beschäftigen sich die Wissenschaftlerinnen und Wis­ senschaftler beim Fraunhofer Umsicht mit der Thematik. Im Laufe der Jahre wurden

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Medienmitteilung Fraunhofer Umsicht www.umsicht.fraunhofer.de

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Um dem steigenden Bedarf an Untersu­ chungen gerecht zu werden, wurden im Jahr 2019 die Entwicklung und der Bau ei­ ner neuen Anlagentechnik gestartet. Die Finanzierung erfolgte aus Fraunhofer-inter­ nen Mitteln und führte zu einem weltweit einzigartigen Teststand. «Mit der nun in Betrieb befindlichen Anlage hat das Team sowohl in Bezug auf die Anlagengrösse als auch im Bereich eines digitalisierten Anla­ genbetriebs einen neuen Stand der Technik geschaffen», sagt Dr. Holger Wack, Projekt­ leiter und Mitarbeiter in der Abteilung Ma­ terialsysteme und Hochdrucktechnik beim Fraunhofer Umsicht und ergänzt: «Es freut uns ganz besonders, dass wir mit der neu­ en Anlage nun ausreichend Kapazität ha­ ben, um sowohl auf die Wünsche unserer Kunden einzugehen als auch die Vernet­ zung mit anderen europäischen Wissen­ schaftlern zu vertiefen und gemeinsame Projekte anzugehen.»

In Zusammenarbeit mit dem langjährigen Kooperationspartner im Bereich der Mik­ robiologie, Dr. Brill + Partner GmbH, Ham­ burg, werden aktuell bereits mehrere Un­ tersuchungskampagnen in der neuen Anlage durchgeführt.

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Bild: Shutterstock

VERFAHRENSTECHNIK

Überschüssige Energie aus Windkraftwerken soll in Methan umgewandelt werden.

Power-to-Gas auch für kleine Anlagen

Methan vom Bauernhof Die Umwandlung von Kohlendioxid in Methan – das sogenannte Power-to-Gas-Verfahren – gilt als wirtschaftlich vergleichsweise attraktive Option zur Speicherung von Strom. Wird dafür das in Biogasanlagen entstehende CO2 genutzt, bieten sich eine Reihe von Vorteilen. Ob das jedoch auch mit kleineren, eher landwirtschaftlichen Anlagen gelingen kann, untersuchen jetzt Forscher der Universität Erlangen-Nürnberg, der Regineering GmbH und der Technischen Hochschule Ingolstadt.

Dr. Torsten Gabriel ¹

Bilder: Fachagentur Nachwachsende Rohstof fe e.V. (FNR)

Kohlendioxid fällt in Biogasanlagen als Bestandteil des Biogases vergleichsweise konzentriert an. In grösseren Biogasanlagen werden deshalb Konzepte getestet und umgesetzt, die das Biogas durch sogenannte Methanisierung mithilfe von Strom aus Windkraftanlagen zu Biomethan aufwerten. Dieses Power-to-Gas-Verfahren speichert den erneuerbaren Strom quasi chemisch in Form von Bioerdgas, das über die Gasnetze bestens transportierbar ist.

Gas soll direkt an der Anlage verwertet werden Für die kleineren landwirtschaftlichen Biogasanlagen gilt die Aufbereitung und Ein-

¹ Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), Gülzow-Prüzen (D)

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Eine einfache Übersicht, wofür Biogas schliesslich verwendet werden kann.

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VERFAHRENSTECHNIK

Darstellung einer landwirtschaftlichen Biogasanlage.

Apropos Energie: Strom aus Wellenkraft Wie lässt sich aus Ozeanwellen sinnvoll Energie zur Stromerzeugung gewinnen? Uela Lim und Jagrit Gupta, internationale Studierende der Technischen Hochschule Ingolstadt (THI) im Bachelorstudiengang Engineering and Management, haben ein Wellenkraftwerk entwickelt, das die Umwelt nachhaltig schützt. Wellenkraftwerke sind kleine Wasserkraftwerke, die im Gegensatz zu Gezeitenkraftwerken nicht Ebbe und Flut zur Energiegewinnung nutzen, sondern die stete Bewegung der Wellen. Bislang existieren weltweit vor allem Prototypen dieser Art von Kraftwerken.

Das Wellenkraftwerk der THI-Studierenden nutzt sowohl den Wellengang als auch den Küstenwind. Es besteht aus einer langen Kammer, in die das Wasser, das auf die Küste trifft, von der einen Seite hineingelangt und aus der es auf der anderen Seite wieder hinausströmt. Beim Rückgang der Welle nimmt das Wasser den umgekehrten Weg durch die Kammer. Ebenso verhält es sich mit dem Wind, der sowohl landwärts als auch seewärts genutzt werden kann. Die Kraft aus Wellen und Wind treibt eine Turbine an, die selbst ausserhalb des Wassers liegt und daher die Meeresflora und -fauna unberührt lässt.

Bild: Shutterstock

Medienmitteilung Technische Hochschule Ingolstadt

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speisung in das Gasnetz – sofern vor Ort überhaupt verfügbar – zurzeit jedoch noch als sehr aufwendig. Deshalb erarbeiten die Wissenschaftler aus Bayern ein neuartiges Konzept, bei dem das Biogas zwar methanisiert, dann aber direkt an der Anlage verwertet wird.

Konkret soll das Biogas aus dem Fermenter ausgeschleust und dessen CO2 -Anteile im Nebenstrom katalytisch reduziert werden, wenn entsprechender Strom preisgünstig zur Verfügung steht. Anschliessend gelangt das Biomethan zurück in die Gasspeichervolumen der Fermenter. Dort steigt der Methananteil im Biogas und damit dessen Energiegehalt sukzessive an, was sich ideal mit flexibler, bedarfsgerechter Fahrweise der Blockheizkraftwerke (BHKW) kombinieren lässt. Da auf diese Weise keine Gasnetzspeisung nötig ist, wird das Verfahren einfacher und preiswerter.

Die Partner wollen zunächst die grundsätzliche Realisierbarkeit des Konzeptes testen, um es im nachfolgenden Schritt an realen Biogasanlagen umzusetzen. Gefördert werden sie dabei vom deutschen Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR).

Kontakt Prof. Dr.-Ing. Markus Goldbrunner Technische Hochschule Ingolstadt Esplanade 10 D-85049 Ingolstadt +49 841 9348 3420 markus.goldbrunner@thi.de www.thi.de

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Bilder: Adobe Stock

MANAGEMENT

Hier hilft ein Roboter bei der Schokoladenproduktion. Automatisierung verändert unsere Gesellschaft und führt vermutlich zu mehr Ungleichheit.

Automatisierung und ihre Konsequenzen

Ist Industrie 4.0 schlecht für die Gesellschaft?

Die Automatisierung wird künftig zu mehr wirtschaftlicher und sozialer Ungleichheit führen – und dies werden vor allem die Menschen mit geringer Qualifikation zu spüren bekommen. Auch die Arbeitslosigkeit wird bei diesen Beschäftigten, langfristig gesehen, steigen. Das zeigt ein neues Rechenmodell, das Wirtschaftswissenschaftler der Universität Hohenheim in Stuttgart zusammen mit Kollegen der Universität Göttingen entwickelt haben.

Dr. Dorothea Elsner 1 Die oft diskutierte Robotersteuer könne dem nämlich weniger entgegensteuern, als man bisher annahm. Das Thema Industrie 4.0 weckt ebenso Hoffnungen wie Ängste. «Viele Menschen befürchten zum Beispiel, dass Industrieroboter Arbeitsplätze wegnehmen könnten», erklärt Prof. Dr. Klaus Prettner, Wirtschaftswissenschaftler an der Universität Hohenheim. «Ob das tatsächlich zutrifft und wie sich Massnahmen der Politik auswirken können, darüber geben uns Modellrechnungen klarere Einsichten.»

Die Basis-Modelle sind veraltet Um Wirtschaftswachstum und langfristige Entwicklungen zu erklären, verwenden die Forscher Rechenmodelle, in die sie Eckda-

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Universität Hohenheim, Stuttgart

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ten einspeisen. Wenn sie wissen wollen, wie sich Massnahmen oder Änderungen auswirken, ändern sie die entsprechenden Parameter in ihrem Modell – und können so einen Blick in die Zukunft werfen. «Die Basis-Modelle sind allerdings in den 1990er-Jahren entstanden – und da steckte die Automatisierung noch in den Kinderschuhen», gibt Prof. Dr. Prettner zu ­bedenken. «Daher haben wir die Automatisierung nun in diese Wachstumsmodelle eingebaut.»

Das heisst, dass es nicht wie bisher im Modell nur Maschinen und Arbeitskräfte gibt, welche in einem relativ starken Ausmass komplementär sind, sondern jetzt auch die Automatisierung als Substitut für Arbeit mit einberechnet wird.

«Ausserdem haben wir Bildungsentscheidungen modelliert, welche bisher vernachlässigt waren», so Prof. Dr. Prettner. «Ob man sich für eine Hochschulausbildung entscheidet oder nicht, hängt beispielsweise vom künftigen Einkommen ab. Doch ob man sich für ein Hochschulstudium ent-

scheidet, hängt auch von der Intelligenz einer Person ab – je höher sie ist, desto

Mechanismen und Lösungen zur sozialen Ungleichheit Der Forschungsschwerpunkt «Inequality and Economic Policy Analysis (Inepa)» der Fakultät Wirtschafts- und Sozialwissenschaften untersucht die Ursachen und Konsequenzen der Ungleichheitsentwicklung, um mögliche Lösungsvorschläge zu erarbeiten. Neben dem Anspruch die Mechanismen aufzudecken, die zu einer ökonomischen Ungleichverteilung führen, sollen so auch politische Massnahmen formuliert, neue Methoden für eine präzisere Analyse von Ungleichheit entwickelt und das Wissen über die Ungleichheitsentwicklung verbreitet und dadurch ein gestärktes gesellschaftliches Bewusstsein geschaffen werden.

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MANAGEMENT

einnahmen unterschiedliche Massnahmen finanziert.

Bild: Shutterstock

Eine Robotersteuer bringt nichts

Während der industriellen Revolution hatten Arbeiter kaum eigene Rechte. Hier ein Knabe in einer Spinnerei womöglich gegen Anfang des 20. Jahrhunderts.

geringer ist der eigene Aufwand für ein Studium, so dass man sich eher dafür entscheidet.»

Wortschöpfung Die Bezeichnung «Industrie 4.0» hat ihren Ursprung in Deutschland. 2011 wurde diese Idee einer neuen industriellen Revolution auf der Hannover Messe «ausgerufen». Sie soll eine Weiterentwicklung des letzten Meilensteins in der Industrie sein. Alle industriellen Prozesse sollen neu drahtlos miteinander verknüpft werden, so dass diese schneller und flexibler agieren können. Die neue Wortschöpfung lehnt sich offensichtlich an die Schreibweise, die bei Versiosangaben von Computerprogrammen üblich ist.

Geringqualifizierte werden abgehängt Als Ergebnis sagt das modifizierte Modell voraus, dass die Automatisierung zu einem steigenden Anteil an Hochschulabsolventen führt. «Sie zwingt gewissermassen die klügeren Köpfe, mehr in ihre eigene Bildung zu investieren», erläutert Prof. Dr. Prettner. «Die anderen werden so jedoch immer mehr abgehängt. Dadurch klafft die Einkommensschere zwischen den Hochqualifizierten und den Geringqualifizierten immer weiter auseinander, und die Arbeitslosigkeit bei Geringqualifizierten nimmt zu.»

Um zu testen, wie sich wirtschaftspolitische Gegenmassnahmen auswirken, haben die Forscher auch eine Robotersteuer und eine progressive Einkommenssteuer in ihr Modell eingebaut, und berechnet was geschieht, wenn man mit den Steuer­

«Betrachtet haben wir eine direkte Umverteilung an jene Menschen mit niedrigem Einkommen und eine Bildungssubven­ tion», so Prof. Dr. Prettner. «Die Ergebnis­se zeigen Wirkungen dieser Massnahmen, die man nicht erwarten würde.»

Ein Beispiel: Eine Robotersteuer senkt die Innovationsbereitschaft in den Unternehmen. Dadurch sinken die Löhne der Hochqualifizierten im Vergleich zum Basisszenario, was wiederum die Investition in eine Hochschulausbildung uninteressanter macht. Zudem gibt es mehr Konkurrenz um die Arbeitsplätze für Geringqualifizierte, was deren Löhne senkt und potenziell deren Arbeitslosigkeit erhöht. «Mit einer Robotersteuer kann man Ungleichheit daher weniger wirksam bekämpfen als bisher gedacht», fasst Prof. Dr. Prettner zusammen.

Durch eine Bildungssubvention wiederum lässt sich zwar der durchschnittliche Lohn steigern, sie führt jedoch zu höherer Ungleichheit: «Sie wird von den Steuern aller bezahlt, es profitieren jedoch nur die gut Ausgebildeten.»

«Das Modell zeigt, dass einfache Lösungen nicht immer zu den gewünschten Effekten führen», warnt Prof. Dr. Prettner. Seine Empfehlung: «Alle Politikmassnahmen sollte man vorab genau überlegen und modellbasiert betrachten.»

Originalpublikation Klaus Prettner, Holger Strulik, «Innovation, Automation, and Inequality: Policy Challenges in the Race Against the Machine, Journal of Monetary Economics», https:// doi.org/10.1016/j.jmoneco.2019.10.012

Eine geringere Qualifikation schlägt sich im Lohn nieder. Laut der Studie klafft die Lohnschere künftig noch stärker auseinander.

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Kontakt Prof. Dr. Klaus Prettner Universität Hohenheim Schloss Hohenheim 1 D-70599 Stuttgart +43 650 7775277 klaus.prettner@uni-hohenheim.de www.uni-hohenheim.de

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VERBANDSSEITE

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

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

SEKTION AARGAU Der praktische Werkstattkurs 2020 Am Mittwoch, den 19. Februar 2020, wurden die Lehrlinge der Firmen DSM, Dottikon, Cilag AG, Siegfried und Mibelle für den Werkstattkurs herzlich eingeladen. Nach der Begrüssung und der kurzen Einführung begaben wir uns in eine Lagerhalle. In dieser arbeiteten wir an vier verschiedenen Posten und lernten viel Neues über Pumpen, Absperrorgane und der Messtechnik.

Zur Messtechnik und Service haben wir zuerst theoretische Grundlagen besprochen und diese danach in praktischen Ar-

Verschiedene Armaturen als Anschauungsmaterial.

beiten umgesetzt. Dazu gehören z. B. Dichtungen wechseln, Werkstoffzerstörung und die Messgeräte auseinander bauen, um sich ein genaueres Bild

Auslegung zur Arbeit mit Armaturen.

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davon machen zu können. Um unser Wissen zu festigen, gab es auch abwechslungsreiche Lernmethoden wie Kahoot, bei dem wir zu verschiedensten Fragen antworten mussten. Damit wir den Aufbau der Daten­ erfassungen besser verstehen und nachvollziehen können, haben wir unter anderem Skizzen und Beschriebe erstellt.

Im Grossen und Ganzen hat uns der Werkstattkurs sehr gefallen, denn er war sehr informativ und lehrreich. Der Umgang zwischen den Lehrlingen und den Ausbildnern war sehr angenehm. Wir würden diesen Kurs den Lehrlingen aufjedenfall weiterempfehlen, weil man hier selbstständig arbeiten konnten und die Ausbildner uns für Fragen zur Verfügung standen.

Thema Armaturen Mit der Erwartung, unser handwerkliches Geschick zu verbessern und unser Wissen zu vertiefen, kamen wir in den Kurs.

Am Anfang kamen wir in das Schulungszimmer und bekamen einen Ablauf zum Kurs.

Dann wurden wir in Gruppen

eingeteilt und haben verschiedene Themen behandelt zum Thema: Sicherheit, Verhalten im Team, Kommunikation und Ordnung kurz bearbeitet und präsentiert. Danach gingen die Gruppen in die Werkstatt und wurden in die drei Bereiche aufgeteilt. Es gab Armaturen, Pumpen und Service und Messgeräte. Wir behandelten das Thema Armaturen und haben zuerst Allgemeines zu den Absperrorganen angeschaut.

Wir durften uns dann eine Armatur aussuchen und sie auseinander bauen und uns genau anschauen. Bei Fragen konnten wir jederzeit die Ausbildner fragen. Nachdem wir uns mit den auseinander gebauten Absperr­ organen befasst haben, haben wir eine Skizze gemacht, sie beschriftet und die Funktionsweise beschrieben, damit wir später, falls wir es nicht mehr wüssten, nachschauen könnten. Zum Abschluss gingen wir in die Siegfried AG und konnten uns alles im Betrieb anschauen.

Laura Bertram (Siegfried) und Simon Eugster (DSM) 7–8/2020

VERBANDSSEITE

Thema Service, Armaturen, Pumpen Am ersten Tag wird die Einführung durch eine Präsentation vorgetragen. Dabei werden den Lernenden drei Themenbereiche gezeigt (Service, Armaturen, Pumpen). Es wurden drei Gruppen gebildet, von denen jeder ein Thema zugeteilt wurde (Sicherheit, Kommunikation,

Ordnung-Sauberkeit, Verhalten im Team). Diese Themen werden kurz bearbeitet und den anderen Lernenden präsentiert.

Nach den Präsentationen gingen die Gruppen in die Werkstatt und wurden dort in den verschiedenen Themen eingeteilt.

Service Zuerst gab es einen Einstieg ins Thema, dabei wur-

Das Arbeiten in der Werkstatt.

Pumpenprüfung auf Dichtigkeit bei cp-Pumpen.

den auf den Flipchart Begriffe aufgeschrieben. Welche Messgeräte wir kennen und was man mit diesen Messgeräten messen kann. Während des Tages befassten wir mit den Messgeräten, wie sie funktionieren und wo sie verwendet werden. Ende des Tages, fassten wir die Funktionsprinzipien zusammen, sodass ein Überblick verschafft wurde. Nach eineinhalb Tagen Arbeitet im Bereich Service wechselten die Armaturengruppe zum Service-Bereich und die ServiceGruppe zu den Armaturen.

Armaturen Am Anfang wurden auch hier auf einem Flipchart die Einteilungen der Armaturen zusammengefasst. Auch hier wurde der Tag verbracht, indem man verschiedenste Absperrorgane auseinandernahm und die Funktionen besprochen wurden. Etwas Neues im Bereich Armaturen war, dass Bilder gezeigt wurden wobei die verschiedensten Absperrorgane zu sehen waren, und somit unser Wissen auf ein bestimmtes Level des Praktischen gebracht wurde.

Pumpe Im Bereich Pumpen mussten am meisten Funktionen verknüpft werden, um eine Pumpe genau zu verste-

hen. Beim Auseinandernehmen einer Pumpe musste man darauf achten, dass dieser Vorgang kontrolliert ablief. Ziel dieses Vorhabens war, ohne irgendwelche Probleme korrekt zu montieren. Bei jedem Bereich mussten wir ein Arbeitsblatt ausfüllen, welche mit einer Skizze und weiteren Informationen, zum Ankreuzen, versehen waren.

Reflexionen Bei diesem zweiwöchigen Kurs fiel uns auf, dass wir wenig Zeit zur Verfügung hatten. Ein anspruchsvoller Bereich waren pumpen und Service. Positiv zu diesem Werkstattkurs ist zu sagen, dass nicht die Funktionsprinzipien oder der Anwendungsbereich angeschaut wurden, sondern darüber hinaus auch die verschiedenen Werkstoffe und werkstoffzerstörungsarten repetiert wurden.

Weiteres Negatives ist, dass das Reaktionsteam nicht freiwillig für diese Arbeit gewählt wurde.

Beim Ausflug in der Firma cp-pumpen konnten wir sehen, wie Pumpen zusammengebaut und geprüft werden.

Hafir Bytyqi, Arlind Sadikoski, Enis Zymeri und Shqiprim Sejdiu

SEKTION NORDWESTSCHWEIZ Bowling-Event 2020 . . . wo der Spass ins Rollen kommt Komm – nimm auch du teil am Bowling-Event 2020.

Wir treffen uns am Freitag, 20. November 2020, um 18.45 Uhr im Bowling Restaurant Vicino in Muttenz.

Eingeladen sind alle Mitglieder des SCV aus allen Sektionen.

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Die Kosten für Apéro und Bowling betragen für Mitglieder des SCV 10 Franken/Person; für Nichtmitglieder 15 Franken/ Person. Für Lehrlinge ist die Teilnahme gratis. Getränke und Speisen gehen zu Lasten der Teilnehmenden.

Anmeldung bis zum 20. Oktober 2020 an: SCV-Sektion-NWS@bluewin.ch

Felice Bertolami 47

VERBANDSSEITE

SEKTION FRICKTAL Erfolgreiche Lehrabschlüsse bei DSM Sisseln Dieses Jahr gab es aufgrund der Corona-Hygienemassnahmen ein ganz besonderes Qualifikationsverfahren. Die praktischen Prüfungen konnten einige unserer Lernenden bis Ende April – mit buchstäblich viel Abstand – noch durchführen. Aufgrund der Anordnung vom Bund, durften

in gewissen Berufen danach keine Abschlussprüfungen mehr gemacht werden. Wir Berufsbildner waren gefordert eine Bewertung mittels des eidgenössischen berufsspezifischen Bewertungsrasters vorzunehmen. Bewertet wurden Leistungen in den Betrieben (Grundla-

ge Bildungsberichte) und an den überbetrieblichen Kursen, sowie die Arbeitsmarktfähigkeit unsere Lehrabgänger. Berufskenntnisprüfungen durften nicht durchgeführt werden. Stattdessen zählten Erfahrungsnoten der Berufsschule. In einzelnen Fällen wurde die Note der Be-

rufskenntnisprüfung in einem Fachgespräch ermittelt. Alle unsere 21 Lehrabgänger/innen haben ihr Qualifikationsverfahren erfolgreich durchlaufen und die Lehrabschlussprüfung bestanden. Acht davon wurden für ausserordentliche Leistungen ausgezeichnet: Hafir Bytyqi (Note 5,3); Kai Berndt (5,5); Richard Bengert (5,5); Sven Ducke (5,5); Marcel Mertz (5,5); Stephen Müller (5,5); David Grenacher (5,6); Arlind Krasniqi (5,8).

Bild: DSM

Wir gratulieren unseren neuen Berufsleuten herzlich und danken unseren Berufsbildnern für ihre wertvolle Arbeit.

Die erfolgreichen Chemie- und Pharmatechnologen EFZ Lehrabgänger 2020.

Andreas Ruess, DSM

SCHWEIZERISCHER CHEMIE- UND PHARMABERUFE VERBAND Diplomprüfung für die eidgenössisch anerkannte Höhere Fachprüfung für Chemietechnologen (HFPC) Zur Erlangung des eidgenössischen Diploms – Diplomierter Chemietechnologe – Diplomierte Chemietechnologin Infoveranstaltung: 21. August 2020 Ort: Aprentas AZM-2203.P.30 Lachmattstrasse 81 4132 Muttenz 48

Zeit: 16.30 Uhr bis ca. 17.30 Uhr Prüfungstermin: Diplomarbeit: 4. Februar bis 30. April 2021 Präsentation / Fachgespräch: 27. Mai und 28. Mai 2021 Prüfungsgebühr: Fr. 2200.– inkl. Diplom Anmeldeunterlagen / Informationen: Download via Homepage

www.cp-technologe.ch oder Bestellung bei: SCV Infostelle, Postfach 509, 4005 Basel Anmeldestelle: SCV, Marcel Dürr, QSK HFPC, Hüssiweg 14, 4802 Strengelbach Anmeldeschluss: 30. September 2020 (Datum des Poststempels) Prüfungsort: Region Basel

Zulassungsbedingungen: Gemäss Reglement HFPC Art. 8. Download auf: www.cp-technologe.ch/wordpress/cp-technologe/bildungsverordnung/reglemente oder Bestellung bei der SCV Infostelle.

Trägerschaft: Schweiz. Chemie- und Pharmaberufe Verband Postfach 509 4005 Basel www.cp-technologe.ch 7–8/2020

PRODUKTE

CO2-Inkubator sorgt für mehr Platz Zellkultivierung im grossen Stil ist mit dem neuen CO 2 -Inkubator CB 260 möglich. Im Zweierstapel bringt er es auf satte 535 Liter Innenraum bei nur 0,58 m2 Stellfläche. Der CB 260 bietet den Zellkultur-Spezialisten dadurch wieder neue Möglichkeiten.

Der neue Inkubator verfügt über 27 Prozent mehr Platz im Vergleich zu seinem Vorgänger. Das lüfterlose Design reduziert nicht nur die technische Komplexität, sondern trägt auch noch zum ausgeklügelten Antikontaminationskonzept von Binder bei. Darüber hinaus ist der Schrank, der einen Innenkessel ohne Ecken und Kanten besitzt und ohne Einschubgestell auskommt, einfach und bequem zu reinigen.

Das Gerät ist zudem noch mit achtfach geteilter Innentür erhältlich.

Diese Option eignet sich speziell für die parallele Arbeit mit verschiedenen Zellkulturen, beispielsweise für die Produktion von autologen Chondrozyten-Transplantaten. Die-

se moderne Tissue-EngineeringMethode wird schon seit einigen Jahren erfolgreich zur Behandlung von Knorpelschäden im Kniegelenk eingesetzt.

Sollte ein Anwender auch eine O2 -Regelung benötigen, kann der CB 260 problemlos auch damit ausgestattet und geliefert werden.

Binder GmbH Im Mittleren Ösch 5 D-78532 Tuttlingen +49 7462 2005 0 info@binder-world.com www.binder-world.com

Füllstandssensoren mit IO-Link EGE führt mit der MFN-Serie eine neue Generation von Füllstandssensoren mit geführter Mikrowelle ein, die durch ihre IO-Link-Schnittstelle den kontinuierlichen Zugriff von SPSen auf Prozess- und Parametrierungsdaten ermöglichen.

Unter Verwendung eines entsprechenden Masters lassen sich die Füllstandssensoren an jedes gängige Bussystem anschliessen und mittels PC oder Notebook bequem parametrieren.

Das Messprinzip der geführten Mikrowelle bietet durch seine Unempfindlichkeit gegen äussere Einflüsse wie Temperatur, Druck oder Dichte hohe Zuverlässigkeit und gewährleistet präzise Messungen in Flüssigkeiten wie Wasser, Öl und Emulsionen sowie in pastösen Medien.

Dabei zeichnen sich die Sensoren der MFN-Serie durch besonders kurze Reaktionszeiten bei Füllstands­ änderungen aus. Ihre Anzeigeeinheiten geben den gemessenen Füllstand konfigurationsabhängig in mm, cm, inch, Liter oder Prozent aus. Zur unkomplizierten Einstellung und angepassten Sichtkontrolle lassen sich die Gehäuse mit integrierten LED-Anzeigen und Bedienfel-

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dern um 360° drehen. Die Füllstandssensoren sind in Schutzart IP67 und für einen Temperaturbereich von –25 bis +85 °C ausgelegt.

Je nach Einsatzmedium sind Varianten mit Koaxialsonden, Einfachoder Doppelsonden erhältlich. Für Sonden, die in aggressiven Medien zum Einsatz kommen, verwendet EGE auch spezielle Werkstoffe wie Hastelloy oder Titan. Darüber hinaus passt der Hersteller die Sensoren auf Anfrage auch für kunden­ spezifische Tank-Geometrien und schwierige Einbaubedingungen an.

EGE-Elektronik Spezial-Sensoren GmbH Ravensberg 34 D-24214 Gettorf +49 43 46 41 58 0 info@ege-elektronik.com www.ege-elektronik.com

Laborpumpen neu konstruiert

Die überarbeiteten Modelle N 96, N 820 G und N 840 G erbringen ihre bekannt zuverlässige Performance nun in einem auffallend modernen Äusseren. Wünsche und Bedürfnisse von Anwendern für eine wirtschaftliche und täglich zuverlässige Laborarbeit flossen bei der Überarbeitung ein. Oft sind es störende Kleinigkeiten, deren Änderung ein Vielfaches an Mehrwert entstehen lässt. Damit entstand ein einzigartiges funktionales Design: Selbsterklärend gestaltete Bedien­

elemente, 3-Farben-Statusanzeigen und eine aussergewöhnlich platzsparende Form machen das Handling fortan zum Vergnügen. Dass die Laboport-Pumpen sich jederzeit zu einem passgenauen Vakuumsystem ausbauen lassen, dürfte nicht zuletzt Budget-Verantwortliche interessieren. Abscheider und/ oder Kondenser sind einzeln erhältlich und lassen sich als Module mit der Pumpe verbinden.

Drehzahlgeregelt, chemiefest für sehr aggressive, korrosive Gase und je nach Modell auch Atex-konform eignen sich die Vakuumpumpen für eine Vielzahl von Laboraufgaben.

KNF Neuberger GmbH Alter Weg 3 D-79112 Freiburg +49 7664 5909 0 info.de@knf.com www.knf.de

Weniger als sieben Millimeter für voll integrierten Drehzahlregler

Die Motorfamilie BXT wurde in allen Baugrössen um einen durchmesserkonformen integrierten Drehzahlregler (Speed Controller) erweitert. Mit nur 6,2 mm zusätzlicher Anbaulänge sind die Motor-Drehzahlregler-Kombinationen im selben Bauraum verfügbar wie die Produkte mit dem integrierten Encoder IEF3-4096 (L).

Der Speed Controller ist durch Nutzung von Synergieeffekten mit den Encodervarianten ebenfalls vollständig im robusten Motorgehäuse integriert. Der Controller verfügt über ein Drehmoment von bis zu 92 mNm und einer Dauerleistung von 60 W. Er ermöglicht eine stabile und präzise Drehzahlregelung von 200 bis 10 000 min -1 (mechanisch).

Der Speed Controller lässt sich mit den BXT-Motoren 2214…BXT H, 3216…BXT H und 4221…BXT H kombinieren. Er garantiert trotz vollständiger Integration die Nutzung des fast kompletten Leistungs- und Drehzahlbereiches der entsprechenden Basismotoren. Ein durchdachtes Entwärmungskonzept minimiert dabei die thermischen Verluste.

Die Kombination der BXT-H-Motoren mit dem integrierten Speed Controller ist eine komfortable Lösung, wenn auf engstem Raum Drehzahlen präzise geregelt werden müssen und gleichzeitig hohe Drehmomente gefordert sind. Typische Anwendungen sind Pumpen, Gerätebau, Labor- und die industrielle Automation.

Faulhaber Minimotor SA Zona Artigianale 8 Madonna del Piano CH-6980 Croglio +41 91 611 31 00 info@faulhaber.ch www.faulhaber.com

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PRODUKTE

Reine Luft auf kleinstem Raum

Einen Reinraum zu errichten und durchgängig zu betreiben bedeutet für eine Firma eine grundlegende Herausforderung, die mit Aufwand und Risiken verbunden ist, obwohl

manchmal nur in einem einzigen Abschnitt der Fertigungskette Reinraumbedingungen benötigt werden.

Genau für solche Anwendungen in begrenzten Bereichen hat die Firma Spetec die Laminar Flow Box FBS entwickelt, mit der sich exakt dort Reinraumbedingungen schaffen lassen, wo sie tatsächlich erforderlich sind. Die mit einer einzigen Spetec Flow Box FBS erreichte effektive Reinraumfläche beträgt zwischen 0,37 und 1,12 m². Das ist oft mehr als ausreichend, da

Platzsparende Schüttelapparate für jedes Labor

Die Schüttelapparate Lauda Vario­ shake sind verlässliche Partner in vielen Anwendungsgebieten im Labor. Sie dienen zum Vermischen unterschiedlicher Flüssigkeiten oder Pulver, verhindern Sedimentierung oder werden zur Sauerstoffanreicherung und Probenvorbereitung eingesetzt. Zudem sind sie besonders bedienerfreundlich, robust und langlebig. Ihre stabile, verschleissarme Mechanik sorgt für eine besonders ruhige Arbeitsweise und einen zuverlässigen Dauerbetrieb. Die Elektronik steuert den sanften Anlauf. Mit bis zu 35 Prozent Platzersparnis gegenüber dem Vorgängermodell sind VarioshakeSchüttelapparate an die begrenzten Platzverhältnisse in Laboren angepasst. Sämtliche Modelle dieser Schüttelapparate präsentieren sich in einem neuen, modernen Design.

Die Schüttelapparate gibt es in Ausführungen mit einer Lastaufnahme von 8 bis 30 kg und Arbeitsflächen bis zu 676 × 540 mm.

Je nach Modell verfügen die Geräte über eine einfach zu bedienen-

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de analoge oder digitale Steuerung.

Vor allem die Modelle Varioshake VS 8 OE und VS 8 BE stechen hervor: Sie sind besonders kompakt und bieten einen erweiterten Umgebungstemperaturbereich bis 60 °C (anstatt den serientypischen Temperaturbereich von 50 °C) für den Einsatz in Inkubatoren. Die Schüttelinkubatoren der Gerätelinie bieten einen Nutzraum von 45 bis 150 Litern mit Schüttelflächen bis zu 676 × 540 mm und einer Temperaturkonstanz von ±0,2 K. Zudem sind die Apparate mit einer Vielzahl an möglichen Schüttelbewegungen ausgerüstet. Von Kreisschüttlern für runde Gefässe – wie Erlenmeyerkolben oder Petrischalen – über Horizontalschüttler bis zum Varioshake-Überkopfschüttler mit einer 360-Grad-Rotation bietet die Varioshake-Gerätelinie Bewegungsmuster für unterschiedliche Anwendungen.

Mit einem umfangreichen Zubehörprogramm lassen sich die Lauda-Varioshake-Geräte auf individuelle Anforderungen anpassen. Das modular aufgebaute System erlaubt den einfachen Austausch und die schnelle, unkomplizierte Anpassung auf nahezu jede Gefässgrösse und -form.

Lauda Dr. R. Wobser GmbH & Co. KG Pfarrstrasse 41/43 D-97922 Lauda-Königshofen +49 9343 503 0 info@lauda.de www.lauda.de

der in der Flow Box FBS verwendete Filter des Typs H14 mindestens 99,995 Prozent aller Partikel herausfiltert – bezogen auf eine Partikelgrösse von 0,12 μm nach MPPS. Somit verfügt die Spetec Flow Box FBS über einen Isolationsfaktor von 104 und verbessert die Luftqualität um mindestens das 10 000-Fache gegenüber der Umgebungsluft. Damit werden Reinraumbereiche der ISO Klasse 5 erreicht, und das ohne Baumassnahmen und zu mehr als vertretbaren Kosten.

Die Spetec Flow Box FBS (vom Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung getestet und zertifiziert) ist in verschiedenen Modellvarianten unterschiedlicher Grösse erhältlich, sei es als Standgerät oder als Tischversion.

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

Intelligentes Triple-QuadrupolMassenspektrometer

Das Triple-Quadrupol-Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometer LCMS-8060NX zeichnet sich durch seine erstklassige Empfindlichkeit und Erfassungsgeschwindigkeiten aus. Zudem verfügt es über eine erhöhte Robustheit, um Ausfallzeiten zu minimieren. Seine hohe Benutzerfreundlichkeit sorgt für einen effizienteren Arbeitsablauf. Zudem ist das LCMS-8060NX mit zahlreichen Analytical-Intelligence-Funktionen ausgestattet, die den Anwendern Organisations-, Eingabe- und Abwicklungsarbeiten abnehmen und so die Laborleistung maximieren. «Analytical Intelligence» ist eine neue qualitative Strategie für Hard- und Software-Lösungen, die Nutzer von einem Mehr an Produktivität und Rentabilität profitieren lässt und ihnen mehr Zeit für eigene Innovationen gibt.

Neu entwickelte Ionenfokuslinsen in der hochmodernen integrierten

Elektrosprayquelle führen die Ionen gekonnt in das Spektrometer.

Neutralteilchen werden ausgestossen, um das Rauschen zu reduzieren und eine hohe Stabilität zu gewährleisten. Ein neuer temperatur­ unterstützter Aufbau der Quelle erhöht die Wirkung der Desolvatisierung und steigert die Ionentransmission zahlreicher verschiedener Verbindungen. Darüber hi­ naus extrahiert die einzigartige «UFsweeper»-Technologie des Systems die Ionen effektiv und ohne Verzögerung aus der Kollisionszelle, wodurch selbst bei hohen Messgeschwindigkeiten eine hochempfindliche Analyse beibehalten wird.

Shimadzu Schweiz GmbH Römerstrasse 3 CH-4153 Reinach BL +41 61 717 93 33 info@shimadzu.ch www.shimadzu.ch

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PRODUKTE

Parallelsynthese-Reaktor mit minimalem Zeit- und Platzbedarf

Um aussagekräftige Ergebnisse bei Prozessoptimierung, Parallelsynthese, DoE-Versuchen sowie bei Löslichkeitsbestimmungen und Kristal-

lisationsexperimenten zu erhalten, ist die Reproduzierbarkeit ein entscheidender Faktor. Dabei sollten Reaktionsparameter wie das Temperaturverhalten im Reaktor exakt vorgegeben und bei Wiederholung der Experimente mit möglichst geringen Abweichungen reproduziert werden. Herkömmliche Reaktionsblöcke zur Parallelsynthese ermöglichen zwar die gleichzeitige Abarbeitung mehrerer Ansätze mit demselben Temperaturprogramm, erlauben aber eben nicht, in einem Lauf genau diesen Parameter zu variieren. Individuelle Systeme, beheizbare Magnetrührer oder Eisbä-

Robustes Smartphone mit Wärmebildkamera

Das Smartphone Cat S62 Pro ist die dritte Generation der «Cat 6x»-Serie.

Es bietet eine vierfach höhere Wärmebildpixel-Anzahl als sein Vorgänger und einen unübertroffenen Funktionsumfang innerhalb der Anwendung. Zudem wurde es nach den anspruchsvollen, marktführenden Standards von Cat Phones getestet und ist ultrarobust. Es erreicht und übertrifft die Schutzklasse IP68 sowie den US-Militärstandard Mil Spec 810H. Auch wurde das Gerät strengen Tests unterzogen, einschliesslich wiederholter Falltests aus 1,8 m Höhe auf Stahl mit mehrfachen Stürzen auf jede Seite und jede Ecke, sowie Tests zur Wasser-, Schmutz- und Staubdichte, extremer Temperaturbeständigkeit und Vibrationsprüfungen. Ausserdem kann es einfach und gründlich mit

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Seife, Desinfektionsmitteln oder Alkoholtüchern gereinigt werden und setzt so auch Standards im Bereich Smartphone-Hygiene.

Die neue Software ermöglicht Analyse- und Berichterstellungsfunktio­ nen, die bisher nur in höherwertigen, dedizierten Wärmebildprodukten zu finden waren.

Mit dem Isothermen-Alarm können Nutzer einen vordefinierten Temperaturbereich (zwischen –20 °C und +400 °C) überwachen und Alarme einrichten, die sie benachrichtigen, sollte die Temperatur einen Wert innerhalb des voreingestellten Bereichs erreichen. Diese Funktion ist vor allem nützlich, wenn Nutzer darauf achten wollen, dass eine Maschine eine bestimmte Temperatur erreicht. Auch können so ungewöhnlich hohe Temperaturen festgestellt werden und sie funktioniert sogar, um festzustellen ob der Grill die richtige Temperatur hat.

Bullitt Group Ltd One Valpy Valpy Street UK- RG1 1AR Berkshire +44 118 958 0449 www.bullitt-group.com

der ermöglichen individuelle Temperatur- und Kühlregimes, führen aber bauartbedingt besonders bei vielfältigen Reaktionsbedingungen zu einem hohen Platzbedarf. Häufig bestehen auch keine Möglichkeiten, die Reaktionsparameter zu verfolgen und zu dokumentieren.

Mit dem kompakten Parallelsynthese-Reaktor Xelsius lassen sich bis zu zehn Reaktionsansätze in nur einem einzigen Gerät bearbeiten.

Die Parameter können für jede Reaktionszelle einzeln festgelegt werden. Hochwertige Peltier-Elemente, die mit einer 24-monatigen Garantie auf ihre Lebensdauer ausgestat-

tet sind, sorgen dabei für eine hohe Langlebigkeit trotz häufiger Temperaturwechsel. Der Reaktor ist zudem darauf ausgelegt, auch kleine Reaktionsansätze zwischen 2 und 40 ml automatisch und präzise durchzuführen, um dem gestiegenen Bedarf nach gesteuerten und überwachten Systemen auch bei diesen Mengen zu begegnen.

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Einzigartiger Schlauch für Abfüll­ maschinen in der Pharmaindustrie

Der Schlauch Ultrapura wurde für Abfüllmaschinen, die in aseptischer Umgebung arbeiten, entwickelt, um die beiden wichtigsten kritischen Probleme bei der Anwendung zu lösen: Transparenz und chemische Beständigkeit des Schlauchs. Die Transparenz muss eine zuverlässige visuelle Flusserkennung ermöglichen. Ein unregelmässiger Fluss könnte zu einer Luftstagnation führen und somit die Konsistenz des Produkts verändern und dadurch die korrekte Dosierung des Arzneimittels und die Konformität der Verpackungseinheit beeinträchtigen.

Der Schlauch verfügt über ein einzigartiges Design. Die Kontaktfläche, mit dem das pharmazeutische Produkt in Berührung kommt, ist mit einem Perfluoralkoxy-Liner (PFA-Liner), ausgekleidet und hat somit alle Vorteile eines Perfluorpolymermaterials. Er bietet chemische Beständigkeit, Temperaturbeständigkeit, Undurchlässigkeit und

eine spiegelglatte Kontaktfläche. All diese Eigenschaften ermöglichen einen einfachen und sicheren Durchgang des Produkts – unabhängig von der chemischen Zusammensetzung und Viskosität.

Ultrapura ist das Ergebnis der Kombination zweier Materialien, deren Zusammensetzung sehr unterschiedlich ist: das nicht pigmentierte unbehandelte PFA und das transparente platinvernetzte Silikon, die durch die besondere Oberflächenbehandlung des Liners miteinander verbunden sind. Das flexible Produkt ist vollkommen transparent und entspricht der USP-Klasse VI. Der Schlauch kann leicht desinfiziert werden und kann daher bei wiederholten Anwendungen verwendet werden. So können häufige Schlauchwechsel und Zeitverschwendung durch Maschinenstillstandszeiten vermieden werden und es wird gleichzeitig die Produktsicherheit gewährleistet.

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