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KnapsackSPIEGEL 09-10/2020

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Das Magazin für Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Chemieparks Knapsack

NEUES NMR-GERÄT SORGT

NEUES NMR-GERÄT SORGT FÜR SCHNELLERE UND BESSERE MESSERGEBNISSE SYNLAB tätigt eine der größten Investitionen der vergangenen Jahre E s ist so groß wie ein „Pittermännchen“ (ein 10-Liter- Fass Kölsch) und besitzt mit 9,4 Tesla ein 300.000 Mal so hohes Magnetfeld wie die Erde. Was nach Science-Fiction klingt, steht in der Realität jedoch im SYN- LAB-Labor im Chemiepark Knapsack: ein Kernspinresonanz (Nuclear-Magnetic-Resonance) Gerät – kurz NMR-Gerät. Nach rund dreimonatigem Installationsprozess ist das neue NMR-Gerät bei SYNLAB CIS nun im Einsatz und sorgt für noch schnellere und genauere Messergebnisse bei der Strukturaufklärung und Quantifizierung chemischer Substanzen. Im Rahmen der Installation stellte jedoch nicht nur Corona die Beteiligten vor große Herausforderungen. KOMPLEXER INSTALLATIONSPROZESS Einen Magneten in Betrieb setzen, in dessen Umkreis von zwei Metern jede Kreditkarte ihren Geist aufgibt: Vor dieser gemeinsamen Aufgabe standen die Experten bei SYNLAB CIS und die Techniker des Geräteherstellers JEOL im Januar 2020. Nach rund sechs Monaten Lieferzeit barg bereits der Transport des NMR-Geräts auf den Knapsacker Hügel spezielle Anforderungen. So musste der Magnet des Geräts erschütterungsarm transportiert werden, um die empfindliche Magnetspule nicht zu beschädigen. Dazu wurde ein LKW mit spezieller Dämpfung eingesetzt. Damit aber nicht genug: „Der Installationsprozess war sehr spannend und hat mehrere Wochen gedauert. Ein entscheidender Schritt war es, den Magneten in Betrieb zu setzen“, erinnert sich Johannes Meyer, Geschäftsführer bei SYNLAB CIS. Eine ganze Woche lang mussten die Experten mittels Spezial-Pumpe ein Vakuum im sogenannten Dewar-Gefäß erzeugen. Dieses Stahlvakuumgefäß, das optisch einer großen Thermoskanne ähnelt, beherbergt einen Behälter mit flüssigem Stickstoff und Helium, in dem schließlich die eigentliche Magnetspule „schwimmt.“ Tiefkaltes Helium wird benötigt, um den supraleitenden Magneten betreiben zu können: Bei Temperaturen von minus 269 Grad Celsius – also 4 Grad Celsius über dem absoluten Nullpunkt – eliminiert der physikalische Effekt der Supraleitung den elektrischen Widerstand vollständig. Der Strom innerhalb der Magnetspule kann ungehindert fließen und das benötigte starke Magnetfeld erzeugen, solange die Spule konstant kalt ist. Für den Installationsprozess bedeutete dies: zunächst das Vakuum erzeugen, dann Stickstoff und Helium einfüllen und schließlich Strom in die Spule leiten, um das Magnetfeld langsam aufzubauen. Anschließend erfolgte die Installation weiterer Bestandteile wie der eigentlichen Mitarbeiter und Geschäftsführung bei SYNLAB freuen sich über das neue NMR-Gerät. 18 | KNAPSACKSPIEGEL 09.2020

Mess elektronik, Autosampler und Auswertungseinheiten. Was sich einfach anhört, ist in der Tat ein komplexer Prozess, der den wochenlangen Einsatz von Spezialisten erforderte. VERKÜRZTE MESSZEITEN UND AUSFALLSICHERHEIT Hinzu kam, dass aufgrund der Corona-Pandemie und der damit einhergehenden Schutzmaßnahmen die abschließenden Installationsarbeiten im Schichtdienst absolviert werden mussten, um den nötigen Abstand für die Mitarbeiter gewährleisten zu können. „Wir waren sehr froh, dass wir zu diesem Zeitpunkt bereits einen großen Teil der Arbeiten abgeschlossen hatten“, so Meyer. Mitte März konnte das neue NMR-Gerät schließlich in Betrieb genommen und getestet werden. Nun ergänzt es das Portfolio des Hürther Labordienstleisters: SNYLAB besitzt am Standort bereits ein NMR-Gerät älteren Jahrgangs, das dank regelmäßiger Modernisierungen nach wie vor seinen Dienst einwandfrei leistet. „Mit dem neuen Gerät haben wir nun für eine deutlich verbesserte Ausfallsicherheit gesorgt“, erklärt Meyer. Und mehr noch: Das neue Gerät verfügt über einen alternativen Messkopf mit verdoppeltem Durchmesser und damit bis zu vierfach höherer Nachweisempfindlichkeit – beispielsweise für Phosphor- oder Kohlenstoff-Messungen. So kann der Labordienstleister für seine Kunden wahlweise die Qualität der Messung – insbesondere in Bezug auf die Bestimmung von Nebenkomponenten und Spuren – erhöhen oder alternativ die Messzeiten verkürzen. Analysen, die mit dem alten Gerät bis zu vier Stunden benötigt haben, können nun unter bestimmten Voraussetzungen in gerade einmal einer Stunde durchgeführt werden. „Messungen solcher Proben am gleichen Tag oder über Nacht sind jetzt absolut möglich“, freut sich Meyer. Das entsprechende Know-how im Umgang mit dem Gerät und zur Auswertung der Proben ist bei SYNLAB entsprechend vorhanden. DIE INVESTITION HAT SICH GELOHNT Die beiden NMR-Geräte werden bei SNYLAB eingesetzt, um die Molekülstruktur von Stoffen aufzuklären oder um quantitative Messungen von Haupt- und Nebenkomponenten durchzuführen. Die Methodik beruht auf dem physikalischen Effekt der Kernspinresonanz. Hierbei interagieren Atome in einem starken Magnetfeld mit elektromagnetischen Wellen derart, dass in Abhängigkeit von der Molekülstruktur ein Spektrum mit unterschiedlichen Signalen entsteht. Anhand der gemessenen Signale können die Laboranten bestimmen, um welche Stoffgruppen es sich jeweils handelt. Das Ergebnis ist eine chemische Strukturformel, die den Stoff in der Probe charakterisiert. Zusätzlich kann der identifizierte Stoff durch spezielle Messverfahren quantifiziert werden. Viele Kunden aus der Chemie, Pharmaindustrie sowie aus Forschung und Entwicklung nutzen diese Analyse für die Qualitätskontrolle, bei Schadensfällen, für Produktentwicklungen oder für eine REACH-Registrierung (REACH steht für Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung von Chemikalien). Das NMR-Gerät wird mit flüssigem Helium und Stickstoff befüllt. Dank des neuen NMR-Geräts erhalten die Kunden ihre Mess ergebnisse nun noch schneller und in verbesserter Qualität. So habe sich die Investition, bei SYNLAB CIS sicherlich eine der größten der letzten Jahre, eindeutig gelohnt, freut sich Meyer. Und weiter: „Bei SYNLAB hegen wir viel Faszination und Enthusiasmus für dieses Verfahren. Und das lassen wir auch unsere Kunden spüren.“ Wussten Sie schon, …? … dass die heutige SYNLAB bis 2013 die Laborabteilung der YNCORIS war? Das Unternehmen agiert seither unter dem Namen SYNLAB Chemie-, Industrieund Spezialanalytik CIS GmbH am Standort Hürth. 40 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter analysieren hier heute täglich chemische Edukte und (Zwischen-) Produkte, organische und anorganische Materialien sowie Abwasser – unter anderem mittels Chromatografie, Spektralanalyse oder Nassanalytik. Auch Schadensfallanalysen, die analytische Begleitung von F&E-Prozessen sowie die Charakterisierung von Stoffen für die REACH-Registrierung gehören zum Portfolio des Labordienstleisters. Neben zahlreichen Kunden aus der Chemie- und Pharmabranche nutzen auch viele Standortunternehmen im Chemiepark Knapsack das SYNLAB-Angebot und profitieren stark von der räumlichen Nähe. „Manche Kunden bringen mehrfach am Tag Proben zur Auswertung vorbei“, erläutert SYNLAB CIS-Geschäftsführer Johannes Meyer. „Wir sind eng in die Prozesse unserer Kunden eingebunden.“ Für alle anderen Kunden stehen Logistikdienstleistungen des SYNLAB-Konzerns bereit; für Gefahrstofftransporte werden spezielle Drittanbieter eingesetzt. KNAPSACKSPIEGEL 09.2020 | 19

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